Сколько осталось жить двигателям внутреннего сгорания

Сколько осталось жить двигателям внутреннего сгорания

Статья-рассуждение об экологичных машинах и о будущем двигателя внутреннего сгорания. В конце статьи — интересное видео о загрязнении окружающей среды автомобилями.

Содержание статьи:

• Мир — за защиту окружающей среды
• Эксперименты с экологичными машинами
• Водородные автомобили
• Уйдут ли в прошлое ДВС
• Видео о загрязнении воздуха автомобилями

Все больше европейских стран раздумывают над проблемой вреда окружающей среде, наносимого двигателями внутреннего сгорания. Вот и министр комплексных экологических преобразований Франции заявил о разработке мероприятий по полному запрету эксплуатации автомобилей с мотором такого типа. Хотя в его речи звучал план на 2040 год, уже сама обеспокоенность чиновника столь высокого уровня говорит о серьезности намерений.

Мир — за защиту окружающей среды

В Париже уже сейчас на центральные улицы не допускаются автомобили и мотоциклы, выпущенные до 1997 года, чтобы не отравлять столичный воздух своими выхлопами. Нарушители караются штрафом до 70 евро.

Ранее норвежское правительство также поднимало данную тему, и 4 основные партии уже высказались одобрительно по запрещающему законопроекту. Если остальные депутаты согласятся с их доводами, то в этой северной стране двигатели внутреннего сгорания на автомобили перестанут устанавливать еще раньше – к 2025 году. Парадоксально, но под запрет могут попасть и гибриды, сочетающие ДВС с альтернативным мотором, хотя Норвегия в данный момент лидирует по их продаже. Автопроизводителям придется полностью заменить двигатели в своих моделях на водородные или перейти на выпуск электромобилей.

К вышеперечисленным странам готовы присоединиться Нидерланды, Германия, а также несколько штатов Северной Америки. Каждая из них действует в рамках исполнения Парижского соглашения по климату, призывающего добиться снижения углекислотных выбросов до 95%. Согласно расчетам экспертов, запрет на машины с ДВС очень поспособствует этой благой миссии, так как такой транспорт производит около 1/5 части всех мировых выбросов.

Эксперименты с экологичными машинами

Ажиотаж вокруг глобального транспортного плана вынудил общественность, аналитиков и инженеров глубже погрузиться в проблему автомобильного производства. Несмотря на то, что сейчас 97% всех европейских машин оснащены двигателем внутреннего сгорания, практически все крупнейшие автопроизводители бросили максимум ресурсов на выпуск электромобилей. Один только Volkswagen планирует в ближайшем десятилетии спускать с конвейера до 3 миллионов таких машин в год. А Daimler проектирует целую линейку электрокаров, состоящую из двух седанов и двух внедорожников. Крупнейшая консалтинговая компания PwC прогнозирует, что к 2028 году европейский авторынок на 30% будет состоять из электрического автотранспорта. По 28% останется на классические бензиновые и дизельные двигатели, а оставшиеся 14% равномерно распределятся по иным экспериментальным видам транспорта.

Еще в Советском Союзе инженеры пытались экспериментировать с разнообразными накопителями энергии, достигая экономии в 45%. Идея нерациональности автомобильного механизма давно беспокила научные умы. Действительно, какой смысл впустую использовать энергию торможения для нагрева воздуха и тормозной системы. Намного разумнее разработать своеобразный накопитель для нее, в качестве которого даже пытались применить сжимающийся газ. К сожалению, все подобные схемы прежних лет оказывались чересчур примитивными, не пригодными для массового применения. Но мыслью о гибридном автомобиле, умеющем запасать вырабатываемую при торможении энергию в особых аккумуляторах, серьезно озадачились инженеры и ученые многих стран.

Первой серьезной разработкой в данной области можно назвать увидевший свет в 1997 году автомобиль Toyota Prius. Он имел 1,5-литровый бензиновый мотор, который работал в хитрой связке с электромотором и генератором. Вместе вся эта конструкция соединялась в планетарном редукторе и регулировалась чрезвычайно замысловатой электроникой, а получаемая энергия аккумулировалась в гибридной никель-металлической батарее.

Сейчас странно воспринимается информация, что в Prius использовался генератор и электродвигатель по отдельности, тогда как современные электромашины совмещают их в себе. Новинка, разработанная в Toyota, с восторгом была воспринята общественностью, особенно на волне рьяной борьбы на защиту окружающей среды. Выгода автомобиля была налицо:

• польза экологии,
• экономия, продемонстрированная по время тестов в городском режиме,
• цена, сопоставимая с традиционными бензиновыми представителями.

Эффект «первооткрывательства» был настолько велик, что на недостатки предпочитали не обращать внимания, хотя они были не менее очевидны:

1. Аккумулятор со всем прочим неотъемлемым электрическим багажом утяжелял автомобиль на дополнительные 300 кг, которые во время стабильного движения по трассе становились бесполезным грузом. Хотя экономия была доказана опытным путем, рядовые автовладельцы, ставшие обладателями сложного и тяжелого агрегата, ощутимого снижения расхода топлива совершенно не ощутили.
2. Государственная поддержка, направленная на повышение интереса к новому экологичному транспорту, вызывала негатив у большинства граждан. Так как за покупку и эксплуатацию гибридов владельцы получили налоговое послабление и определенные субсидии, бюджет приходилось пополнять за счет увеличения налогов для других автомобилистов, предпочитающих традиционные автомобили.
3. Чтобы обеспечивать растущий спрос на электромобили, должна быть создана отдельная отрасль, обеспечивающая автомобильную промышленность достаточным количеством аккумуляторов. А параллельно, следует решить проблему утилизации отработавших свой ресурс батарей, чтобы снова не привести к экологической катастрофе.

Пока же картину с гибридными автомобилями можно обрисовать, как сданный жилой дом с коммуникациями, но без какой-либо инфраструктуры, над которой работать еще долгие годы.

Промежуточным этапом перехода от ДВС к более совершенному транспорту может стать подзаряжаемый гибрид. По самой сути конструкции это то же самый электромобиль, который в случае крайне низкого разряда аккумулятора запускает маленький ДВС, быстро подзаряжающий основной двигатель. Над подобными моделями работали Chevrolet и Opel, но объем продаж не показал впечатляющих результатов. Отсутствие интереса объяснялось тем, что место, отданное под двигатель внутреннего сгорания и бензобак, можно было заполнить дополнительным аккумулятором, чтобы получить настоящий, полноценный электромобиль. На деле же получилась не очень понятная и не самая функциональная комбинация, так и не нашедшая отклика в сердцах автолюбителей.

Водородные автомобили

В годы Великой Отечественной войны на примере заградительных аэростатов, приводимых в действие водородным двигателем, было решено использовать этот газ для замены классического ДВС. Мера оказалась бы спасительной в условиях повсеместного дефицита на бензин, особенно в блокадном Ленинграде, где положение было катастрофическим. Хотя водородные моторы слишком быстро приходили в негодность, зато само топливо расходовалось ощутимо экономнее.

Эстафету переняла Япония – первый серийный гибридный автомобиль на водороде выпустила все та же прогрессивная Toyota. Высокотехнологичная Mirai точно так же обладает способностью запасать в аккумуляторах энергию торможения. Два водородных баллона расположены спереди и сзади автомобиля и рассчитаны на 60 литров каждый, что позволяет преодолеть расстояние 650 километров со скоростью в 180 км/ч без дозаправки.

Однако всегда найдется хоть какой-либо недостаток. В данном случае, это не очень проработаная система получения водорода. Если добывать его путем электролиза, то энергию, затраченную в больших объемах на его получение, практичнее напрямую запустить в электромобиль.

Можно было бы использовать метан, но он является невозобновляемым природным ресурсом, за сохранение которого активно борются экологи и ученые.

Уйдут ли в прошлое ДВС

На данный момент приходится признать, что если произвести замену всех имеющихся автомобилей, работающих на стандартном двигателе внутреннего сгорания, на электромобили, то даже всех электростанций мира будет недостаточно для их зарядки.

Далее следует уже упоминавшаяся проблема массового выпуска компактных, емких автомобильных аккумуляторов с их последующей утилизацией.

Таким образом, в ближайшие несколько лет рациональной альтернативы старому доброму ДВС не предвидится. Вся имеющаяся инфраструктура – промышленная, социальная, экономическая – слишком плотно завязана на использовании нефти. Безусловно, хочется надеяться, что лучшие мировые умы придумают, как избежать полного уничтожения всех природных ресурсов. Но все текущие эксперименты ведущих автопроизводителей демонстрируют неготовность к переходу на альтернативные виды транспорта.

Видео о загрязнении воздуха автомобилями:

14 признаков скорой смерти мотора

Двигатель внутреннего сгорания является, пожалуй, вторым по значимости после кузова компонентом автомобиля. Именно от него зависит сама возможность перемещения в пространстве. Однако любой мотор не вечен — рано или поздно наступает момент, когда он перестаёт нормально выполнять свои обязанности. Тогда перед владельцем машины встаёт извечный вопрос: «откапиталить» движок, купить контрактный мотор или просто переложить все заботы на кого-то другого, сменив транспортное средство целиком.

В большинстве случаев пробег любого современного двигателя до достижения критического износа основных его компонентов составляет 150–250 тыс. км. Однако он может сильно варьироваться в зависимости от качества самой конструкции и условий её эксплуатации. Именно по этой причине для определения состояния мотора следует ориентироваться не только и не столько на километраж на одометре, сколько на косвенные свидетельства надвигающихся проблем. Мы насчитали 14 признаков того, что двигатель автомобиля скоро попросится на пенсию.

Предвестники больших проблем

Как вы уже догадались, любой мотор стареет далеко не внезапно. Он верой и правдой служит многие годы и перемещает автомобиль в пространстве на десятки и сотни тысяч километров, пока основные элементы его конструкции не попросят замены или ремонта. При этом двигатель, как правило, будет всячески намекать владельцу машины о необходимости диагностики и скорейшего «лечения». Чем раньше вы заметите признаки грядущей «капиталки», тем проще и быстрее решите проблему: любая поломка мотора приводит к возникновению множества новых, что в конечном итоге и становится причиной полного выхода агрегата из строя.

— вялый разгон

В процессе эксплуатации автомобиля его двигатель постепенно теряет мощность, что негативно сказывается на динамических показателях. Это происходит как из-за естественного износа цилиндропоршневой группы и падения компрессии, так и по многим иным причинам, к примеру, из-за закоксовывания выпускного тракта или детонации. Критическим состояние мотора условно можно назвать, когда динамика автомобиля снижается на 25% от заявленной. Не заметить этого не сможет ни один водитель. Однако и причин вялого разгона может быть невероятное количество.

— низкое давление масла

О низком давлении масла в двигателе водителя информирует специальная пиктограмма на приборной панели. Причиной активации сигнализатора может быть как слишком сильное засорение фильтра или чрезмерное падение уровня жидкости в картере, так и действительно серьёзная поломка мотора. Засорение масляных каналов, поломка маслозаборной трубки, выход из строя редукционного клапана, неисправность масляного насоса, увеличенные зазоры между деталями двигателя вследствие сильного износа и разжижение масла охлаждающей жидкостью — вот лишь некоторые возможные причины низкого давления.

— высокий расход масла

Сильный износ поршневой группы мотора нередко сопровождается повышенным расходом моторного масла. Принято считать, что уровень масла не должен опускаться в картере от отметки max до отметки min на щупе за одну тысячу километров пробега. Этот расход действительно можно назвать запредельным. Скорее всего, ему будут сопутствовать и многие иные симптомы.

— неуверенный запуск

Низкая компрессия в одном или нескольких цилиндрах, возникающая вследствие неполного закрытия клапанов, поломки клапанных пружин, трещин в головке блока двигателя, сильного износа или залегания поршневых колец, приводит к неуверенному пуску двигателя и плавающим оборотам. Работать и запускаться такому мотору непросто.

— низкая компрессия

Для нормальной работы любого двигателя внутреннего сгорания требуется соблюдение целого ряда технических условий. В том числе для этого необходимо сжать в камерах сгорания до нужной величины топливовоздушную смесь. Отклонение параметра хотя бы на одну атмосферу в одном из цилиндров приводит к неровной работе двигателя, троению и падению мощности. Сильные расхождения в показателях компрессии — верный признак грядущей «капиталки».

— синий дым из выхлопной трубы

Густой синеватый дым из выхлопной трубы — признак того, что моторное масло попадает в камеры сгорания двигателя. Это происходит как из-за чрезмерного износа цилиндропоршневой группы, так и при выходе из строя резинометаллических маслосъёмных колпачков либо вследствие выработки на стержнях клапанов и в направляющих втулках. Во всех случаях без разборки и ремонта уже не обойтись. При этом масштабы бедствия могут быть как совсем незначительными, так и поистине плачевными.

— неровный холостой ход

Сильно изношенный мотор почти никогда не работает ровно и мягко. Обычно это следствие большой разницы степени сжатия в цилиндрах и симптомы износа в подшипниках двигателя. Никакая электроника не способна нивелировать такие огрехи.

— повышенный расход топлива

С механическим износом двигателя возрастает и потребление топлива — оно начинает расходоваться неоптимально. В первую очередь это проявляется при выработке в цилиндропоршневой группе и в кривошипно-шатунном механизме, а также при нарушении работы клапанов и неоптимальном температурном режиме мотора.

— «махровый» нагар на свечах

Свечи могут многое рассказать о состоянии двигателя. Особенно внимательно нужно отнестись к «махровому» нагару с заметными крупинками, напоминающими манку. Они — верный признак попадания масла в камеры сгорания через негерметичный пакет поршневых колец или сверху, по стержню клапана. Даже самые стойкие минеральные соединения в моторном масле в процессе работы мотора сгорают, оставляя после себя небольшие сероватые крупинки на электродах свечи. Чем их больше, тем ближе мотор к отставке на пенсию.

Чем опасны скрипящие тормоза и как с этим бороться.

— сильная детонация

Сильная детонация возникает при неправильном режиме работы двигателя и является косвенным признаком механических проблем в моторе.

— стуки в двигателе

Стуки в моторе проявляются и звучат по-разному. Так, стук коленвала обычно глухой, он учащается при увеличении оборотов. Шатунные подшипники стучат на холостых оборотах и звучат более резко. Поршни звучат приглушённо, а поршневые пальцы — очень звонко. Все перечисленные стуки из недр мотора ничего хорошего не сулят.

— перегрев двигателя

Перегрев мотора часто возникает по причине негерметичности камер сгорания, является следствием подвисания клапанов, попадания продуктов горения в масляную магистраль или систему охлаждения. Нередко это следствие появления микротрещин в головке блока цилиндров.

— пробитие прокладок

Пробитая прокладка ГБЦ, попадание масла в охлаждающую жидкость или наоборот — почти гарантированный капитальный ремонт мотора. Если не устранить неисправность вовремя, перегрев двигателя приведёт к короблению головки или клину поршней, в лучшем случае — к повышенному износу и появлению задиров на зеркале цилиндров. Попадание охлаждающей жидкости в картер быстро выведет из строя подшипники мотора.

— пульсация в газоотводящем шланге из картера

Пульсация в газоотводящем шланге свидетельствует о сильном прорыве газов из камер сгорания в картер. Пульсации увеличиваются в такт росту оборотов. На исправном моторе такой зависимости не наблюдается. Причина банальна — всё тот же износ поршневой.

Даже если вы заметили одну или несколько проблем из перечисленного списка, паниковать не стоит. Нередко за неисправность механической части мотора ошибочно принимают какую-то иную поломку, проявляющуюся схожими симптомами — это могут быть проблемы с электронной системой управления двигателем, системой выпуска или впуска, перебои с питанием и даже неисправность автоматической трансмиссии. Словом, без высококачественной комплексной диагностики вам точно не обойтись.

«Капиталить» или нет

А что делать, если диагноз подтвердился и ваш мотор доживает последние дни? Наиболее логичным решением проблемы выглядит так называемый капитальный ремонт двигателя. Он предполагает вовсе не проведение текущих регулировок, устранение мелких поломок или банальную замену фильтра и масла, и даже не обновление ремня ГРМ или притирку клапанов, а полный демонтаж агрегата и восстановление его эксплуатационных характеристик. Иными словами — замену или ремонт всех изношенных деталей, узлов и агрегатов. А значит, тянет за собой поистине фантастические суммы, которые тратятся на диагностику, покупку запасных частей и собственно работы. Мероприятие это действительно трудоёмкое, длительное и хлопотное.

Прежде чем решиться на глобальный ремонт, нелишним будет понять, насколько это целесообразно. Для этого нужно посчитать все затраты и выяснить стоимость «контрактного» мотора. Во многих случаях автомобилисты предпочитают не ремонтировать свой агрегат, а менять его на аналогичный, бывший в употреблении, именно по финансовым причинам. К примеру, 8-клапанный двигатель на «Логан» в неплохом состоянии можно купить за 25–30 тысяч рублей. Примерно в ту же сумму обойдётся и капитальный ремонт изрядно изношенного агрегата. А при использовании высококачественных оригинальных деталей эта сумма может оказаться ещё выше. Наиболее ушлые автолюбители предпочитают не связываться с ремонтами и заменами, а просто продают пока ещё относительно живой автомобиль кому-то другому.

Двигатель внутреннего сгорания это вчерашний день

Почему пришло время уйти двигателю внутреннего сгорания.

Это удивительно, что мы уже более 100 лет используем огонь, металл, бензин и масло, чтобы приводить автомобили в движение. И это в то время, когда в наши дни у каждого из нас есть мобильные телефоны, по мощности ничем не уступающие компьютерам. Наши смартфоны могут распознавать лица, отпечатки пальцев и даже измерять сердечный ритм. У нас есть технологии и высокотехнологичные объекты, которые могут разбить друг об друга протоны, позволяющие изучить их обломки. Это позволяет нам раскрывать тайны Вселенной. Мы также можем посадить зонд на комету и отправить спутник за пределы Солнечной системы. И так можно продолжать до бесконечности. Так почему же в век технологической революции мир до сих пор пользуется устаревшими двигателями внутреннего сгорания?

Несмотря на все наши достижения в области науки и техники, двигатель внутреннего сгорания фактически остается основным источником движения всего автотранспорта в мире. И это с учетом того, что этот силовой агрегат был придуман более ста лет назад.

Примечательно, что на фоне других, более современных изобретений, двигатель внутреннего сгорания (ДВС) выглядит очень примитивно. Как и сто лет назад, ДВС работает за счет впрыска топлива, его сжатия, воспламенения и ударной волны, которая образуется из-за сгорания топлива.

Давайте немного проанализируем, как все работает в автомобиле с обычным двигателем.

И так. Вы вставляете ключ в зажигание и поворачиваете его, чтобы запустить стартер. В итоге стартер начинает двигать поршни двигателя вверх и вниз. Далее начинает работать топливный насос подавая топливо в камеру сгорания двигателя.

Вместе с ним начинают работать водяной насос, масляный насос, клапана двигателя, которые начинают свой гармоничный танец, чтобы подавать топливо в камеру сгорания двигателя каждую секунду. В итоге двигатель начинает свою работу, где все его компоненты начинают вращаться и смазываться большим количеством масла.

Согласитесь, что этот процесс относится к очень расточительной операции. Ведь для работы двигателя задействовано множество вспомогательного оборудования, которое практически расходует 75 процентов энергии двигателя впустую. К тому же огромное количество вспомогательных компонентов ДВС быстро выходят из строя из-за постоянной высокой нагрузки.

Но, несмотря на это нельзя говорить, что двигатель внутреннего сгорания изначально основывается на глупой идее. Нет конечно. ДВС служит нам верой и правдой уже более 100 лет и фактически изменил наш мир до неузнаваемости. Но это не означает, что этот удивительный мотор должен служить нам еще следующие 100 лет. Для того времени, когда появился ДВС, это был прорыв, что соответствовало тем технологиям, которые господствовали в ту эпоху.

Но сегодня все изменилось и теперь двигатели внутреннего сгорания не вписываются в тот мир, который нас окружает.

Вы посмотрите на современные автомобили. Они фактически стали выглядеть, как транспортные средства, которые мы видели не раз в фантастических фильмах и футуристических рассказах. Новые автомобили имеют удивительный дизайн, благодаря новым технологиям конструкции и достижениям в аэродинамике.

Современные автомобили могут обмениваться информацией со спутниками, автоматически брать на себя управление автомобилем, предупреждать нас об опасностях на дороге, экстренно тормозить, чтобы избежать опасности, выходить в всемирную сеть Интернет и многое другое.

Но, несмотря на высокотехнологичность, под капотом современных автомобилей, чаще всего, устанавливаются двигатели внутреннего сгорания, которые являются пережитками прошлого. Это в наши дни выглядит точно также, если бы iPhone 7 оснащался поворотным диском для набора номера.

В наши дни, в 21 веке двигатель внутреннего сгорания действительно выглядит устаревшим. Особенно его технология получения энергии, которая образуется путем сжигания материала (топлива), от которого образуются отходы в виде газа. И этот вредный газ мы возвращаем обратно в природу, нанося непоправимый вред всей планете.

Хочу отметить, что я не сумасшедший эколог, которые часами на пролет разглагольствуют о защите земли, атмосферы и сохранения пингвинов в Антарктиде. Таких “зеленых фанатов” в нашем мире и так предостаточно. Причем хочу отметить, что различных ярых защитников природы (на грани фанатизма) было очень много еще задолго появления паровых двигателей, не говоря уже о появлении ДВС. И хочу вас заверить, что подобных фондов и организаций, борющихся за экологию планеты, будет большое количество даже в том случае, если экологии нашей планеты больше ничего угрожать не будет.

Но несмотря на свой нейтралитет по отношению к экологии природы, я хочу однозначно сказать, что двигатель внутреннего сгорания действительно себя изжил и ему не место в нашем 21 веке и в нашем будущем.

Тем более, что в наши дни уже есть технологии, которые основываются на более простых и более эффективных способах получения энергии для движения транспорта.

Но, для того чтобы двигатель внутреннего сгорания ушел навсегда в прошлое, необходимо, чтобы мы с вами поняли, что пришло время поменять наш мир, начав с себя. Дело в том, чтобы любая технология стала основной для использования по всему миру необходимо, чтобы мы к ней привыкли, перестроив свои устои и привычки. Это точно также, как мы сначала тяжело привыкали к мобильным телефонам и долгое время не могли отказаться от домашних стационарных телефонов. Затем на смену пришли смартфоны, которые долгое время оставались нами незамеченными, но в итоге прочно вошли в нашу жизнь. Также можно сказать и о новых технологий в автопромышленности. Ведь пока с нашей стороны не появится спрос на новые источники энергии, новые технологии не смогут отправить двигатели внутреннего сгорания на пенсию.

К сожалению, в наши дни не стоит пока рассчитывать на скорое исчезновение ДВС из современных автомобилей. До того момента, когда двигатели внутреннего сгорания мы сможем увидеть только в музеи или в технической литературе в библиотеке или в Интернете, может пройти еще достаточно времени. Дело в том, что несмотря на устаревшую технологию получения энергии, двигатели внутреннего сгорания еще имеют небольшой потенциал развития и увеличения мощности и экономичности. Этим и пользуются автопроизводители. Но я считаю, что в настоящий момент мы наблюдаем переломный момент в истории ДВС и в скором времени люди начнут понимать, что пришло время отказаться от использования автомобилей, оснащенных традиционными двигателями, работающие на бензине и дизельном топливе. И как только это произойдет, автомобильные компании будут вынуждены в короткий срок перестроиться и начать выпускать массово автомобили без ДВС.

Поверьте, совсем скоро двигатели внутреннего сгорания, в качестве источника энергии для передвижения транспорта, станут, как лошади в начале 20 века.

На первом этапе заката двигателей ДВС, уйдут самые неэффективные силовые агрегаты. На рынке на определенное время останутся только самые инновационные и экологически чистые двигатели внутреннего сгорания. Затем исчезнут и они.

Так что наше будущее связано с автомобилями, которые будут оснащаться двигателями, работающие на альтернативных источниках энергии.

Скорее всего, совсем скоро мы будем владеть автомобилями с электрическими двигателями, часть которых будет заряжаться электроэнергией, а часть водородным топливом.

Но также есть вероятность и появления новых видов источников энергии для автотранспорта или нас ждет возрождение старых давно забытых технологий. Например, вполне возможно, что автомобили будущего будут оснащаться пневматическими источниками энергии или, возможно, мы будем заправлять автомобили пищевыми отходами.

В любом случае мир меняется с бешеной скоростью. Так что исчезновение ДВС в 21 веке неизбежно. Особенно в условиях изменения климата на планете, которое происходит из-за выбросов в атмосферу Земли вредных выхлопных газов от автотранспорта, оснащенных двигателями внутреннего сгорания.

Почему моторы умирают раньше срока: страшные сказки

Мотор автомобиля вообще-то штука прочная. Но иногда гибнет и он. Как, почему и как этого избежать? Давайте разбираться.

Любой мотор рассчитан на долгую и счастливую жизнь. Срок его службы определен в важном и четко обозначенном параметре, закладываемом еще при его проектировании, — сроке службы до списания, или полном ресурсе. Но, бывает, не доживает он до предписанного срока жизни, причем так, что дым из-под капота, шум и грохот. Иногда еще может помочь реанимация в виде капитального ремонта, но частенько — сразу в морг, то есть под замену.

Итак, рассмотрим наиболее часто встречающиеся случаи «внезапной смерти» моторов, но не для того, чтобы насладиться «страшилкой», а чтобы разобраться, почему такое могло случиться. И виноват ли сам мотор? Или первопричиной беды все-таки были мы сами?

СТРАШИЛКА №1: КОГДА ТЕПЛО НЕ ВО БЛАГО

Мотор — это тепловая машина. Чтобы она работала, в ней должно что-то выделять тепло. Топливо горит — значит, мотор греется, и это нормально, это штатный режим его работы. Но греть бесконечно нельзя, каждый металл, из которого изготовлены детали, имеет свой порог термостойкости. Если предельные температуры превышены, чудес может быть много. Страдают при этом в первую очередь поршни и клапаны.

Итак, откуда берется перегрев? И виноват ли в нем мотор? Причин перегрева может быть несколько. Во-первых, это авария системы охлаждения — порванный ремень привода помпы, разрушившаяся крыльчатка, малый уровень охлаждающей жидкости в системе охлаждения.

Во-вторых, к перегреву склонны старые двигатели, на рабочих полостях рубашки охлаждения которых накопились загрязнения и отложения. Особенно — если сэкономили на качественной охлаждающей жидкости или вообще долго покатались на воде.

В-третьих, перегрев двигателя вызывает некачественное, плохое и оттого медленно горящее топливо. Низкое октановое число и частая детонация в двигателе также могут быть причинами перегрева.

В-четвертых, к перегреву ведут сбитые регулировки двигателя — поздний угол опережения зажигания или впрыска, слишком бедная и слишком богатая смесь.

И, в-пятых, это некачественная «прокладка» между рулем и сиденьем, заставляющая мотор работать на несвойственных ему режимах. Особо мотору «нравится», когда обороты низкие, а педаль акселератора утоплена в пол! Ведь помпа при этом еле крутится, а нагрузка на мотор большая. Тепло, неспособное уйти в систему охлаждения, греет мотор, часто — чрезмерно.

И где тут видна вина самого мотора? Не виноватый он. Некоторые примеры того, что наблюдается в этом случае, — на картинках. Там же наши комментарии по причинам беды.

Двигателю внутреннего сгорания назначили дату смерти. Сможем ли выжить?

На всемирной конференции по климату COP21, которую проводит ООН, неожиданно прозвучало громкое заявление: Великобритания, Германия, Нидерланды и Норвегия, а также несколько американских штатов после 2050 года готовы «запретить использование и продажи автомобилей на горючем топливе». Вот так поршневому двигателю внутреннего сгорания, который верой и правдой служит уже второе столетие подряд, назначили дату смерти. Сможет ли человечество пересесть на электромобили, размышляли наши коллеги из «Auto Mail.ru».

Транспорт будущего — это электромобили, которые пока окружены множеством мифов. Мы собрали самые популярные домыслы, касающиеся электрического транспорта, и, опросив экспертов на COP21, попытались разобраться, что из этого правда, а что — нет.

Для электромобилей не хватит электричества

Новые генерирующие мощности не понадобятся. Например, в США, по подсчётам независимого агентства EIA, если весь автопарк из 250 млн машин сегодня перевести на электротягу, то ночью (в период так называемого провала нагрузки) энергии хватит, чтобы зарядить 79% легковушек. А днём? Дневной спад энергопотребления тоже существует: суммарно «свободной энергии» хватит на те же 79% легковушек, однако важно, чтобы машины приезжали на зарядку не когда-нибудь, а в нужные часы. Этот вопрос решается приложением для смартфона, которое подскажет оптимальное время для «заправки» электричеством.

Электромобили заряжаются «целую вечность»

При так называемой «медленной зарядке» среднестатистическая батарея электромобиля «наполнится» за 4-8 часов (в зависимости от силы тока). Зато «быстрая зарядка» от станции постоянного тока через разъём CHAdeMO позволяет «заправить» аккумулятор на 80% всего за полчаса, а в ближайшей перспективе время зарядки сократится до 15 минут. Таким образом, продолжительность «заправки» напрямую зависит от инфраструктуры, поэтому число зарядных станций по всему миру постоянно растёт и всего за 4 года выросло со 150 до 9800 единиц.

Электричество — «грязный» источник энергии

В мире 60% всей электроэнергии вырабатывается на тепловых электростанциях — чтобы получить «чистое» электричество, нужно сжечь «грязные» уголь, нефть или газ. Но! Во-первых, при переводе транспорта на электротягу будет иметь место локализация вредного воздействия на природу — города смогут дышать чистым воздухом, а все выбросы сосредоточатся на территориях вокруг ТЭС. Во-вторых, даже самые архаичные ТЭЦ выбрасывают (в пересчёте на километр пробега) гораздо меньше углекислого газа, чем ДВС: ассоциация CHAdeMO уверяет, что «на круг» электромобиль оказывается втрое (!) экологичнее.

Впрочем, даже если предположить, что западные экологи ангажированы властями и выдают желаемое за действительное, есть один трудно оспоримый аргумент. Энергетикам жидкое топливо поставляют те же компании, что автомобилистам, но притом километр пробега электромобиля на практике стоит минимум втрое меньше, чем сопоставимой по мощности бензиновой машины (об этом поговорим отдельно) — значит, и в атмосферу выбрасывается гораздо меньше гадости.

Литий-ионные аккумуляторы слишком недолговечны

Электричество — это невыгодно

Грузовики не смогут перейти на электротягу

Магистральным тягачам, большая часть жизни которых проходит на крейсерских скоростях, переход на аккумуляторы не грозит: чисто электрический автопоезд будет стоить на 150-200 тысяч евро дороже обычного, дизельного, а запас хода для 12-тонника при нынешних технологиях составит. не больше 100 км. Но перевести коммерческий транспорт на электротягу можно! Пока самой подходящей идеей инженерам кажутся троллейвозы — грузовики, оснащённые пантографами, чтобы машина могла питаться как троллейбус, от протянутых над дорогой проводов.

Электромобили не подходят для длинных поездок и холодного климата

В мире 90% водителей ежедневно проезжают не более 90 км! Но согласитесь: сама возможность проехать 300 км должна быть. Вот только КПД электрической трансмиссии, коей является связка «аккумулятор-электромотор», с ростом скорости падает — при 90 км/ч Leaf расходует до 20 кВт•ч. Проблема решаема. Во-первых, уже имеются технологии, чтобы повысить ёмкость батарей при неизменных размерах. Во-вторых, массовое появление станций «быстрой зарядки» нивелирует скромный запас хода.

Сколько осталось жить двигателям внутреннего сгорания

Кажется, в автомобильной промышленности началась эпоха охоты на ведьм, а главным источником проблем и неурожая на этот раз оказался двигатель внутреннего сгорания. Тот самый ДВС, который верой и правдой служил нам больше ста лет. Двигателям отрезают цилиндры, затыкают рот турбинами и уменьшают их до размеров пылесоса, а вскоре обещают расквитаться с ними окончательно. Но что с ними не так?

Почему ДВС до сих пор не нашли альтернативы?

Двигателю внутреннего сгорания за последнюю сотню лет было предложено множество альтернатив. Паровые моторы и электромобили на заре автомобилизма не смогли предложить такую же простоту и удобство использования. Другие идеи рождались на энтузиазме компаний производителей и инвесторов-мечтателей – вроде роторно-лопастного мотора, который собирались ставить на ё-мобиль, или оппозитного агрегата со встречными поршнями (в него десятки миллионов долларов вложил даже Билл Гейтс), но в итоге оказались слишком эксцентричными и нежизнеспособными.

В конечном итоге, задача любого силового агрегата – преобразование энергии (не важно, тепловой или электрической) в механическую работу, но ни один тип двигателя пока так и не смог сделать это лучше по совокупности качеств. Газотурбинные и роторные двигатели имели больше всего шансов подвинуть поршневой мотор с его пьедестала, но оказались лучше не по общему балансу качеств, а лишь в определенных областях.

Но почему постоянно уменьшается объем? Где 5-литровые моторы? Где романтика?

Как и в живописи, в конструировании двигателей есть свои законы совершенства. Правильный объем цилиндра должен быть не меньше 200 и не более 600 кубических сантиметров, а идеальных характеристик, в теории, можно добиться с объемом цилиндра в пол-литра. Вот почему все свежие моторы V6 делают объемом три литра, а новые V8 – 4.0.

Если делать объем цилиндра сильно больше, то эффективно сжечь топливо будет сложнее, как и добиться одинаковой работы каждого цилиндра.

Зато большой литраж позволяет буквально залить мотор бензином и получить ну очень много мощности – грубое и простое решение, которое во все времена любили американцы. Внутри маленькой камеры сгорания, напротив, много топлива не сожжешь – отдача невелика, а неидеальное соотношение объема и площади стенок цилиндра, через которые бестолково рассеивается тепло, приводит к низкой термической эффективности.

Ну ладно, с многолитровыми толстяками все понятно. Но куда деваются V8, V10, V12?

Работу стройного оркестра из 12 цилиндров куда проще сделать гладкой и сбалансированной, чем настроить квартет из четырех бубнящих по очереди поршней. Поэтому V12 так любят ставить в представительские машины – помните все эти истории с монетами, которые стоят ребром на работающем моторе, и часами, тикающими громче двигателя?

В спортивных моторах 12 маленьких поршней будут легче, чем 8 больших, поэтому такая компоновка, в теории, позволяет добиться более высоких оборотов.

Впрочем, главное достоинство спортивных двигателей V12 сегодня – это не столько отдача (ведь ее можно добиться и более простыми способами), сколько фантастический звук и механическое обаяние. Проблема в том, что многоцилиндровые моторы теряют слишком много энергии на трение. Ведь каждый дополнительный цилиндр – это дополнительные поршни, шатуны, клапаны, подшипники. И литры масла, которым все это нужно смазывать.

Пока престижный шильдик на моторе важнее расхода топлива, это работает, а когда государство требует от тебя уложиться в строгие нормы экологии… В общем, Volkswagen Passat с W8 мы больше не увидим. Никогда.

А что с атмосферниками? Ведь турбомоторы даже не звучат!

Представьте, себе кэшбек на карту после покупок в магазине – легкие деньги, которые вы не зарабатывали, на которые не тратили свои силы и энергию. Турбонаддув – примерно из той же оперы. С инженерной точки зрения это целый комплекс технических и экономических сложностей: турбина дорого стоит, ее – в идеале – надо расположить как можно ближе к камере сгорания, одна ее половина «холодная», а вторая раскалена и выделяет очень много тепла, нагревая все вокруг.

Но преимущество турбонаддува перекрывает все недостатки – он поднимает мощность мотора, не отнимая у него лишних лошадиных сил. То есть, дополнительная энергия вам достается практически даром. Никакой романтики – только трезвый рациональный расчет. Могут ли от этого удержаться инженеры?

Ладно турбина, но все двигатели постепенно становятся похожи друг на друга, как близнецы-братья!

Перед каждым инженером стоит целый комплекс факторов, которые он вынужден учитывать при проектировании: от планируемой стоимости автомобиля до его прямого назначения. Но есть и чисто инженерные причины, которые постепенно убивают привычные в прошлом технические решения. Любой инженер знает, что оппозитник обойдется дороже в производстве и обслуживании, что 12-цилиндровый рядный мотор просто не влезет под капот небольшой машины, что компрессор забирает мощность у мотора, а турбина – нет, и что двигатели V4 фантастически компактны, но плохо сбалансированы: четыре попеременно работающих «горшка» раскачивают мотор в разные стороны, как молодожены кровать в гостиничном номере.

Поэтому не стоит удивляться, что современные моторы, находясь на пике своего исторического и механического развития, становятся все более похожими друг на друга и постепенно приходят к единому знаменателю – все чаще, к рядному четырехцилиндровому турбодвигателю. Он дешев, экономичен, относительно прост в обслуживании и при этом компактен и неплохо сбалансирован. Звучит, конечно, чаще всего ужасно, но об этом инженеры и маркетологи вспоминают в последнюю очередь.

А чем так провинился дизель, что на него спустили всех собак?

Перед выборами в Германии считалось, что главной темой дебатов станут беженцы и… дизельные двигатели. Представьте себе, какое значение придается этой проблеме! А ведь казалось бы – чем меньше сжигаешь топлива, тем меньше углекислого газа и прочих продуктов горения попадает в атмосферу? Но с дизелем все сложнее. Работая на обедненной смеси, дизель выбрасывает больше оксидов азота, а также крупные частицы химических соединений, которые вызывают у людей проблемы со здоровьем, аллергии и раковые заболевания.

Топливная смесь в бензиновых моторах лучше сбалансирована, а частицы в выхлопных газах таких двигателей настолько микроскопические, что не представляют особой опасности, поэтому очистить такой выхлоп до приемлемых значений гораздо проще. Вы же замечали, что большинство современных гибридов тоже работают на бензине – с двигателем на солярке такая связка получается слишком дорогой в производстве.

Впрочем, окончательно убьет дизель не бензиновый мотор, а аккумулятор – когда он сможет хранить достаточное количество энергии. А пока же с заправленным под пробку баком не поспорит никакая Tesla.

Источники:

http://fastmb.ru/autonews/autonews_mir/2027-skolko-ostalos-zhit-dvigatelyam-vnutrennego-sgoraniya.html
http://quto.ru/journal/articles/14-priznakov-skoroy-smerti-motora.htm
http://1gai.ru/publ/517586-dvigatel-vnutrennego-sgoraniya-eto-vcherashniy-den.html
http://www.zr.ru/content/articles/779178-pochemu-motory-umirayut-ranshe-sroka-strashnye-skazki/
http://avtomaniya.com/site/publication-full/12183
http://motor.ru/lab/ubeidvigatel.htm