1 ≫
-
Гонка за уменьшением рабочего объема двигателей внутреннего сгорания финиширует досрочно. Как сообщает агентство Reuters со ссылкой на источники из нескольких автомобильных компаний, к 2019 году автопроизводители планируют отказаться от выпуска малолитражных моторов, заменив их агрегатами большего объема. Так бесславно заканчивается короткая, но яркая эпоха даунсайзинга.
Что такое даунсайзинг?
В автомир термин downsizing (от англ. «уменьшение размера») пришел из экономики: так изначально называли борьбу против бюрократии, когда уменьшением размера организации добивались улучшения ее функционирования и снижения затратной части бюджета. В нашем же случае, даунсайзинг — это «концепция разработки двигателей внутреннего сгорания, в рамках которой производители уменьшают рабочий объем без ухудшения характеристик».
Эпоху даунсайзинга фактически провозгласил Volkswagen. С конца 2000-х немецкий производитель настаивал, что это — будущее моторостроения. Рецепт казался верным. Снижая общий размер двигателя, уменьшаем массы движущихся (и не только) деталей, а значит, улучшаем экономичность и экологичность. Чтобы компенсировать неизбежную потерю мощности, повышаем степень форсирования, внедряя турбонаддув.
На скептические замечания, что такой подход обернется снижением прочности и увеличением нагрузок, инженеры отвечали примерно как Остап Бендер: «Вам нужен вечный двигатель? Но вы же не собираетесь ездить на этой машине вечно!». И в качестве контраргумента приводили железное: зато маленький турбомотор на 30% экономичнее большего по объему атмосферника! То есть экономить вы сможете прямо здесь и сейчас.
Так, вместо атмосферных движков объемом 1,4 и 1,6 литра на городских моделях немецкого концерна появился 1.2 TFSI, а основным двигателем стал считаться 1.4 TFSI, который благодаря разным степеням форсировки, заменил целую гамму «старорежимных» силовых агрегатов. Двухлитровые моторы вообще назначили приметой флагманских версий! Аналогичная «замена ценностей» произошла и с дизельными модификациями.
Следом за «Фольксвагеном» идеей заболел Ford (их 999-кубовый моторчик многократно признавался «Двигателем года» и ставится на большинство европейских моделей, включая Mondeo). И понеслось. По большому счету, сейчас не найти ни одной автомобильной компании, которая бы не провозгласила курс на снижение рабочего объема своих моторов. Идея заинтересовала даже американцев — те, правда, уменьшали число цилиндров.
Первые сомнения
Skoda Fabia прошлого поколения со 105-сильным атмосферным 1.6 и 6-диапазонным гидромеханическим автоматом должна расходовать10,2 литра бензина на 100 км пробега. А с современным турбомотором 1.2 TSI (105 л.с.) и 7-ступенчатым преселективным роботом DSG городской расход топлива сразу снижается на треть — до 7 литров на 100 км! Это придумали не мы: таковы официальные паспортные данные.
Для примера можно взять и другие машины. Бензиновый Ford Mondeo, дизельный Volkswagen Caddy — неважно: с малолитражным наддувным двигателем машина по паспорту потребляет существенно меньше топлива. Вот только владельцы не всегда замечали экономию. Например, на форумах фабиаводов давно постановили, что расход обеих версий — турбированной и атмосферной — примерно одинаков.
Но почему?! По идее, один только непосредственный впрыск, улучшающий процесс сгорания, не говоря об остальных ухищрениях, должен повышать экономичность! Причину несоответствия бумажных показателей реальным первыми обнаружили немцы из ADAC: ею оказался NEDC — «Новый европейский ездовой цикл», сама методика определения количества выбросов и расхода топлива.
Что такое NEDC?
Почему реальные показатели, как правило, отличаются от заявленных автопроизводителями, рассказывает материал «Как измеряют расход топлива?». Но коротко повторим: к реалиям современного дорожного движения NEDC не имеет никакого отношения. В частности, по официальной методике разгон до 50 км/ч должен занимать 26 секунд. И вообще, при определении смешанного расхода средняя скорость — только не смейтесь — составляет 33,6 км/ч.
Отсюда и простая разгадка небывалой экономичности и экологичности наддувных моторчиков. При плавных разгонах нагрузка на двигатель невелика, а потому турбокомпрессор практически не включается. Соответственно, на низких оборотах из-за меньшего рабочего объема силовому агрегату требуется меньше воздуха, чем более крупному атмосфернику. А «меньше воздуха» означает «меньше топлива» и «меньше выбросов».
Плюс были лазейки для легкого мухлежа вроде слегка перекачанных покрышек. Потом грянул дизельгейт и выяснилось, что мухлеж был еще каким! Инженеры прошивали «мозги» машинам, чтобы те распознавали сертификационные упражнения и активировали отдельно прописанные программы работы ДВС для снижения уровня выбросов (и, соответственно, расхода топлива). И эти данные считались официальными!
На смену даунсайзингу — райтсайзинг
В Европе со следующего года лабораторные исследования дополнят реальными, на дорогах. К 2019 году вообще появится глобальный стандарт тестирования, который обещает исключить возможность обмана. И нынешние «даунсайзинговые» машины испытания по новой методике просто не пройдут. Из-за этого мировой автопром вынужден провозгласить «райтсайзинг».
Слово «райтсайзинг» (от англ. rightsizing — доведение до нужных размеров) мы впервые услышали на недавней презентации обновленного Volkswagen Amarok. Напомним, на пикапы вместо 4-цилиндровых моторов 2.0 TDI отдачей 140 и 180 л.с. вдруг стали ставить трехлитровый V6. Официальная версия такова: «V6 лучше соответствует характеру грузопассажирского внедорожника». Но, как оказалось, это — начало новой эпохи!
Как уверяют аналитики Reuters, с недавнего времени, кроме «Фольксвагена», стратегии райтсайзинга (правда, пока негласно) уже начали придерживаться GM, Fiat-Chrysler и Renault-Nissan. По обобщенной информации, всем компаниям придется увеличить кубатуру моторов примерно на 25-30%. Соответственно, дизельные агрегаты объемом менее 1,5 литра и бензиновые менее 1,2 литра вообще перестанут выпускаться.
Впрочем, в эпоху атмосферных «миллионников» нам вернуться не дадут. Да-да, возрождать выпуск легендарных Toyota 3S-FE или Mercedes-Benz OM602 никто не собирается. ДВС ближайшего будущего — это рядные «тройки» и «четверки» объемом около двух литров, оснащенные турбонаддувом и непосредственным впрыском топлива. Правда, скорее всего, чуть более долговечные, нежели существующие, ведь размеры деталей увеличатся, значит, запас прочности вырастет.
Но это ненадолго, ведь сама идея двигателей внутреннего сгорания признана мировым сообществом исчерпавшей себя. Великобритания, Германия, Нидерланды и Норвегия, а также несколько американских штатов после 2050 года готовы «запретить использование и продажи автомобилей на горючем топливе». А некоторые страны и вовсе планируют ввести запрет досрочно — с 2025 года.
Источники: http://auto.mail.ru/article/62585-avtoproizvoditeli_otkazhutsya_ot_malenkih_turbomotorov/
2 ≫
-
Golf GT (объем 1,4 л., мощность 170 л.с.), Tiguan (1,4 л., 150 л.с.), Skoda Octavia (1.4 л., 122 л.с.), Skoda Yeti (1.2 л., 105 л.с.), и т.п. и т.д.
Делается это для снижения расхода топлива и повышения экологичности (оно и понятно, 1,2 л., это не 2,5 л.)
Правда, когда турбина работает топливо расходуется существенно больше, чем на обычном атмосфернике
Ну и характеристики двигателя, как правило, лучше (тяга с низких оборотов, эластичность) ..
Все СМИ тащится, одни восторги - типа супертехнологии … Куда там японцам и корейцам - отстали совсем
Теплоотдача от этих двигателей маленькая (зимой в салоне холодно). Плохо приспособлены для российских условий эксплуатации (хотя наверное это больше касается регионов)
Жуткий пример – замершая семья в прошлом году в Passatе (Кемеровская область).
Ресурс двиг-ля очевидно меньше
Слишком форсированные двигатели летят к черту один за одним. Пример - Tiguan (1,4 л., 150 л.с.). Причем часто после двух лет эксплуатации. Volkswagen проблему не признает - ссылается на плохое качество российского топлива. Но проблема хотя и в значительно меньшем кол-ве есть и в самой Германии. Но тоже есть версия, что в период кризиса бюргеры экономили - заливали бензин с меньшим октановым числом
Имеет ли смысл покупать такой а/м?
Может быть кто поделится опытом эксплуатации а/м с такими дивгателями
Слишком форсированные двигатели летят к черту один за одним.
Яркий пример Формула 1:
один двигатель - одна гонка, форсирование максимально.
Чудес, увы, не бывает.
Сходу насчитал более 20 поломок двигателя.
Может и больше если отзывы на Автоньюс не дублировались у них на форуме
Может расходник
Сходу насчитал более 20 поломок двигателя.
Водитель БелАЗа разглядывает дорожные знаки просто из любознательности.
Даунсайзинг (как путь развития) обязан собой подтолкнуть новый виток в технологиях изготовления и материалах. ИМХО.
Водитель БелАЗа разглядывает дорожные знаки просто из любознательности.
Но наши специ умудряются гильзовать блоки.
100-120 лысы с литра объема безо всякого наддува. И отличные показатели по надежности.
Впрочем, как и коробки DSG
Знаю, что достаточно проблемная в плане надежности (может уже и исправили).
Стрелка тахометра мечется как идиотка и переключения чувствуются (хотя они всеравно плавнее чем на Гетце (старая АКП4) например)
Вариатор Renault Koleos комфортнее однозначно для меня
Как правило, если двигатель (или любой другой механизм) изначально проектируется под определённые параметры (хондовские моторы), то он имеет более высокую надёжность и ходимость. Если что-то проектировалось под одни параметры, а потом хотят снять с этого больше - лучше, чем 1-й вариант не получится. Приспосабливать всегда сложнее. Слишком много параметров вступают в противоречия друг с другом.
Моторы 1.4 с наддувом у VW из этой серии. Но это и более дешёвый и быстрый способ выкинуть на рынок что-то новое.
Расплачивается потребитель.
Да, прогресс это хорошо, но и коммерческий успех, т.е. скорость внедрения никто не отменял. А где быстро, там может и порваться.
Делается это для снижения расхода топлива и повышения экологичности (оно и понятно, 1,2 л., это не 2,5 л.)
Правда, когда турбина работает топливо расходуется существенно больше, чем на обычном атмосфернике
Ну и характеристики двигателя, как правило, лучше (тяга с низких оборотов, эластичность) ..
А я так понимаю они очень серьезные.
Теплоотдача от этих двигателей маленькая (зимой в салоне холодно). Плохо приспособлены для российских условий эксплуатации (хотя наверное это больше касается регионов)
Один из последних был 2.3Т - 260 лс. со всеми вытекающими.
Все эти указанные выше движки от Дас Ауто, как и пишут все - сделаны из алюминия и достаточно легкие - вот и плохо греются. Точнее не плохо греются даже, а просто очень быстро остывают. Даже при кратковременной остановке на светофоре. Конечно высокая форсированность тоже дает о себе знать, но за КПД чем-то надо платить.
А вот на счет потребления топлива совсем не верно. Наоборот, все турбо-моторы приспособлены к работе на обедненной смеси.
Так вот, у меня на машине весом бОльшим чем Колеос расход по шоссе до 7.5 был всегда, по городу до 11, да и то чаще только зимой.
Честно скажу, что после начала работы с Рено (со всеми моделями), был поражен на сколько Рено хреново греется. Сейчас уже привык.
Так что про теплоотдачу, наверное не совсем верно. Да, она меньше, чем у НЕ форсированного атмосферника, но это не критично, чтобы считать это минусом.
Но то, что все эти "форсажи" явно любят хорошее топливо - соглашусь.
Но , постоянно жалуется, что двигатель плохо прогревается, а в салон долго не поступает теплый воздух - зимой холодно.
К тому же двигатель на холостых после пуска долго "колбасит", как он выражается (сильные вибрации)
При температурах ниже 20 климат работает на полную, но все равно холодно. Ездил с ним - это так.
Прошлый новый год - ночью было - 35 С. Приехали в гости с ним одновременно. После 10 часов простоя на морозе, мой Koleos завелся без проблем, а Octavia -
пришлось его домой с семьей везти мне
Вот, кстати про это интересная статейка в тему почти.
Источники: http://www.club-renault4x4.ru/avtomobili/1909-daunsaizing.html
3 ≫
-
Время моторов, переходивших по наследству от деда к внуку, практически прошло. Как и эпоха громадных мастодонтов, тоннами пожиравших топливо… Очевидно, что одно тесно связано с другим.
Основная современная тенденция в моторостроении – запихать максимальное «поголовье лошадей» в как можно меньший объем подкапотного пространства. И это понятно: подобная миниатюризация силовых агрегатов имеет множество плюсов. Компактная повозка обретает недостижимую ранее энергонасыщенность и влезает по экологии в самые современные требования.
А чем для этого приходится жертвовать?
Степень форсирования (именно так: «форсировка» считается сленгом!) мотора – один из важнейших параметров его совершенства. При этом его абсолютная мощность ни о чем, в общем-то, не говорит, поскольку двигатель грузовика в 450 л.с. может быть куда менее форсирован, чем двухсотсильный мотор современной «легковушки».
Для характеристики степени форсирования в классической теории ДВС вводят две величины. Одна – довольно сложная для понимания – называется «среднее эффективное давление»: это отношение полезной работы к рабочему объему двигателя. Лет тридцать тому назад для автомобильных двигателей эта цифра колебалась на уровне 0,6…0,8 МПа. А сейчас современные высокооборотные моторы с турбонаддувом залезают на уровень 1,4…1,6 МПа. К слову, некоторые дизельные моторы уже проектируют на среднее эффективное давление 2,5…3,0 МПа. Но это сложный параметр, который используется только в среде специалистов. В описаниях моторов на «сайтах» и в «буквариках» его не найдешь.
Более наглядна «литровая мощность», получаемая простым делением номинальной мощности мотора на его рабочий объем. И тут прогресс четко виден. Моторы эпохи Московской Олимпиады выдавали 40…50 «лошадей» с литра рабочего объема. Сейчас добрались до заветных 100 л.с./л. Такие цифры в былые времена были только у «очень спортивных» движков.
Форсирование – увеличение мощности. А с ним – и увеличение давлений в цилиндре. Следовательно, и все механические нагрузки растут пропорционально. А прочности, уменьшая размер, убираем…
Итак, две тенденции. С одной стороны, уменьшаем размер двигателя и его деталей. При этом понимаем, что с уменьшением размера снижается прочность – чудес не бывает! С другой стороны, повышаем степень форсирования, тем самым увеличивая нагрузки на детали! Причем нагрузки как тепловые, так и механические. Первые вырастут примерно так же, насколько увеличится количество топлива, подаваемое в цилиндры… А с механическими вообще все сложно: ведь форсировать мотор можно по-разному: и наддувом, и оборотами. В первом случае растут давления газовых сил, во втором – инерционные нагрузки. И то и другое по-разному влияет на прочность конструкции и ее ресурс.
Кстати, уменьшение размера некоторых деталей, в частности, поршней и шатунов, в большей степени связано не с уменьшением общего размера двигателя, а со стремлением уменьшить их массы, тем самым снижая инерционные нагрузки на подшипники коленчатого вала и остов двигателя. Это делается для снижения потерь трения в моторе и в итоге прямо влияет как на его экономичность, так и на выбросы СО2.
Итак – две взаимоисключающие тенденции, гарантирующие одновременное снижение прочности и увеличение нагрузок. Следовательно, надо искать компромисс. Но уже очевидно, что его поиск приводит к тому, с чего начали – снижению срока службы мотора. И это неизбежно.
С форсированием и миниатюризацией деталей растут нагрузки на шейки вала, а следовательно падают ресурс и надежность…
Пора прикинуть, насколько растет нагруженность «дайнсайзингового» мотора. Может, все не так страшно?
Сделать это на реальном стенде тяжеловато: слишком дорого, долго и сложно. Для теоретических расчетов также требуются исходные данные, которые ни одна фирма не предоставит: интеллектуальная, знаете ли, собственность! Поэтому поступим проще: сравним три варианта моторов одной уважаемой фирмы. Первый – относительно старенький, простенький, рабочим объемом 1,6 л и мощностью около 100 л.с., то есть с литровой мощностью 63 л.с./л. Мотор этот заслужил репутацию практически неубиваемого, поскольку служит дольше самого автомобиля. Его и возьмем за базу для сравнения. Два других мотора – современные, форсированные. Один – рядная 2-литровая «четверка», выдающая 200 л.с. Другой – V-образная 3-литровая «шестерка», 280 л.с. Вот тут уже литровая мощность очень существенная – под сотню сил с литра при очень скромных габаритах. Моторы, естественно, с турбонаддувом и непосредственным впрыском топлива.
Обмеры деталей сразу заставили задуматься. При практически одинаковом диаметре цилиндров и близком диаметре шеек коленчатого вала длины коренных шеек и старенького, и новеньких моторов практически одинаковы, около 24 мм. Шатунные шейки рядных «четверок» тоже близкие – 22 мм, а вот у 3-литровой «шестерки» они более узкие – всего 17 мм. В принципе, по компоновке это ясно: на одну шейку надо разместить два шатуна. Но что же с нагрузками?
Тут пришлось обратиться к современным методам моделирования процессов в двигателе. Результаты – на графиках!
Естественно, наддув дал не только рост мощности, но и существенное увеличение давления в цилиндре. Да, недаром для моторов с турбонаддувом просят 98-го бензина! Дорого, но что делать – любишь кататься, люби и саночки (с деньгами) возить! Но главное – это то, что нагрузки на шейки вала резко выросли! По сравнению с базовым мотором, нагрузки на шатунные шейки для 2-литрового мотора увеличились практически пропорционально увеличению форсирования – на 30…35%. А вот для 3-литрового мотора рост нагрузок на шатунные шейки был еще сильнее выражен, даже несмотря на меньший уровень литровой мощности – практически на 45%! Сказалось уменьшение ширины шейки – иначе и быть не могло!
Нагрузки – это скорость износа подшипников коленчатого вала. Оценим и это. Масло взяли одно и то же, хорошую «синтетику» 5W-40. Режим тоже только один – номинальный, для которого делали предыдущие оценки. Так вот, интенсивность изнашивания подшипников, по нашим расчетам, при одинаковых установочных зазорах возросла по сравнению с базовым двигателем на 50…60%! Повышенные нагрузки и увеличенные температуры привели к росту протяженности зон нарушения целостности масляной пленки, где износ и живет. По цилиндрам и кольцам картина более гуманная, но рост износа заметен и здесь – те же нагрузки и температуры делают свое дело. А ведь модно нынче моторы совсем алюминиевыми делать, и маловязкие масла применять – так что полученные цифры снижения ресурса можно еще как оптимистичные рассматривать.
Нагрузки, износ… Но и это еще не все! Помните о компромиссе между прочностью и размером? Обычно при проектировании мотора надежность обеспечивают тем, что в конструкцию деталей закладывают большие коэффициенты запаса – по коленчатому валу и шатуну не меньше полуторных. Они обеспечивают «дуракоустойчивость» конструкции, то есть ее неразрушение при кратковременной перегрузке сверх номинала или другой аварийной ситуации. А снижение прочности, связанное с уменьшением размера деталей, одновременно с ростом нагрузок уменьшает эти запасы прочности практически до минимальных значений… Наши оценки это вполне подтвердили – для форсированных моторов по коленчатому валу и шатуну запасы прочности не превысили 5…10%. О чем говорят такие цифры? Только о том, что надежность конструкции как возможность сохранения ее работоспособности в критических ситуациях пала жертвой «даунсайзинга». О ресурсе мотора мы уже и не говорим.
А как же новые материалы? Новые технологии? Они же компенсируют увеличение нагрузок!
Теоретически – да. Но, во-первых, частично. Во-вторых, как показывает наш опыт работы с автозаводами, мало кто стремится к применению в массовом производстве более дорогостоящих материалов – на практике рулит себестоимость… А низкая себестоимость – главный враг качества: это закон. Поэтому разговоры о планомерном ограничении срока службы автомобилей в целом и двигателей в частности вполне обоснованы. И вечный автомобиль больше не нужен производителю.
Точку в размышлениях поставил кулуарный разговор с механиками дилера того самого мегаконцерна. На вопрос, сколько реально может ходить современный мотор до списания, они честно сказали: тысяч 150…200 – максимум. 250 тысяч ходят вообще единицы.
Источники: http://www.zr.ru/content/articles/547224-zri_v_koren_daunsajzing
