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

Так думают женщины о... Так думают женщины о...

Очередная попытка выяснить, чего хочет женщиина

Playboy
Когнитивные способности воронов оказались схожими с обезьяньими Когнитивные способности воронов оказались схожими с обезьяньими

Ученые выяснили, что вороны обладают высокоразвитыми когнитивными способностями

N+1
Берут – беги Берут – беги

Теневая экономика России настолько велика, что называть ее теневой даже неловко

Esquire
«Анастасия» — на «Титанике», а «Холоп» — на «Льду». Почему «Серебряные коньки» — самый симпатичный в этом году праздничный фильм «Анастасия» — на «Титанике», а «Холоп» — на «Льду». Почему «Серебряные коньки» — самый симпатичный в этом году праздничный фильм

«Серебряные коньки» — святочный рассказ, блокбастер и диснеевская сказка

Esquire
Люди на пределе Люди на пределе

Возможности нашего собственного, среднестатистического тела

Вокруг света
Пять вещей из киберпанка, которые считались фантастическими, но стали почти обыденностью Пять вещей из киберпанка, которые считались фантастическими, но стали почти обыденностью

Технологии из романов и фильмов в жанре киберпанка, которые доступны людям

Maxim
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
5 вариантов необычного завтрака 5 вариантов необычного завтрака

Изменить свой взгляд на завтрак, чтобы он вызывал только приятные эмоции

Худеем правильно
Феникс против Годзиллы: в прокате “Тихоокеанский рубеж 2” и “Тебя никогда здесь не было” Феникс против Годзиллы: в прокате “Тихоокеанский рубеж 2” и “Тебя никогда здесь не было”

О новинках проката в кино

Esquire
Ученые убаюкали дрозофил Ученые убаюкали дрозофил

Оказалось, плодовые мушки — хороший модельный организм для изучения убаюкивания

N+1
100 самых сексуальных женщин страны: 52-1 100 самых сексуальных женщин страны: 52-1

Итоговый рейтинг «100 самых сексуальных женщин страны – 2019»

Maxim
Белошвейка из Тура Белошвейка из Тура

Герцогиня де Шеврёз — виртуозная политическая интриганка эпохи двух кардиналов

Дилетант
Виртуальный секс Виртуальный секс

«Популярная механика» протестировала первую в мире виртуальную любовницу

Популярная механика
Липкая граната и другое нелепое оружие, за которое военным пришлось краснеть Липкая граната и другое нелепое оружие, за которое военным пришлось краснеть

Это оружие было создано для того, чтобы застать врага врасплох, пока он смеется

Maxim
Анатолий Вассерман: «То, что я умнее многих, стало понятно где-то между тремя и четырьмя годами» Анатолий Вассерман: «То, что я умнее многих, стало понятно где-то между тремя и четырьмя годами»

Интервью с Анатолием Вассерманом

Maxim
Самый быстрый «единорог» в истории: сервис онлайн-мероприятий Hopin за год вырос с нуля до оценки в $2,1 млрд Самый быстрый «единорог» в истории: сервис онлайн-мероприятий Hopin за год вырос с нуля до оценки в $2,1 млрд

Выручка стартапа за полгода выросла в 50 раз — с $450 тысяч до $25 млн

VC.RU
Наращивание или ламинирование: какая процедура подойдет твоим ресницам Наращивание или ламинирование: какая процедура подойдет твоим ресницам

Рассказываем о последних тенденциях в «ресничном деле»

Cosmopolitan
Сказка без хеппи-энда: история трагического брака принцессы Дианы Сказка без хеппи-энда: история трагического брака принцессы Дианы

Непростая история принцессы Дианы — одной из самых ярких женщин XX века

Cosmopolitan
Загадка Антона Лапенко: как комик из многодетной семьи стал звездой YouTube и зарабатывает миллионы на ностальгии по 90-м Загадка Антона Лапенко: как комик из многодетной семьи стал звездой YouTube и зарабатывает миллионы на ностальгии по 90-м

В чем заключается гениальность Антона Лапенко?

Forbes
Полина Лазарева: «Не теряю надежды, что рано или поздно мне встретится хороший человек, с которым буду счастлива» Полина Лазарева: «Не теряю надежды, что рано или поздно мне встретится хороший человек, с которым буду счастлива»

«Все детство меня пугали, как ужасна актерская профессия!»

Караван историй
Джек Лондон. Камень, который отвергли строители Джек Лондон. Камень, который отвергли строители

Он уже и сам не знал, чего хочет больше — уснуть или умереть

Караван историй
4 способа ненавязчиво привлечь внимание партнера 4 способа ненавязчиво привлечь внимание партнера

Какими способами лучше вернуть интерес партнера

Psychologies
55 м² 55 м²

Отсутствие окон в спальнях не помешало Борису Денисюку оформить квартиру

AD
Братья и сестры: как помочь им полюбить друг друга? Братья и сестры: как помочь им полюбить друг друга?

От чего зависит, как сложатся отношения братьев и сестер?

Psychologies
Империя Эльфа: как бывший торговец вымышленной валютой зарабатывает миллионы на раскрутке блогеров Империя Эльфа: как бывший торговец вымышленной валютой зарабатывает миллионы на раскрутке блогеров

В чем причина успеха знаменитого в 2010-е Эльфа-торговца?

Forbes
Рачки-мизиды удобрили водорослевые лужайки рыбок-фермеров Рачки-мизиды удобрили водорослевые лужайки рыбок-фермеров

Cоюз этих двух видов можно считать зачаточной формой одомашнивания

N+1
Жизнь после МКС: куда летать космонавтам с 2025 года Жизнь после МКС: куда летать космонавтам с 2025 года

Давайте разберемся, действительно ли МКС разваливается

N+1
«Женщине перестает быть нужен мужчина» «Женщине перестает быть нужен мужчина»

Анна Михалкова о фильме «Обычная женщина» и смене гендерных ролей

Weekend
Борат был не прав: как Казахстан всего за 10 лет стал важной точкой на международной музыкальной карте Борат был не прав: как Казахстан всего за 10 лет стал важной точкой на международной музыкальной карте

Как так получилось, что Казахстан подарил миру целую плеяду сильных артистов

Esquire
Африка и шуточки: как и чем живет сегодня группа СБПЧ Африка и шуточки: как и чем живет сегодня группа СБПЧ

Что происходит с группой СБПЧ

РБК
Открыть в приложении