A modern motor kisebb, erősebb - de nem örökké ... - magazin - abs-auto
Ha beszélünk trendek a modern világban a motor, a belső égésű motor marad a vezető pozíciót, de a méltányosság meg kell jegyezni, hogy néhány próbálkozás „beavatkozik” a „Szentek Szentje” léteznek - például a már értékesített soros elektromos Tesla. De mivel az olajipar ma a világgazdaság egyik kulcsfontosságú ágazatává válik, a belső égésű motorok több évtizedes dominanciája megingathatatlan marad.
Egy kis történelem. Szomorú.
Ezért a motorépítés minden újdonsága új anyagokon és technológiákon alapul, beleértve az elektronikus vezérléssel kapcsolatosakat is.
Például, ha 20 évvel ezelőtt a palackok szinte mindenhol készültek öntöttvasból, ma már az öntöttvas blokk ritka, és simán elhalad az anakronizmus kategóriájába. Jelenleg a tömbök alumíniumból készülnek, ami könnyebb és technikailag is könnyebb. Eleinte nehézségek merültek fel, de fokozatosan megoldódtak.
A teljesen alumíniummotorok azonban valóban megszokták a nehézséget - nagyon érzékenyek a kenésre, a hűtésre és a hézagokra. De az alumínium tömb öntöttvas ujjakkal sokkal kevésbé igényes működés közben. Így a régi típusú öntöttvas, amely Otto-t és Diesel-et használ, még mindig szolgál.
Általánosságban meg kell jegyezni, hogy egy új motor, még a hagyományos rendszer létrehozása is nagyon hosszú folyamat. Így kiderül, hogy az autók modellje átlagosan négy-öt évig változik, és a motor ebben gyakran korábbi modellekből, sőt még korábbiakból is származik. És gyakran az új motorok is használják a régiek csomópontjait - például egy palackhengereket. Így a motorok "élnek" sokáig - benzin átlagosan 10-15 év, és a dízelmotorok könnyen "élnek" 20 vagy akár 30 évig.
És még több. Sajnálattal kell elismernünk, hogy Oroszországnak gyakorlatilag nem volt saját motorfejlesztése - mindent "onnan" tettek külföldről. És gyakran még azt is, amit elvetettek. Az eredmény nyilvánvaló - ma már nincs fejlett motorfejlesztés hazánkban. Mint a tervezők az ébredéshez.
Sikerek, kudarcok és tendenciák
A modern motorépítésben két fő tendencia mutatkozik: az első - a káros kibocsátások csökkentése, a második - az üzemanyag-fogyasztás csökkentése. Ezek egymással összefüggő feladatok: a fogyasztás csökkentésével automatikusan csökkentjük a kibocsátást.
De ha 10-15 évvel ezelőtt „a káros kibocsátások” vették figyelembe a szokásos szén-oxid - CO, nitrogén-oxidok - NOx és a szénhidrogének - CH, most be van kapcsolva a kisülési alap és a szén-dioxid CO2, amely létrehoz egy „üvegház-hatás”. És ha figyelembe vesszük, hogy bármely szénhidrogén üzemanyag végül vízbe és szén-dioxidba bomlik, akkor csökkentheti a CO2-kibocsátás egy módját: csökkentve az üzemanyag-fogyasztást.
Itt figyelembe kell vennünk ezt az árnyalatot: a belső égésű motorok hatékonysága egészében csak 25-30%. Kiderül, hogy a motorban lévő benzin csak egynegyedét költi a közlekedés - a másik három negyedév csak a csőbe repül. És melegítik a környezetet. Ezért a mérnökök motorfejlesztői minden "extra" százalékért küzdenek meglehetősen összetett technikai megoldások segítségével.
A helyes módja a motor speciális paramétereinek növelése: egyszerűen csak "egy lóerő", kevesebb üzemanyaggal. Például a benzinmotor hatékonyságának növelésének egyik fő módja a tömörítési arány növelése. A tömörítési arány növekedésével a hengerben lévő üzemanyag égési hatékonysága megemelkedik, ami azt jelenti, hogy a ciklus hatékonysági együtthatója - és a motor egésze - nő.
Különösen, növelve a mag motor paraméterei, beleértve növelésével a tömörítési arány, a hozam a benzin közvetlen befecskendezésű rendszert a hengerben - injektálási mód az eltolódások detonációs eltávolítja egyenetlen üzemanyag-ellátás és növeli a töltési hengerek.
Valójában ez az ötlet meglehetősen régi: a közvetlen befecskendezést széles körben használták az 1940-es évek repülőgép-motorjai. A mérnököknek soha nem látottat kellett elérniük a 70 LE teljesítménysűrűségig. 1 literes motorteljesítmény mellett legfeljebb 2500-3000 fordulat / perc sebességgel. Ma ez a fajlagos teljesítmény a hagyományos autómotor (bár egy megduplázódott sebességgel úgy, hogy a légi közlekedés 70 évvel ezelőtt még nem haladta meg a modern autóipar) -, majd eléri őket a repülés volt lehetséges a segítségével közvetlen befecskendezés.
De az üzemanyag-ellátó rendszer mechanikus volt, pl. nehéz, drága és igényes állandó kiigazításokat, ami elfogadható volt a légi közlekedésben, de nem az autókon.
Ezenkívül a közvetlen befecskendezés mechanikus vezérlése jó volt az alacsonyabb fordulatszámnál, ami az akkori légijármű-motorokhoz szükséges (mégis légcsavar!). És a 6000 rpm-es gépkocsi növekedésénél a mechanikus nem tudott többé konzultálni.
Karburátor és hagyományos befecskendező rendszerek - az úgynevezett külső keverék, amely csak 15 kg levegőt keverhet 1 kg tüzelőanyaggal, és alkalmazza a keveréket a palackokhoz. És ez minden. A közvetlen befecskendezés elektronikus vezérlése azonban lehetővé teszi a mérnök számára, hogy - mikor kell beadnia az üzemanyagot, hányat kell belépnie. És még több motort is befecskendezhet az üzemanyagba.
A XX. Század 70-es évek elején az üzemanyag-megtakarítást tervező tervezők a "réteg-réteg" befecskendezés elve alapján, úgynevezett "gyújtószikra-gyújtás" formájában valósultak meg. Az ötlet az volt, hogy a speciális kamrában gazdag keveréket hoztak létre, amely gyertya által meggyújtva olyan fáklyát hoz létre, amely meggyújtja a gyenge keveréket, amelyet közvetlenül a hengerhez táplálnak. Gép az ilyen motorral (a betűszó STS - Összetett Vortex ellenőrzött égés) tervezett és gyártott sokáig japán Honda, és még egy kis időt GAZ hagyja, hogy a „Volga” egy előkamrás motorokhoz. De a végén, az 1980-as évek közepéig ezt az elképzelést el kellett hagyni. Végül is két üzemanyag-levegő keveréket kellett főzni: egy szegény, ami sokat igényelt, és egy gazdag, amelyhez kicsit szükség volt. És szolgálja őket külön - a pontos időintervallumokban. Egy komplex porlasztó (és egy teljes körű elektronikus vezérlés még nem létezett) nem növelte sem a megbízhatóságot, sem az optimizmust a költségek csökkentése érdekében. De a fő csapás váratlan volt - kiderült, hogy a CO és CH mellett a nitrogén-oxidok szintén nem nagyon hasznosak. És itt a "posloyniki" új problémákkal küzdött.
Az első, hogy ilyen motorokkal soros autókat állítson elő a Mitsubishi cégnél - a GDI (benzin közvetlen befecskendezéssel - "közvetlen benzinbefecskendező rendszer") megjelöléssel rendelkezik. Más termelők követték őket. Ezekben a motorokban nincs különálló előtét - a befecskendező befecskendezi a benzint a hengerbe nagyon nagy nyomás alatt. És az égési kamrának olyan "ravasz" alakja van, hogy a gyertya melletti zónában van egy gazdag keverék, a többi pedig - szegény.
Úgy tűnik, minden rendben van: a tömörítési arány magas, a keverék gyenge, ezért a káros kibocsátások jelentősen csökkentek, és a gazdaság javul. De ismét a nitrogén-oxidokkal kapcsolatos problémák indult. Az a tény, hogy a hagyományos háromkomponensű semlegesítők a kipufogógázból csak a szokásos összetételű keverékből távolítják el a CO, NOX és CH anyagokat (15 kg levegő 1 kg tüzelőanyagonként). De mivel a nitrogén-oxidok mennyisége rossz keverékekkel nőtt, már nem tudnak megbirkózni. Ezért újabb katalizátorokat kellett fejlesztenem. Jól működnek, bár különleges folyadékot igényelnek "üzemanyagként". De jó, ha nincs kén a benzinben. És ha van - akkor gyorsan "meghal". Végtére is, a teljes kénhiányos benzin még a gazdag országokban is ritkaság.
Ezért az a gondolat, autógyárak rétegzett injekciót kénytelenek voltak elhagyni, és a probléma a már megépített infrastruktúra a termelés ezen motorok (és már egy csomó pénzt költött) úgy döntött, a „villogó” az elektronikus üzemanyag-befecskendező vezérlő.
Most az üzemanyagot nem akkor fecskendezik be, ha a dugattyú közel van a felső holtponthoz, de korábban. És amíg a dugattyú egészen a TDC-be megy, a keveréknek ideje keverednie gyakorlatilag homogénnek.
Tehát a "2. próbálkozás" a rétegbeli rétegbeli keverés és az égésszabályozás bevezetésére is szétesett. Amikor egy harmadik kísérlet lesz, nem tisztázott. De az a tény, hogy ez lesz - nagyon kiszámítható. Végtére is, sok ilyen motor már létrejött, dolgoznak, bár a képességek még nem teljesen megvalósultak.
Egy másik irány az ICE hatékonyságának növelése érdekében - a gázelosztás fázisának szabályozására szolgáló rendszer. A huszadik század 90-es évek elején kerültek elosztásra, de ma a fázisvezérlés nélküli motor már némi anakronizmust keres.
Az ilyen rendszerek logikája egyértelmű - a motor alacsony fordulatszámon történő hatékony működéséhez a bemeneti és kipufogószelepek időtartamának (időtartamának) és nyitási idejének egynek kell lennie, és a sebesség növekedésével - másokkal. És ma már sok olyan rendszer van, amely nem csak a szelepek nyitási idejét szabályozza, hanem a felfedezés nagyságát is. Mi teszi a DIC-t rugalmasabbá, és az autó vele - környezetbarát, gazdaságos és kényelmes.
Ha összegezzük a részösszeget, akkor a következőket mondhatjuk: modern benzinmotor szükséges állítható fázisokkal, és a legjobb minták közvetlen befecskendezéssel rendelkeznek. A motor teljesítményének növelése érdekében gyakran használják a lendületet, ami növeli a hengerekbe belépő levegő mennyiségét és az adott teljesítményt. A szuperfelvétel két sémája van: egy gázturbina, amikor a kompresszor vezetésére szolgáló turbinát a kipufogógázok leeresztik, és a hajtó turbina közvetlenül a motorból van hajtva. A hajtott kompresszorok is különbözőek: térfogatmérő, csavaros, hullámos stb. Az ilyen rendszerek azonban nem kaptak sok elosztást, bár hosszú időn át ismertek - szemben a gázelosztás, az üzemanyag közvetlen befecskendezése és a turbófeltöltés szabályozásával.
Wankel és mások
Elvileg lehetőség nyílik az Otto és a Dízel idején kialakított régi design alternatíváira. De nagyon nehéz létrehozni egy működő motort, amely egyenlő módon versenyezhet az összes mutató szokásos rendszerével. Stirling, Balandin és sok más eredeti terv és megoldás motorjai nem terjedtek el, és a feledés szélén álltak.
És bár új ötletek vannak a levegőben, még a legjobb is nagyon problémás. Például Vigriyanov forgódugattyús motorja, amelyet eredetileg a "Prokhorovsky" e-mobilra telepítettek, még nem jött létre. És annak érdekében, hogy (esetleg!) Hozd a tömeges termelés, ez lesz, legalább 10 év, és nagyon korlátlan finanszírozás. És ezen 10 év közül néhányat olyan szakemberek képzésére kell fordítani, akik hozhatják. És mivel a "korlátlan finanszírozással", úgy tűnik, voltak problémák, ez a motor valószínűleg soha nem látja a fényt.
A Wankel forgódugattyús motorja talán az egyetlen példája az ICE gyártási sorozatának egy nem konvencionális kialakításba történő bevezetésének. Bár a rendszer motorja már jó fél évszázad, és ebben az időben sok gyártó, amely ilyen motorokat gyártott, régen "hagyta el a versenyt" (az utolsó az AvtoVAZ), és még mindig használják a Mazda autókat. És a vállalat már régóta foglalkozik ezzel a motorral és elérte az ilyen mutatókat, hogy nem valószínű, hogy bárki képes legalább ugyanolyan - az ár, a megbízhatóság és a hatékonyság érdekében. És mert valószínűtlen, hogy valaha is hatalmas lesz.
Javítás javítás
A modern motorok sokkal megbízhatóbbak, mint például a 20 évvel ezelőtti. Nem kell szabályozni semmit, semmit sem változtatni - legalább a jótállási időszak végéig törés nélkül dolgoznak.
De van egy árnyalat - ma az egész autó élettartama sokkal kisebb, mint korábban. Elmúltak azok a napok, amikor az autót megvásárolták "az életért". Ma van egy tendencia: az emberek egy új modellt szeretnének az autóban lovagolni. És mivel az autók átlagosan 3-5 évig változnak. Ennek megfelelően az autógyártóknak nincs értelme olyan autót gyártani, amely 20 évet vesz igénybe bontás nélkül. Így kiderül, hogy a flotta sokkal gyorsabban frissül, mint két vagy három évtizeddel ezelőtt.
Tehát a motorok "milliomosainak" ideje régen "feledésbe merült" - egyszerűen csak veszteségesek
csinálni. És miért? A motor élettartama az autó lehetséges futásteljesítményét figyelembe véve számolható: átlagosan legfeljebb 150 ezer kilométert tud beszélni.
Nyilvánvaló, hogy a motorjavításnak ki kell terjesztenie az életet - de nem a végtelenre, hanem az autó életének végéig (amely szintén viszonylag kicsi - legfeljebb 10 évig). Mi vezet ez ehhez? Az a tény, hogy egyes javítási folyamatok egyszerűen feleslegesek, és a javítóberendezések "mögött" vannak a modern motorok.
Például a régebbi motorok esetében a terhelés szintje 50 l / s 1 literes térfogattal, és modern (túltöltéssel) - kétszer annyi. A specifikus hatalmak és a részletekkel kapcsolatos különbségek miatt a "régi jó" már nem működik - új technológiákra van szükség. Ma sok műve lehetetlen lett volna a modern felszerelés nélkül - köszörülés, unalmas, honosítás. Nem fizet ki nagyon jól, így sokan inkább a régi módon dolgoznak. De ott volt.
Tehát az új motoroknál a "törött" fedéllel rendelkező rudakat gyakran használják. A hagyományos nagy teherbírású motorok gyártásánál külön-külön gyártott, majd összeszerelt hajtókar-kupakok hagyományos kialakítása nem megfelelő - pontatlan és meglehetősen drága. A hagyományos összekötő rudak javítása során mindig fennáll a veszélye annak, hogy a motornál katasztrofális következményekkel jár, bár a hagyományos hajtókarok könnyen javíthatók. De a "vágott" - nem javított egyáltalán.
Egy másik példa - a régi, lassan mozgó motor főtengelye hegeszthető és polírozható. Most már lehetetlen elképzelni: a fáradt repedések nagyon gyorsan az egész motor elpusztításához vezetnek. Ráadásul a nagyszámú művelettel végzett kézi munka drága. És a személygépkocsi főtengelye tömeges rész, ezért olcsó. És duplázni, vagy akár háromszoros munkát végezni annak érdekében, hogy visszaállítsa a részleteket, amelyek ezután gyorsan elmúlnak, legalábbis gazdaságilag nem hatékonyan.
Ugyanakkor emlékeznünk kell arra, hogy egy sikertelen komponens egyszerű cseréje nem oldja meg a motor kiesésének problémáját: egy ilyen helyi csere rendszerint "csak a kapuig garantálja". A modern nagyteljesítményű motor komplex komplexum, ezért a javításnak átfogónak kell lennie, mindent "körben" cserélni, hogy akár a leggazdaságosabb autógyártó sem térjen vissza 10-15 ezer kilométerenként a következő részlet helyett. Ezért egy minőségi szempontból felújított motor csak 25-30% -kal kevesebb, mint egy új. De mennyibe kerül egy ilyen javítás jövedelmezőbb, mint a tulajdonos csere?
Így a modern javítási trend figyelmen kívül hagyható - a sikertelen csomópont pótlása fokozatosan nyer. És javítás "a térben lévő garázsban" már nem lehetséges. Ezért nem meglepő, hogy az utóbbi években jelentősen megnőtt a javítóberendezések minősítésének követelménye, a javítási költségek jelentősen megnövekedtek, és maga a folyamat is csökkentette a részek cseréjét, mint helyreállítását.
Van egy másik tendencia, amikor a gyártó nem nyújt semmilyen pótalkatrészet - csak a motort szerelik össze. És a javítóberendezések csak a teljes motort helyettesíthetik, a javítás helyett. És miért kell javítani, ha a motorok folyamatosan bonyolultak és a minősített kézi munka még drágább lesz?
És végül, a "szerződés" motorok.
Összefoglalva, megjegyezzük: a mai divatos "szerződés" motorok hasonlóak a közmondásos "MMM" -hez. Nincs olyan ilyen adományozó ország a világon, ahol olyan sok motor van, amelyek nagy maradék erőforrással rendelkeznek. És mivel a modern autók motorjai véges és nagyon korlátozott futásteljesítményre lettek tervezve, egy ilyen motor vásárlása már régen lottóvá vált - amelyben - mint ismeretes - az egyik több ezren nyer. A legjobb esetben.
És a többit 10-20 ezer kilométerenként kínálják fel egy másik "jegy" megvásárlására, amíg a "korlát" a motor egy új javításával vagy cseréjével kerül kiválasztásra.
- Alexander Khrulev, Cand. tehn. Sci., Az AB-Engineering cég igazgatója
Olvastad?
