Почему в современном двигателе много пластика

Современные даунсайзинговые моторы, помимо естественного уменьшения в объеме, все больше «сбрасывают» вес, обрастая пластиком. Практически пластиковый двигатель, а именно масса элементов из пластика, вызывает здоровый скептицизм, однако все имеет доступное объяснение. Насколько целесообразно внедрение пластиковых элементов в силовой агрегат?

Об очевидном

Несомненно, что в первую очередь замена некоторых, причем нередко жизненно важных для работы двигателя деталей на пластмассовые, как и даунсайзинг, прямой способ уменьшить рабочий ресурс агрегата.

Однако автопроизводители объясняют это еще одним шагом:

к уменьшению выбросов СО₂,
к топливной экономичности.

С другой стороны очевидно, что и себестоимость двигателей в процессе производства на этом фоне уменьшается.

Система охлаждения

Применение пластиковых и резиновых изделий в системе охлаждения не ново. Передовым решением, с конструкторской точки зрения, стал перенос датчика температуры охлаждающей жидкости в пластиковый корпус. В основном этот датчик установлен в блок цилиндров, реже – в разрезе между патрубками охлаждения.

Первый пример, где датчик температуры ОЖ перенесли в пластиковый тройник, – линейка двигателей Volkswagen TFSI (EA113). Для владельцев таких автомобилей пластиковый тройник стал частой причиной течи охлаждающей жидкости.

При отсутствии датчика уровня охлаждающей жидкости течь из-под корпуса датчика температуры антифриза нередко приводит к перегреву мотора, что вызывает деформации прилегающей плоскости ГБЦ.

Неприятной особенностью стало то, что при утечке антифриза, когда двигатель уже закипает, датчик не покажет реальной температуры, так как находится вне блока цилиндров.

Кстати, некоторые автопроизводители, такие как Jaguar, Land Rover, в своих моторах исключили эту «особенность» путем установки дополнительного датчика температуры металла ГБЦ и блока цилиндров. При повышении температуры двигателя подача топлива резко сокращается до стабилизации температуры, а значит перегрев силового агрегата исключается.

Есть и польза от пластиковых переходников, связанная с экономичностью. Датчики, установленные в блоке цилиндров, всегда показывают температуру с задержкой. Так как датчик находится вне двигателя, в пластиковом корпусе, это дало возможность показывать температуру ОЖ в режиме реального времени, а также сократить время прогрева.

Теперь автопроизводитель рекомендует обходиться без прогрева двигателя, и сразу начинать движение.

В старой конструкции расположения датчика есть серьезная проблема – при прогреве металл двигателя разогревается дольше жидкости. Следовательно, поступающий сигнал от датчика температуры на ЭБУ говорит о том, что в цилиндры нужно подать богатую смесь, и моторы откровенно «переливают».

Дешево, но дорого

Зачастую наблюдается тенденция интегрирования датчика температуры ОЖ с термостатом в одном корпусе. Подобная конструкция была внедрена на силовые агрегаты VAG ЕА211 (1.6 MPI, 1.4 TSI и т.д).

Переход термостата на пластик только улучшил его характеристики, к тому же он стал электронно-управляемый. Пластик обладает меньшей теплопроводностью, а значит, нагревательный элемент может быть меньшей мощности.

Первая партия таких моторов с подобной системой была откровенно сырой. Из-за неверного химического состава и свойства пластика при эксплуатации он коробился.

Инженеры пошли еще дальше — теперь термостат, датчик температуры и водяной насос имеют общий корпус. Это значительно уменьшает себестоимость узла, и увеличивает надежность (нет лишних соединений, резиновых патрубков). Но в случае поломки одного из элементов меняется узел в сборе.

Еще больше пластика

Теперь не в новинку и пластиковые масляные поддоны. Применяются они на моторах VAG ЕА888 третьей серии, и дело даже не в экономии при производстве.

Практически все моторы оснащены теплообменниками, позволяющими быстрее прогреть двигатель и поддерживать рабочую температуру. Теплопроводность толстого пластикового поддона намного ниже алюминиевого и стального, а значит, прогрев масла осуществляется быстрее, как итог – экономия на топливе ввиду меньшего времени прогрева.

Быстрый прогрев позволяет заправлять мотор маслом средней вязкости, тем самым уменьшая шансы на преждевременный износ трущихся деталей двигателя.

Из побочных моментов, которых не избежать – ресурс пластикового поддона не превышает 5 лет, а при ударе раскалывается.

Резюме

Наличие пластиковых элементов в современном двигателе внутреннего сгорания, с точки зрения себестоимости и соблюдения экологических норм, полезное внедрение. С экономической точки зрения – почти пластиковый двигатель позволяет экономить топливо, к чему стремятся все автопроизводители.