Системы в авто, снижающие срок эксплуатации
Разрабатывая новые виды силовых установок, инженерные работники автопроизводителей задаются одновременно несколькими целями.
Кроме соответствующих параметров, таких как мощность и крутящий момент, в техническое задание должны быть внесены требования по экономичности и параметрам по выбросам в атмосферу, что зачастую становится намного более важным, чем остальные потребительские характеристики. В том случае, если машина не будет соответствовать стандарту Евро-8, ее не допустят к продажам на территории Америки и стран Европы. Это становится причиной принесения в жертву тех качеств, для обеспечения уменьшения объема выбросов, которые 90-е годы являлись одними из ключевых для производства автомобилей. Они представляют собой надежность и высокий рабочий ресурс силовых установок.
Уменьшение объема камер сгорания. Это стало одной из главных тенденций прошедшего десятилетия. С уменьшением камеры сгорания можно уменьшить выброс вредных веществ, обещанной степени мощности двигателя возможно добиться при помощи увеличения степени сжатия, повышающей степень сгорания за счет увеличения давления. Но такое повышение невозможно выполнять постоянно. На нее вводится ограничение по качеству топлива, а также материалам, из которых сделан сам поршень и другие механизмы, относящиеся к нему. Если повысить давление на 1/3, то силы, которые действуют на поршень и движущиеся части, возрастают сразу в два раза.
Именно это и становится причиной ограничения объема моторов. Опытным путем было определено, что моторы, объем которых ниже 1,2 литра, теряют свою эффективность даже при установке турбонаддува и одной из последних моделей топливного впрыска. Более компактные силовые установки, объемом около 1 литра, будут испытывать трудности при сгорании топлива при увеличенной нагрузке, а также выбрасывают намного большее количество оксида азота. На данный момент, в процессе выпуска моторов наблюдается обратная тенденция.
Наиболее оптимальным вариантом с этой точки зрения становятся моторы объемом 1,6 литра с 4 цилиндрами. Но имеются у них и отдельные минусы.
Короткая юбка поршня. Чем меньший размер имеет поршень, тем меньший у него вес, что способствует увеличению отдачи. Для того, чтобы снизить вес, уменьшают юбку поршня и урезают длину его хода, за счет меньшей длины плеча шатуна. Результатом такой комбинации становится увеличенная нагрузка на стенки цилиндров, что при высоких оборотах приводит к пробитию поршнем пленки из масла, и вхождению в прямой контакт с металлом, из которого изготовлен цилиндр. Итогом становится снижение рабочего ресурса поршневой группы.
Применение поршневых механизмов на малолитражных двигателях. Самую большую степень распространения получил тип турбонаддува, использующего выхлопные газы, чтобы разгонять турбину до нужной скорости. Принцип его работы в том, что сидящее на валу центробежное колесо компрессора позволяет сжимать воздух перед тем, как он будет подан в цилиндры. Температура в ней будет возрастать до порядка тысячи градусов. Как следствие, возрастает нагрузка, а износ становится тем выше, чем более мощный мотор используется, так как в производстве автомобилей применяются чаще всего недорогие металлы. Это приводит к поломкам турбины после пробега порядка 100 тысяч километров.
Итог. Для уменьшения вероятности снижения рабочего ресурса мотора, следует обязательно прогревать мотор, во избежание снижения ресурса при холодном старте, который увеличивает износ трущихся частей двигателя машины.
