К концу ХХ века в создании автомобильных двигателей внезапно назрела революция

Популярная механикаАвто

Эпоха радикальных перемен: автомобильные двигатели конца ХХ века

Антон Борисенко

К концу ХХ века в истории создания автомобильных двигателей внезапно назрела революция. Ее «отцами» стали вовсе не автомобильные инженеры и конструкторы. Конечно, именно их усилия, изобретения и поиски решений стали топливом этого переворота, именно им пришлось искать ответы на новые вопросы. А задавали эти вопросы совсем другие люди – экологи, маркетологи и политики. Ну а забот перепало не только инженерам, занимавшимся непосредственно разработкой двигателей, но и тем, кто создавал материалы, детали и «расходники». Им теперь приходилось учитывать намного больше аспектов и нюансов.

Резкий старт на «зеленый»

Конечно же, как таковая официальная дата начала новой эпохи в автомобилестроении никем не отмечается, но неофициально считается, что отсчет можно вести от появления в 1970 году в США поправки к Clean Air Act – Закону о чистом воздухе. Именно она диктовала автопроизводителям новые требования: значительно снизить вредные выбросы их продукции. В США это стало радикальной сменой направления развития: там привыкли к многолитровым двигателям, хоть в дни нефтяных кризисов уже имели поводы задуматься об экономичности автомобилей. Новшества были приняты далеко не всеми: наклейки «F**k Fuel Economy» (недвусмысленное указание, куда идти сторонникам экологических перемен) до сих пор можно встретить на внедорожниках и пикапах, причем далеко за пределами Штатов.

9cfe3678386ac296916c98f573add7d6.jpg
Фото: Vostockphoto

Но для автопроизводителей роскошь послать новые законы на несколько англоязычных букв, естественно, была непозволительной. Все объединяющие структуры (о которых мы рассказывали в прошлой части) стали вносить соответствующие коррективы в свои регламенты. Появились – и не только в США, остальные страны первого мира быстро подхватили тенденцию – первые экологические стандарты. Признаться, они были еще достаточно безобидными по сравнению с теми, по которым мы живем сейчас. Экологически вредным выбросам был объявлен настоящий бой – как их составу, так и количеству. И инженеры бросились искать ответы на новые вызовы, а по мере разработки таких ответов начали ставить задачи технологам, материаловедам, химикам, электронщикам.

Примерно два десятилетия удавалось «укладываться» в экологические требования за счет оптимизации конструкции и настроек самих двигателей. Огромную роль сыграло здесь распространение систем впрыска – сначала одноточечного, потом распределенного – позволявших гораздо точнее дозировать подачу топлива. Еще одним важным шагом стали различные возможности изменения фаз газораспределения: кто-то из автопроизводителей упражнялся с переменной длительностью фаз, кто-то – с переменной высотой подъема клапанов.

91b04e1d3cebb4d18ab504131d9e9683.jpg
Фото: Vostockphoto

Постепенно уходили со сцены автомобили, которые можно было чинить «гаечным ключом и отверткой». Высокоточные, миниатюрные и быстродействующие сервоприводы и актуаторы, настройки основных систем при помощи электроники – все это требовало уже профессионального сервиса. И более тонкого подбора качеств смазочных материалов. В середине семидесятых годов началось промышленное производство первых синтетических моторных масел. Однако этот прогресс нельзя назвать стремительным. Ощутимо более дорогая «синтетика» завоевывала рынок осторожными шагами. К примеру, в 1980-х уже были достаточно распространены компромиссные полусинтетические масла с улучшенными качествами, но с более-менее традиционной рецептурой: к обычной минеральной основе добавлялся пакет синтетических присадок. А «полностью синтетика» считалась продуктом элитным, флагманом в линейках самых авторитетных производителей масел.

Полезные, но капризные – каталитический нейтрализатор и сажевый фильтр

Настоящий взлет «синтетики» начался после того, как был достигнут предел механической оптимизации двигателей, а экологические стандарты продолжали становиться все строже и жестче.

Первым новым шагом стало появление систем дополнительной очистки выхлопных газов – каталитических нейтрализаторов и сажевых фильтров (для дизельных двигателей). Каталитические нейтрализаторы, как можно догадаться из названия, обеспечивают химическую реакцию разложения вредных составляющих выхлопа. Первым требованием, которое было «выставлено» этим новым на тот момент узлом, стал отказ от этилированного бензина. В состав нейтрализатора входит ряд драгоценных металлов, и с присутствующим в этилированном бензине свинцом они, мягко говоря, «не дружили». Здесь нужно напомнить, что «этилированный» – это упрощенный термин, а полное название присадки, которая использовалась для повышения октанового числа топлива – «тетраэтилсвинец». Так становится понятнее, при чем тут свинец. Повышение октанового числа многие годы позволяло увеличивать степень сжатия в двигателе, добиваться большей мощности. Теперь приходилось достигать тех же результатов – но уже без тетраэтилсвинца. Но не нужно сожалений: уж больно вредная это штука и для человека тоже.

31980abe52f77a912fe8b3f7348b7942.jpg
Фото: Vostockphoto

Да и к остальным составляющим выхлопа пришлось присмотреться повнимательнее – в том числе и к продуктам сгорания моторного масла. В принципе, угар обусловлен самой конструкцией двигателя. Однако минимизировать его целесообразно и с экологической точки зрения, и в техническом плане. Инженеры стремились добиться минимальных зазоров и максимальной точности исполнения всех деталей: это делало и двигатель эффективнее, и расход масла ниже. Со своей стороны, разработчики моторных масел стремились создавать продукцию, как можно более устойчивую к угару и способную формировать прочную пленку минимальной толщины.

Сажевый фильтр отдаленно напоминает нейтрализатор, однако его задача – не химическая, а физическая фильтрация микрочастиц сажи. Необходимо предусмотреть, чтобы этой самой сажи было как можно меньше изначально. Именно здесь (помимо, собственно, качества дизтоплива) важную роль играет масло. Дело в том, что так называемое «щелочное число» моторного масла – важнейший показатель его важных и полезных моющих качеств. Но! Чем больше щелочное число, тем выше и зольность масла, а значит, способствование тому самому загрязнению фильтра. Стоит отметить, что сажевые фильтры (как и каталитические нейтрализаторы) – штука недешевая. То есть надо щелочное число снижать? А как же тогда моющие средства? Найти верный для самых современных двигателей баланс в рецептуре оказалось возможным с появлением синтетических моторных масел. Причем и здесь есть немало тонкостей. Например, возможность работы с современными системами очистки выхлопа дизельных двигателей оговаривается отдельно. Масло может великолепно подходить для «бензина», но для «дизеля» при этом – нет. Если двигатели не относятся к самым последним поколениям или работают с меньшими удельными нагрузками, то они могут работать и на полусинтетическом, и на минеральном масле хорошего качества. А вот сложные современные конструкции требуют новейших разработок нефтехимиков – «синтетики».

8e3dd730357a6480bada0331845003f1.jpg
Фото: Vostockphoto

Обратите внимание: каталитический нейтрализатор и сажевый фильтр на пути к «позеленению» автомобильных двигателей сыграли огромную роль, но при этом… собственно деталью или частью двигателя-то не являются. Это элементы выпускного тракта. Тем временем и с самими двигателями за последние два-три десятилетия произошли принципиальные трансформации.

От чугунных – к «одноразовым»

На пути к экономичности и экологичности двигателей их разработчики использовали и новые материалы. Ведь еще один из ресурсов улучшения этих показателей – снижение потерь внутри самого двигателя. К примеру, облегчение многих деталей. Двигатели даже самых массовых автомобилей становились достаточно высокооборотистыми, и масса деталей напрямую влияла на инерцию и связанные с ней потери и возможности поломки. В индустрию автомобильных двигателей стали приходить легкие сплавы.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Сколько можно спать? Сколько можно спать?

Еще несколько сотен лет назад европейцы спали дважды за сутки

Популярная механика
«На яркие эмоции денег вообще не жалко»: правила потребления сооснователя «Кухни на районе» Кирилла Родина «На яркие эмоции денег вообще не жалко»: правила потребления сооснователя «Кухни на районе» Кирилла Родина

Кирилл Родин рассказывает, почему стоит смотреть на покупки как на инвестиции

Forbes
К баллистическому будущему К баллистическому будущему

Траектория движения космических аппаратов строится с учетом разных соображений

Популярная механика
Как снимать кино о мафии: уроки мастера Как снимать кино о мафии: уроки мастера

Как кровавая эпическая сага Мартина Скорсезе пришла к успеху

Playboy
11 способов становиться немного умнее каждый день 11 способов становиться немного умнее каждый день

Интеллект, как и тело, требует правильного питания и регулярных тренировок

Psychologies
Making of: как создавался номер с Виктором Цоем (июль – август 2020) Making of: как создавался номер с Виктором Цоем (июль – август 2020)

О концепции спецномеров с героями «из прошлого»

Esquire
Будущее пятого поколения Будущее пятого поколения

Время 4G на исходе. 5G серьезно изменит нашу жизнь

Популярная механика
55 м² 55 м²

Отсутствие окон в спальнях не помешало Борису Денисюку оформить квартиру

AD
Что такое бескамерная шина и как отличить ее от камерной Что такое бескамерная шина и как отличить ее от камерной

Все про бескамерные шины: чем отличаются, плюсы и минусы, стоит ли покупать

РБК
Экономика доверия: как осторожность граждан сказывается на развитии страны Экономика доверия: как осторожность граждан сказывается на развитии страны

Уровень ВВП в России мог быть выше, если бы мы друг другу доверяли

Forbes
В свете полной луны… В свете полной луны…

...происходят странные вещи с поведением животных

Вокруг света
Итоги в гейм-индустрии: главные тренды и 5 лучших игр 2020 года Итоги в гейм-индустрии: главные тренды и 5 лучших игр 2020 года

5 самых примечательных видеоигр 2020 года

Esquire
Достопримечательность города Достопримечательность города

Бордели с человекоподобными куклами – новый тренд или это уже слишком?

Playboy
7 вопросов, которые позволят завязать интересный разговор 7 вопросов, которые позволят завязать интересный разговор

Темы для разговоров, не касающиеся политики и других серьезных вопросов

Psychologies
«Лучшее в нас: Почему насилия в мире стало меньше» «Лучшее в нас: Почему насилия в мире стало меньше»

Отрывок из книги Стивена Пинкера о насилии в современном мире

N+1
90 м² 90 м²

Квартиру в старом фонде Вера Лемешко оформила в традиционном стиле

AD
10 необычных моделей Lada, которые не пошли в серию 10 необычных моделей Lada, которые не пошли в серию

Знаковые прототипы АвтоВАЗа, которые так и не добрались до конвейера

РБК
Вязкий кошмар: читательница Cosmo рассказала, как боролась с булимией и победила Вязкий кошмар: читательница Cosmo рассказала, как боролась с булимией и победила

История девушки, которая справилась с нервной булимией

Cosmopolitan
Автор бестселлера о башнях-близнецах – о катастрофе, которую еще можно предотвратить Автор бестселлера о башнях-близнецах – о катастрофе, которую еще можно предотвратить

Возможно, вы станете есть меньше мяса, прочитав книгу «Погода – это мы»

GQ
Придумала облачные услуги, борется с Microsoft и мечтает о выручке $60 млрд: чем известна Salesforce, покупающая Slack Придумала облачные услуги, борется с Microsoft и мечтает о выручке $60 млрд: чем известна Salesforce, покупающая Slack

Как развивается одна из самых успешных компаний на рынке облачного ПО

VC.RU
Дельфин: «Обычно я иду на поводу у того, что у меня получается само собой» Дельфин: «Обычно я иду на поводу у того, что у меня получается само собой»

Андрей Лысиков рассказал о семье, современной музыке и компьютерных играх

Maxim
Кислоты и холода: что российские клиенты ждут от рынка косметологии Кислоты и холода: что российские клиенты ждут от рынка косметологии

Какие бьюти-процедуры интересуют женщин и почему ботокс все еще популярен?

Forbes
Гастрономический ликбез Гастрономический ликбез

Идеальное меню новогоднего вечера

Playboy
Живая планета Живая планета

Гипотеза Геи – между современной наукой и мистикой «нью-эйджа»

Популярная механика
Самые надежные автомобили до 1,7 млн рублей. Список Самые надежные автомобили до 1,7 млн рублей. Список

Бюджетные седаны, пожилые кроссоверы, забытые бойцы и ни одной «Тойоты»

РБК
10 главных фильмов года. Выбор Дмитрия Барченкова 10 главных фильмов года. Выбор Дмитрия Барченкова

Наиболее заметные и симптоматичные киноленты 2020 года

СНОБ
Иметь виды Иметь виды

Двухуровневый пентхаус в современном стиле

SALON-Interior
Лидер и племя Лидер и племя

Пять уровней корпоративной культуры

kiozk originals
Эффект «зловещей долины»: могут ли роботы сделать нас счастливыми Эффект «зловещей долины»: могут ли роботы сделать нас счастливыми

Рассказываем, как роботы помогают ухаживать за пожилыми, учиться, работать

Forbes
Марина Наумова Марина Наумова

Очки как у Элтона Джона и гордость за грузинских дизайнеров

Собака.ru
Открыть в приложении