Что такое даунсайзинг двигателей, нужен ли он

Даунсайзинг переводится как уменьшение. Современная мировая автопромышленность идет прямой дорогой к уменьшению силовых агрегатов, но с сохранением достаточной мощности. Тенденция создания малых моторов, то есть даунсайзинг двигателей, состоит в удешевлении производства, уменьшении веса и, разумеется, объема, а также получения максимально высокого КПД, насколько это возможно с маленького силового агрегата.

Уменьшение двигателя означает, что все детали, включая высоконагруженные, уменьшаются, а значит, снижается прочность и ресурс.

О форсировании

Максимальное форсирование мотора – ключевая задача автопроизводителя. Лет 20 назад средняя мощность, получаемая с каждых 1000 кубических сантиметров, равнялась 35-65 лошадиным силам. Теперь автопроизводители с помощью турбины снимают с одного литра объема 100 л.с.

Чем выше степень форсировки – тем выше давление в цилиндре. Прямо пропорционально возрастает механическая нагрузка на детали КШМ, ЦПГ и ГРМ. Прочность двигателя определяется объемом и весом деталей, а значит, с надежностью у даунсайзинговых моторов не все в порядке.

Согласно законам физики, уменьшение отдельных деталей, а тем более даунсайзинг двигателей в целом, приводит к снижению их надежности. Другой стороной медали является то, что сопротивление на трение и инерцию также снижается. Помимо прочего, на двигатель возрастает термическая и механическая нагрузка.

Термическая нагрузка возрастает по причине большего количества сжигаемого топлива. Механическая нагрузка возрастает в двух случаях: при повышении максимальных оборотов и при наличии турбокомпрессора. Оба фактора непосредственно влияют на ресурс и надежность силового агрегата.

Сколько сбросил мотор в ходе даунсайзинга

Для примера взяты агрегаты автомобиля Volkswagen:

• атмосферный 1.6 литровый 100-сильный двигатель (62,5 л.с. на 1 литр),
• турбированный рядный 2.0, мощностью 200 л.с. (TFSI) (100 л.с. на литр),
• V6 3.0, мощностью 280 л.с. (FSI) (93 л.с. на литр).

Первый, атмосферник, являет собой пример надежного неубиваемого агрегата, а его степень форсировки явно ниже, чем у остальных. Все ДВС имеют практически равный диаметр цилиндров.

Диаметр коренных шеек коленчатого вала у первого 24 мм, у остальных чуть меньше – отличие не существенно. Если у рядных агрегатов шатунные шейки одинаковы (22 мм), то у V-образного диаметр составляет 17 мм, при том, что на одну шейку приходится два шатуна.

Вместе с увеличением мощности возросли нагрузки на шейки коленчатого вала. Относительно атмосферного двигателя, у второго 2-х литрового вместе с мощностью увеличилась нагрузка на коленчатый вал на 30%, а у V6 — на 50%.

Нагрузка непосредственно влияет на ресурс подшипников скольжения коленчатого вала. То есть, при заводском ресурсе 250 000 км, у 2-х литрового мотора он составит 175 000 км, а у V6 – 137000 км.

На современных моторах увеличенные нагрузки пагубно повлияли на целостность масляной пленки, защищающей от преждевременного износа трущиеся детали. Если добавить сюда рекомендации в виде заправки мотора маловязким маслом, то вышеприведенные цифры по ресурсу – крайне оптимистичны.

Конец эпохи миллионников

Неужели нельзя применить современные технологии, компенсирующие повышенные нагрузки?

В теории такое возможно, на практике – нереально. С начала нулевых мировые автопроизводители стали массово снижать себестоимость автомобилей, уводя в тень эпоху долгожителей.

Даунсайзинг двигателей, по сути, направлен не только на выжим максимального КПД с маленького мотора, но и на экономию. Низкая себестоимость – одновременно и причина, и следствие плохого качества и низкого ресурса.

Если раньше одно поколение автомобиля могло выпускаться порядка 10 лет, то сейчас обновление поколений происходит каждые 3-5 лет. Это значит, что долгожители экономически невыгодны автопроизводителю, а политика производства направлена на одноразовую эксплуатацию автомобиля с последующей заменой на машину очередного поколения.

Простыми словами – реальный ресурс автомобиля 100 000 км, или 5 лет, после – под списание.