Чем старые моторы лучше новых? Почему они реже ломались?

Казалось бы, с развитием техники моторы должны становиться все надежнее, но по какой-то причине этого не происходит. Создается впечатление, что мы наблюдаем обратную тенденцию. Да, по мнению многих гаражных "спецов", раньше и трава была зеленее, но в данном конкретном случае они правы. Причин достаточно много, и эффект складывается, порождая дежурное "горе владельца". Попробуем рассмотреть возможные негативные факторы подробнее.

Почему современные моторы ломаются чаще?

Техническое осложнение

Корнем всех бед являются растущие требования к затрате топлива и экологичности двигателей при отсутствии новых идей и конструкций. Все "нововведения" - это компрессор, турбонаддув, прямой впрыск, изменяемые фазы ГРМ и многоклапанные конструкции. Все это появилось еще в пятидесятые-шестидесятые годы, а большая часть технологий начала развиваться еще в двадцатые-тридцатые годы.

Большим двигателем прогресса поршневых моторов в первой половине 20-го века стала авиация, которая сильно ускорила работы по впрыску, всем видам наддува и многоклапанным конструкциям. На земле эти технологии применялись куда менее широко: в гоночных моторах и на отдельных особенно прогрессивных машинах, но массовое их использование стало возможным лишь с появлением дешевой и надежной электроники в начале 90-х годов.

Тогда же законодательно обязали автопроизводителей поддерживать определенные темпы снижения затрат топлива и стали усиливать нормы выбросов вредных веществ. Сначала хватало внедрения прогрессивных технологий. Многоклапанные головки блоков цилиндров быстро вытеснили двухклапанные конструкции в первую очередь потому, что даже без катализатора выхлоп такого мотора был чище.

Резко выросли количество деталей в механизме ГРМ и трудоемкость его обслуживания. Но прогресс в металлообработке позволил усложнить мотор без потерь. Переход на электронный тип впрыскивания топлива и интегрированные системы управления двигателем, которые позволяли свести воедино управление впрыскиванием, зажиганием, трансмиссией, сервисными процедурами мотора, тоже, безусловно, был прорывом. Он значительно улучшил характеристики двигателей и увеличил надежность.

Хотя многие помнят недоверие, которым одаривали первые машины и советы опытных "гаражников", которые предупреждали о том, как сложно чинить такие системы. История расставила все по местам: системы впрыскивания оказались надежнее старых систем, хотя "на колене" отремонтировать сложную технику действительно стало куда сложнее.

Следующая технология, которую массово внедрили на двигателях, - система изменения фаз ГРМ : VANOS на BMW, VVT-i на Toyota, i-VTEC на Honda и тому подобное. Если грубо, то она позволяла смещать время открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов, в зависимости от оборотов, чтобы обеспечивать хорошую тягу и на малых, и на больших оборотах. Она позволила улучшить характеристики мощности моторов, не ухудшая экономность.

По существу, не очень сложная в реализации конструкция оказалась слишком новой, и у многих производителей не беспроблемной: появились новые детали, которые изнашиваются и новая головная боль у владельцев машин.

Дальше было массовое внедрение турбонадува. Он позволил использовать "лазейку" в европейском и японском ездовых циклах измерения затраты топлива и снизить паспортные расходы топлива, одновременно улучшив динамические параметры. Понятно, автомобили с турбонадувом более сложны в эксплуатации, они боятся даже незначительных нарушений в работе систем.

Последняя технология, которая постепенно внедряется - непосредственное впрыскивание топлива. Она заметно повышает возможности двигателя, но и требует применения сложных компонентов с ограниченным ресурсом и очень уязвимых в силу точной конструкции и жестких условий работы. И, кроме увеличения вероятности выхода из строя, также увеличивает цену ремонта.

Но применение этих старых технологий, в целом не было проблемой, во многом они были отработаны задолго до массового внедрения, на гоночных моторах. При переходе к массовому производству бывали и ошибки с просчетами, но в целом это прогрессивные технологии. Просто их пришлось внедрять слишком быстро и слишком массово, чтобы вписаться в рамки законов. Только темпы роста экономности не успевали за жесткостью требований.

Снижение потерь на трение

Вскоре появились признаки чрезмерного осложнения систем бездроссельного впуска и явные потуги на уменьшение внутреннего трения - за счет снижения надежности узлов. Меньшее трение - выше КПД, но какой ценой? В первую очередь огромное количество подшипников скольжения в моторе просто уменьшили в размерах. Уменьшились размеры шеек коленвалов, поршневых пальцев, вкладышей балансирных валов, размеры распредвалов и звеньев цепей.

Понятно, металлурги выдавали новые сплавы и детали стали крепче. Только не везде и не во всем. Моторы стали намного хуже переносить перегрузку. Чтобы еще больше снизить потери на трение в подшипниках и расходы энергии на масло, стали использовать все более жидкие масла и уменьшать давление масла в системе.

К сожалению, чудес не бывает: более жидкое масло имеет менее стойкую к нагрузкам пленку, а управляемый масляный насос не только сложен, он не обеспечивает запаса по давлению на самых распространенных режимах работы двигателя.

Увеличение рабочей температуры

Для повышения экологичности и экономности на малой нагрузке попробовали увеличить рабочую температуру двигателя. Чтобы не потерять мощность, ввели управляемые термостаты, которые позволяли двигателю немного остывать под нагрузкой. Вот только повышение температур негативным образом отразилось на темпах износа масла, старении пластиковых и резиновых деталей мотора.

К тому же управляемый термостат не может моментально уменьшить температуру мотора, и часто температура под нагрузкой тоже выше оптимальной, что вызывает детонацию и ускорение износа. И так, масло стали менять реже, а вот прорыв в технологиях его производства не состоялся.

Облегчение поршневой группы

Передача контроля над процессом сгорания топлива электронике с обратной связью позволила заметно облегчить поршневую группу и много других частей двигателя за счет отказа от "запаса надежности", который был нужен на случай любых сбоев в работе более простых систем контроля. К сожалению, электроника не вечна и не всегда корректно диагностирует ошибки в своей работе.

А запас "железа" по надежности уже стал меньше, и незначительное отклонение параметров от нормы уже может привести к выходу деталей из строя.

Знаете, сколько сил выдавал 1.8-литровый мотор VW Golf в 1984 году? 90 - с карбюратором, 105-115 - с впрыскиванием на GTI. Скромные параметры, по нынешним меркам. Моторы 1.8 серии EA888 сейчас имеют мощность в 182 силы, а прирост крутящего момента совсем двукратный. Внедрение всех новых технологий позволило создать моторы со степенью форсирования, которое превышает параметры гоночных ДВС тридцатилетней давности. А любое увеличение нагрузки и температур тянет за собой ускорение старения металлов и уменьшения ресурса в целом.

Нехватка времени на испытания моторов

Если "запас надежности" и был у узлов, то его довыбрали почти до конца. Резкое ускорение роста требований заставило автопроизводителей, особенно из числа лидеров премиального сегмента, отказаться от практики постепенного внедрения нововведений в старые моторы и постепенного улучшения конструкции. Серии двигателей теперь часто изменяются два раза за короткую жизнь модели в производстве. Понятно, сокращаются и время тестирования, и число тестов с новыми моторами.

Большую часть тестов выполняют на компьютерах, а программное обеспечение, как вы все знаете, часто имеет ошибки. В результате выходят в мир явно недоработанные конструкции, проблемы которых исправляют уже "в процессе". Так что пять-шесть регламентных замен типов форсунок и материалов вкладышей, поршневых колец и поршневых групп - это лишь плата за то, что мотор вашей машины самый "прогрессивный".

Сложное ТО и диагностика

Если попробовать заглянуть под капот современной машины, а потом под капот "янгтаймера" из девяностых, то будет хорошо заметно, насколько компактнее стали моторы и насколько плотнее их стали вписывать в отсек. Возить воздух никто не хочет, а требования к росту внутреннего пространства при сохранении внешней компактности машины только выросли со временем.

Иногда это сопровождается чрезмерной сложностью узлов или ухудшением условий работы. Но в любом случае тянет за собой увеличение сложности и времени, которое тратится на диагностику. Сервису придется больше полагаться на электронные системы самодиагностики и меньше - на визуальный контроль и подключение дополнительных приборов контроля. К тому же сервисные процедуры стали проводить реже, а значит, и возможностей для выявления проблем на ранней стадии становится меньше.

Неблагоприятные условия работы

Последним фактором является увеличение средней нагрузки на двигатель. Новые автоматические трансмиссии создаются для снижения затраты топлива, а значит, они вынуждают мотор работать в режимах с максимальной нагрузкой на данных оборотах. Все это экономит топливо, но не всегда безобидно для агрегатов. Новые АКПП позволяют легко использовать всю мощность мотора, а снижения шумности агрегатов делают процесс приятным и легким. Расплата, как всегда, надежностью.