Чому сучасні мотори ламаються частіше старих і перевірених?

Чому сучасні мотори ламаються частіше старих і перевірених?

Здавалося б, з розвитком техніки мотори повинні ставати все надійніше і надійніше, але з якоїсь причини цього не відбувається. Створюється враження, що ми спостерігаємо зворотну тенденцію. Так, на думку багатьох гаражних «спеців», раніше і трава була зеленішою, але в даному конкретному випадку вони, на жаль, мають рацію… Причин тому досить багато, і ефект від цих причин складається, найчастіше породжуючи чергове «горе власника». Спробуємо розглянути можливі негативні чинники докладніше, через що ж мотори стали ламатися частіше.

Проблема перша: технічне ускладнення

Напевно, коренем усіх бід є щораз зростаючі вимоги до витрати палива та екологічності двигунів при відсутності нових ідей та конструкцій. По суті, всі «нововведення», які ми бачимо, – це компресор, турбонаддув, безпосереднє уприскування, змінювані фази ГРМ і багатоклапанні конструкції. Все це, взагалі-то, з’явилося ще в п’ятдесяті-шістдесяті роки, а велика частина технологій почала розвиватися ще в двадцяті-тридцяті роки (як не згадати тут улюблений верхівкою Третього Рейху наддувний Mercedes-Benz 770K початку 30-х).

Великим рушієм прогресу поршневих моторів в першій половині 20-го століття стала авіація, яка сильно прискорила роботи по упорскуванню, всім видам наддуву і багатоклапанним конструкціям. На землі ці технології застосовувалися куди менш широко: в гоночних моторах і на окремих особливо прогресивних машинах, але масове їх використання стало можливим лише з появою дешевої і надійної електроніки на початку 90-х років.

Тоді ж законодавчо зобов’язали автовиробників підтримувати певні темпи зниження витрати палива і стали посилювати норми викиду шкідливих речовин. Спочатку вистачало впровадження безумовно прогресивних технологій. Багатоклапанні головки блоків циліндрів швидко витіснили двохклапанні конструкції в першу чергу тому, що навіть без каталізатора вихлоп такого мотора був чистішим.

Зрозуміло, тут же різко зросла кількість деталей в механізмі ГРМ і трудомісткість його обслуговування. Але прогрес в металообробці дозволив ускладнити мотор майже без втрат. Перехід на електронний тип впорскування палива і інтегровані системи управління двигуном, які дозволяли звести воєдино управління уприскуванням, запалюванням, трансмісією, сервісними процедурами мотора, теж, безумовно, був проривом. Він значно поліпшив характеристики двигунів і збільшив надійність.

Хоча багато хто пам’ятає недовіру, яким обдаровували перші вприскові машини і поради досвідчених «гаражників», які попереджали про те, як складно лагодити такі системи (чи то справа простий карбюратор!). Історія розставила все по своїх місцях: системи упорскування виявилися надійнішими старих систем, хоча «на коліні» відремонтувати складну техніку дійсно стало куди складніше.

Наступна технологія, яку масово впровадили на всіх двигунах – це система зміни фаз ГРМ: VANOS на BMW, VVT-i на Toyota, i-VTEC на Honda і т.п. Якщо грубо, то вона дозволяла зміщувати час відкриття і закриття впускних і випускних клапанів, в залежності від оборотів мотора, щоб забезпечувати хорошу тягу і на малих, і на великих оборотах. Іншими словами, вона дозволила поліпшити характеристики потужності моторів, не погіршуючи економності.

По суті, не дуже складна в реалізації конструкція, вона виявилася занадто новітньою, і у багатьох виробників аж ніяк не безпроблемною: з’явилися нові деталі, що зношуються і новий головний біль у власників таких машин. Наприклад, стуки, поломки і збої систем.

Далі було масове впровадження турбонаддуву. Він дозволив використовувати «лазівку» в європейському і японському їздових циклах виміру витрати палива і знизити паспортні витрати палива, одночасно сильно поліпшивши динамічні параметри машин. Зрозуміло, автомобілі з турбонаддувом значно складніші в експлуатації, ніж з атмосферними моторами, вони бояться навіть незначних порушень у роботі всіх систем.

Остання технологія, яка поступово впроваджується масово – безпосереднє уприскування палива. Вона помітно підвищує можливості двигуна, але і вимагає застосування складних компонентів з обмеженим ресурсом і дуже вразливих в силу точної конструкції і жорстких умов роботи. І, крім збільшення ймовірності виходу з ладу, також збільшує ціну ремонту.

Але застосування цих старих технологій, загалом не було проблемою, багато в чому вони були відпрацьовані задовго до масового впровадження, на гоночних моторах. При переході до масового виробництва бували і помилки з прорахунками, але в цілому це прогресивні технології. Просто їх довелося впроваджувати занадто швидко і занадто масово, щоб вписатися в рамки законів. Тільки темпи зростання економності не встигали за жорсткістю вимог.

Здавалося б, з розвитком техніки мотори повинні ставати все надійніше і надійніше, але з якоїсь причини цього не відбувається.
Здавалося б, з розвитком техніки мотори повинні ставати все надійніше і надійніше, але з якоїсь причини цього не відбувається.

Проблема друга: Зниження втрат на тертя

Незабаром з’явилися ознаки надмірного ускладнення начебто систем бездроссельного впуску і явні потуги на зменшення внутрішнього тертя – за фактом, за рахунок зниження надійності вузлів. Менше тертя – вище ККД, але якою ціною? В першу чергу безліч підшипників ковзання в моторі просто зменшили в розмірах. Зменшилися розміри шийок колінвалів, поршневих пальців, вкладишів балансирних валів, розміри розподілвалів і ланок ланцюгів…

Зрозуміло, металурги видавали нові сплави і деталі стали міцнішими. Тільки не скрізь і не в усьому. Мотори стали набагато гірше переносити перевантаження. Щоб ще більше знизити втрати на тертя в підшипниках і витрати енергії на мастило, стали використовувати все більш рідкі масла і зменшувати тиск масла в системі.

На жаль, чудес не буває: більш рідке масло має менш стійку до навантажень плівку, а керований масляний насос не тільки складніший, він ще і не забезпечує запасу по тиску на найпоширеніших режимах роботи двигуна.

Проблема третя: Збільшення робочої температури

До того ж для підвищення екологічності та економності на малому навантаженні спробували збільшити робочу температуру двигуна. А щоб не втратити в потужності, ввели керовані термостати, які дозволяли двигуну трохи остигати під навантаженням. Ось тільки підвищення температур самим негативним чином позначилося на темпах зносу масла, старінні пластикових і гумових деталей мотора… Загалом, клопоту додалося.

До того ж керований термостат не може моментально зменшити температуру мотора, і часто температура під навантаженням теж вище оптимальної, що викликає детонацію і прискорення зносу. І так, масло стали міняти рідше, а ось прориву в технологіях його виробництва теж не відбулося.

Проблема четверта: Полегшення поршневої групи

Решта причин зниження надійності, які ми опишемо нижче, так або інакше пов’язані з основним чинником. Але разом з тим могли б розвиватися і без нього. Передача контролю над процесом згоряння палива електроніці зі зворотним зв’язком дозволила помітно полегшити поршневу групу і багато інших частин двигуна за рахунок відмови від «запасу надійності», який був потрібний на випадок будь-яких збоїв в роботі більш простих систем контролю. На жаль, електроніка невічна і не завжди коректно діагностує помилки в своїй роботі. А запас «заліза» по надійності вже став менше, і незначне відхилення параметрів від норми вже може привести до виходу деталей з ладу.

Знаєте, скільки сил видавав 1.8-літровий мотор VW Golf 1984 року? 90 – з карбюратором, 105-115 – з уприскуванням на GTI. Цілком скромні параметри, за нинішніми мірками. Мотори 1.8 серії EA888 зараз мають потужність в 182 сили, а приріст крутного моменту і зовсім дворазовий. Впровадження всіх нових технологій дозволило створити мотори зі ступенем форсування, що перевищує параметри гоночних ДВС тридцятирічної давності. А будь-яке збільшення навантаження і температур тягне за собою прискорення старіння металів і зменшення ресурсу в цілому.

На жаль, електроніка невічна і не завжди коректно діагностує помилки в своїй роботі. А запас «заліза» по надійності вже став менше, і незначне відхилення параметрів від норми вже може привести до виходу деталей з ладу.
На жаль, електроніка невічна і не завжди коректно діагностує помилки в своїй роботі. А запас «заліза» по надійності вже став менше, і незначне відхилення параметрів від норми вже може привести до виходу деталей з ладу.

Проблема п’ята: Брак часу на повноцінні випробування моторів

Якщо «запас надійності» і був у вузлів, то його довибрали майже до кінця. Різке прискорення зростання вимог змусило автовиробників, особливо з числа лідерів преміального сегмента, відмовитися від практики поступового впровадження нововведень в старі мотори і поступового поліпшення конструкції. Серії двигунів тепер часто змінюються два рази за коротке життя моделі у виробництві. Зрозуміло, скорочуються і час тестування, і число тестів, проведених з новими моторами.

Більшу частину тестів виконують на комп’ютерах, а програмне забезпечення, як ви всі знаєте, часто має помилки. В результаті виходять у світ явно недопрацьовані конструкції, проблеми яких виправляють вже «в процесі». Так що п’ять-шість регламентних замін типів форсунок і матеріалів вкладишів, поршневих кілець і поршневих груп – це лише плата за те, що мотор вашої машини самий «прогресивний».

Проблема шоста: Більш складне ТО та діагностика

Якщо спробувати заглянути під капот сучасної машини, а потім під капот «янгтаймера» з дев’яностих, то буде добре помітно, наскільки компактніше стали мотори і наскільки щільніше їх стали вписувати в моторний відсік. Возити повітря ніхто не хоче, а вимоги до зростання внутрішнього простору при збереженні зовнішньої компактності машини тільки зросли з часом.

Іноді це супроводжується явним надмірною складністю вузлів або погіршенням умов їх роботи. Але в будь-якому випадку тягне за собою збільшення складності та часу, що витрачається на діагностику. Сервісу доводиться більше покладатися на електронні системи самодіагностики і менше – на візуальний контроль і підключення додаткових приладів контролю. До того ж сервісні процедури стали проводити рідше, а значить, і можливостей для виявлення проблем на ранній стадії стає менше

Проблема сьома: Несприятливі умови роботи

І останнім фактором, напевно, є збільшення середнього навантаження на двигун. Нові автоматичні трансмісії створюються для зниження витрати палива, а значить, вони змушують мотор працювати в режимах з максимальним навантаженням на даних оборотах. Все це економить паливо, але не завжди нешкідливо для агрегатів. Нові АКПП дозволяють легко і безтурботно використовувати всю потужність мотора, а зниження шумності агрегатів роблять процес приємним і легким. Розплата, як завжди, надійністю.

Що в результаті?

Кожна з причин окремо погоди не робить, але в сумі вони створюють відчуття постійних проблем з моторами у багатьох нових машин. У більш консервативних виробників менше, у найпрогресивніших – більше. Насправді число відмов в гарантійний термін в цілому знижується, і це наслідок роботи систем контролю якості. Тепер у автокомпаній є можливість контролювати ресурс, що не закладати зайвий запас надійності, якщо число гарантійних проблем не перевищує розумний рівень, і вчасно виправляти помилки проблемних серій моторів або знімати їх з виробництва, якщо малими силами виправити ситуацію не виходить.

На жаль, все, що за межами строків гарантії «і ще трошки», вже поза інтересами концернів. Може виявитися так, що після гарантії проїздить машина недовго і ремонт буде дуже дорогим і з залученням спеціального інструменту. А поки покупець може насолоджуватися новою машиною – все ж вона швидша і економніша. Причому різниця у вартості зекономленого палива часто може навіть перевищити зрослі витрати на ремонт моторів в майбутньому.


Залишити відповідь