Лучшие двигатели бмв
худшие двигатели от уважаемых производителей — DRIVE2
Все слышали шутку о том, что нельзя покупать Ford, Fiat и “Фсе Французское”. Но в нашем антирейтинге — сплошные «немцы» и «японцы». Делимся секретом, с какими моторами покупать BMW и Mercedes ни в коем случае нельзя.
Пока кто-то пытается создать хороший мотор, кто-то другой потихоньку делает плохой. Или портит хороший. Видимо, для контраста, чтобы автовладельцы всегда могли сказать «у меня нормальный двигатель, а вот у Василья Иваныча — у-у-у».А если серьезно, то не слишком надежных моторов, с ограниченным ресурсом и часто требующими посещения сервиса, всегда было много. Но парадокс в том, что не все они считаются ненадежными. Фокус тут в ожиданиях владельцев, в доступности сервиса и в его цене. Хозяин спорткара понимает, что при серьезных нагрузках двигатель вряд ли будет служить долго. Напротив, покупатель коммерческого грузовичка справедливо надеется на несколько сотен тысяч беспроблемного пробега, а водитель магистрального грузовика — на миллион.По тем же причинам бесполезно жаловаться на мотор Жигулей, который после пробега в 150-200 тысяч требует капитального ремонта, ведь цена вопроса эквивалентна стоимости иного ТО на машину парой классов выше, или замене цепи на малышке В+ класса при куда меньшем пробеге. А мелкие неприятности — с ними владельцы сроднились.И все же встречаются моторы, от которых ждут много, а получают одни проблемы. Почему так происходит?«Виновата» репутация марки, которая ранее зарекомендовала себя «надежной»Сфера применения машины не предполагает, что у нее будет проблемный силовой агрегат
Шокирует стоимость ремонта агрегата на фоне цены авто
▫ Дизельные двигатели
Начинаем, с «надежных дизелей», на фоне проблем бензиновых моторов они кажутся вполне надежными, но ожидания все равно обмануты.
• BMW N47
Семейство дизелей объемом от 1.6 до 2 литров и мощностью до 218 л.с. выпускается с 2007 года, устанавливается на все машины BMW, кроме самых больших, а так же на машины Mini.Этот очень распространенный дизельный мотор имеет ряд очень неприятных особенностей.
Так, его цепной привод ГРМ расположен со стороны маховика и для замены требует снятия мотора с машины. Все бы ничего, но ресурс цепи может составить менее 60 тысяч километров. Предвестником беды является характерный шум, а если его проигнорировать, то помимо сбоев в работе и снижения мощности можно сразу отправить двигатель на свалку-обрыв цепи происходит на современных моторах легко и непринужденно. Цепи меняли по гарантии, но надолго это не помогает.
Помимо цепей в списке проблем — неудачные заслонки впускного коллектора, которые при поломке попадают под клапана и в цилиндры. Последствия самые неприятные, вплоть до «сталинграда», впрочем часто удается отделаться парой царапин на зеркале цилиндра и повреждением турбины.
Вам мало двух серьезных проблем? Есть и третья типичная беда — пьезоэлектрические форсунки на самых мощных версиях мотора легко выходят из строя и имеют ограниченный ресурс. И стоят они совсем недешево — комплект обойдется более чем в 100 000 (!) рублей.
Не передумали покупать машину? Все же два литра и хорошая тяга, впечатляющая экономичность делают этот мотор очень распространенным, а альтернативы ничуть не лучше.
• Mitsubishi 4D55/4D56
Эти четырехцилиндровые моторы объемом 2.3-2.5 л устанавливались на машины Mitsubishi еще с 80-х годов до настоящего времени. Обычно столь долго производимые моторы как раз являются беспроблемными, но это поколение подвела модернизация.
Изначально безнаддувные моторы после появления турбин сильно подросли в мощности, а заодно у них появился целый букет проблем, связанных с перегрузкой конструкции. Тут и трещины ГБЦ, и поломки валов коромысел с заклиниванием, поломками распредвала и обрывом ремня ГРМ, и перегревы, и даже трещины в блоке цилиндров.
К механическим неисправностям добавляются многочисленные, но менее серьезные проблемы с системой питания Di-D. В регионах с очень холодным климатом нередки случаи серьезной поломки моторов с очень небольшими по дизельным меркам пробегами- меньше 100ткм, после чего мотор проще заменить, чем отремонтировать.
Но объясняется все просто, безнаддувные моторы в 80е годы имели мощность 70-74 л.с, а последние варианты с турбинами изменяемой геометрии выдают уже 178 сил. А поскольку ставились такие дизели не только на внедорожники Pajero, но на пикапы и легкий коммерческий транспорт, то репутация их оказалась сильно подмочена — в этом классе принято ответственно относиться к надежности. Особенно провально моторы этих серий смотрятся на фоне таких хитов по части надежности, как TD42 Ниссана и 1HZ Тойоты.
▫ Бензиновые моторы
К бензиновым моторам требования по ресурсу обычно ниже, но начало двухтысячных годов потихоньку приучило автовладельцев к высокому ресурсу и общей беспроблемности агрегатов от ведущих производителей. Тогда никто еще не знал, что в лидеры по надежности через десяток лет выйдут корейские марки, опередив и европейцев, и японцев.
• Mercedes M272/M273
Разочарование от штутгартцев вышло в 2004 году и поначалу радовало владельцев отличной тягой и высокой экономичностью. Ставили их почти на все машины Mercedes, от C до S класса, включая все внедорожники. Моторы M272, объемом от 2.5 до 3.5 л и мощностью от 201 до 316 л.с. тоже были самыми прогрессивными. Цельноалюминиевые, с алюсиловыми цилиндрами, с четырьмя клапанами на цилиндр…
Но при пробегах в 40-60 тысяч километров неожиданно начались проблемы с растяжением цепи ГРМ и вибрациями. Вскрытие показывало сточенную звездочку балансирного вала и сильное растяжение цепей. К сожалению, для замены балансирного вала со звездой нужно было снимать двигатель, а обламываемые иногда успокоители цепи нельзя было заменить без снятия головки блока. Фактически, регламентные работы требовали полной переборки мотора со снятием.
Особенно обидно это было для тех, у кого пробег был менее 50ткм. Появляющиеся проблемы со впускным коллектором, текущим маслорадиатором и забивающейся системой вентиляции картера были как вишенка на торте — пускай дорого, но не настолько.
Не столь частой, но куда большей проблемой стали задиры поршневой группы, особенно на моторах 3.5 литра или большом V8 273. Ремонт в этом случае крайне дорог, выполняется заменой блока цилиндров в сборе с поршневой группой и коленвалом (так называемого шот-блока), либо гильзованием, с отступлением от заводских норм.
Со временем проблемы устраняли, цепь стала ходить дольше, а балансирные валы меняли в ходе отзывной кампании еще в 2008-2009 годах, но славу относительно проблемного мотор получил, изрядно подпортив впечатление о марке, которая редко допускает так много «проколов» в одном моторе.
• Volkswagen EA111
Инженеров Volkswagen сгубила погоня за показаниями мощности и экономичности. Семейство двигателей EA111 выпускается с 2005 года, в нем есть как атмосферные моторы, так и турбонаддувные, но «отличились» они все. Больше всего нареканий вызывают турбонаддувные моторы с непосредственным впрыском 1.4TSI, но даже атмосферные 1.6FSI и маленькие 1.2TSI могут доставить множество проблем.
Мотор 1.2 отличился экстремально низким ресурсом цепи — иногда она не проходила и 30 тысяч километров до замены. Потом начинались проблемы с турбиной — электропривод управления ее геометрией и вастегейтом выходил из строя. В остальном мотор проявил себя достаточно хорошо — ему досталась крепкая поршневая группа, и проблем с ГБЦ почти не было.
На моторах 1.4 компания обкатывала множество новых технологий, в частности, первые варианты имели вариант с двойным наддувом — у двигателя был приводной компрессор и турбонаддув, и все они оснащались непосредственным впрыском. Мощность самых форсированных вариантов доходила до 180 л.с, но большая часть моторов имела 122-140л.с., что тоже немало для такого объема.
Столь высокая мощность и очень компактная конструкция сразу породила множество проблем у владельцев. У двигателя сохранили высокую степень сжатия, и детонация бывала даже при работе на 95-м бензине. Страдала и турбина. Масло из системы вентиляции картера вместе с газами из клапана рециркуляции (EGR) сильно загрязняли со временем жидкостный интеркулер турбокомпрессора, который был расположен внутри впускного коллектора.
Так что при высокой нагрузке поршни разрушались, зачастую калеча двигатель окончательно. Не способствовали долговечности и массивные отложения на впускных клапанах, в результате клапана переставали нормально закрываться, что влекло за собой их перегрев, детонацию и поломки ГБЦ.
Форсунки непосредственного впрыска и вообще система питания мотора оказались мало подготовлены к качеству российского бензина. Выход из строя насоса, загрязнение фильтров и форсунок оказались типичными и не самыми страшными спутниками владельцев. Фокусы с заливом бензина в картер двигателя через топливный насос высокого давления тоже не считается оригинальной неисправностью.
Ну и в довершение всего, подвела «вечная» цепь привода ГРМ. На моторах 1.4 головка блока шестнадцатиклапанная, в отличии от более простой восьмиклапанной ГБЦ мотора 1.2. Цепь тут тоже другая, так что ходила она не 30 тысяч, а заметно дольше, часто растягиваясь только к 100 тысячам пробега, благо ее замена на таких моторах сравнительно недорога. Зато цепь частенько перескакивала при обратном вращении мотора, например, при постановке машины «на передачу», неудачной буксировке, погрузке на эвакуатор или замене сцеплений DSG. А после перескока обычно загибало клапана.
Атмосферные моторы, которые многие покупали как панацею от ненадежности турбонаддувных, внезапно тоже оказались в зоне риска. Проблемы с цепью те же самые, что и у моторов 1.4. Усугублялись они попыткой держать низкое давление масла, а в результате — низкий ресурс вкладышей коленвала, шатунов и задиры в поршневой группе. Фраза «стук на CFNA» стал одной из главных тем фольксвагеновских форумов и одновременно — головной болью менеджеров по гарантии и мастеров.
Разумеется, двигатели модернизируются. Последние версии моторов оснащались другими поршнями и более надежной цепью, на 1.2 поменяли турбины и регламент техобслуживания. Но более новое поколение EA211, которое пришло на смену «старичкам», от греха подальше оснастили надежным и дешевым ремнем в приводе ГРМ и совершенно новой конструкцией ГБЦ, позволяющей таким двигателем быстро прогреваться в морозы — на эту особенность тоже жаловались пользователи машин.
Проблемы этих моторов в той или иной степени типичные для новых серий моторов VW-Audi, но именно на «маленьких» контрастно проявляются все недостатки конструкций. Более крупные EA888 всех трех поколений имеют схожий набор проблем, но встречаются они заметно реже и при большем пробеге.
• BMW N46
Баварский производитель в нашем конкурсе забирает сразу два приза в номинации «Ужас какой мотор». Эти двигатели вполне соответствуют нашим условиям — они массовые, и очень, очень проблемные.Семейство моторов объемом 1.8 и 2 литра сменило в линейке конструктивно очень близкие N42 (в том числе и по проблемам) в 2004 году и выпускается по настоящее время, хотя частично уже вытеснено турбонаддувными N13.
Казалось бы — всего 4 цилиндра, никакого наддува, мощность до 156 сил… Такие моторы обычно очень живучи. Но не в случае с BMW. Стремление максимально снизить расход топлива, повысить экономичность в режимах холостого хода и частичных нагрузок, и при этом обеспечить хорошую мощность сыграло с конструкторами мотора и покупателями машин скверную шутку.
Мотор получился очень сложным для своего класса: тут и бездроссельный впуск Valvetronic, и система регулировки фаз ГРМ Double Vanos. Эти «навороты» и одновременно очень высокая рабочая температура породили целый букет проблем.
Высокая температура двигателя приводит к быстрому закоксовыванию масла, особенно в канавках поршневых колец. На второй-третий год работы маслосъемные колпачки начинают разрушаться и расход масла резко возрастает. Одновременно с этим начинают разрушаться пластиковые направляющие и шайбы в приводе ГРМ, потихоньку выкрашиваясь в картер мотора.
Масляные отложения, в свою очередь, начинают выводить из строя гидравлику систем Vanos и Valvetronic. На третьем-четвертом году жизни мотор поедает масло как двадцатилетний «дедушка» и легко может порадовать владельца отказом любой из систем, от ГРМ до электроники. Самое время сделать капремонт — если попробовать потянуть с этим, то возможно, «капиталить» будет уже нечего. Моторы эти встречались на машинах BMW 1й, 3й и пятой серий, а так же на кроссоверах X3, и выпущено их очень много. И более объемные рядные шестерки серии N страдают теми же проблемами.
Зачастую проблемы таких моторов могут быть отложены на неопределенный срок, например, если лить только 98й бензин и чаще менять масло. Да лить не всякое, а специальных серий и нужной вязкости. Еще можно что-то чистить, что-то вовремя менять, по-другому настроить какие-то системы… Но общее у всех одно, такой мотор может подстерегать вас под капотом очень приятной во всех отношениях машины, и поразит вас своим предательством в самое сердце.
▫ Что в итоге?
Как видите, уважаемый бренд не всегда означает тотальную надежность. В какой-то мере проколы с долговечностью неотрывно связаны со стремлением инженеров развивать двигателестроение. Обычно, ненадежный двигатель является инновационным, в чем обкатывается какая-то новая технология, и обкатывается не очень удачно. Конечно, попадаются и примеры относительно простых моторов, от которых «никто не ожидал». Ну что же, никто не застрахован от ошибок — даже крупнейшие корпорации.
www.drive2.ru
BMW VS HONDA: ЧЬИ МОТОРЫ ЛУЧШЕ? — DRIVE2
В конечном итоге и мощность, и крутящий момент, и расход топлива, и даже токсичность двигателя зависят от распределительного вала. Именно он, а если быть совсем точными, то форма его кулачков определяет, каким будет газораспределение в двигателе или, что одно и то же, насколько эффективно цилиндры мотора будут очищаться от продуктов сгорания и наполняться горючей смесью.Но вот проблема — нельзя создать кулачки распредвала с профилем, который бы обеспечивал наилучшие мощностные и экономические характеристики двигателя на всех режимах его работы. Добиться такого можно лишь в узком диапазоне оборотов, но при этом — ценой ухудшения показателей на всех остальных рабочих режимах. Почему? Давайте для примера посмотрим, как происходит газообмен при высоких частотах вращения. Промежуток времени, в течение которого клапана открыты, сокращается. Это значит, что для лучшего удаления из цилиндра отработанных газов и его наполнения горючей смесью клапана должны раньше открываться и закрываться позднее. Но на низких оборотах двигателя за такое газораспределение придется расплачиваться. Мощность уменьшится, потому что через преждевременно открытый выпускной клапан цилиндр покинут отработанные газы, имевшие высокое, нерастраченное на полезную работу давление, а расхода топлива увеличится, так как вслед за этими газами по причине позднего закрытия клапана из цилиндра будет выдавлена часть свежей смеси. Ключ к решению проблемы — управление газораспределением таким образом, чтобы моменты открытия и закрытия клапанов точно соответствовали скоростному режиму двигателя.Первый шаг был сделан в 1983 году мотористами компании Alfa Romeo, предложившими механизм, изменяющий угловое положение распредвала, управляющего впускными клапанами. Позднее такой же принцип был использован конструкторами компаний Mercedes-Benz, Nissan и BMW. Другой подход к делу продемонстрировала Honda, разработавшая систему, управляющую не только моментами открытия-закрытия, но изменяющую также ход клапанов.КАЖДОМУ РЕЖИМУ СВОЙ КУЛАЧОКСистема Honda Variable Valve Timing and Lift Electronic Control, она же — хорошо известный почитателям японской марки VTEC, появилась в 1990 году на автомобилях Civic и CRX. Мотористы Honda разделили все режимы работы двигателя на две группы — с низкими и высокими оборотами, и предложили в зависимости от диапазона оборотов, с которыми работает силовой агрегат, обслуживать каждый клапан одним из двух кулачков с различным профилем.В системе VTEC непосредственно на толкатель клапана действует кулачок низкочастотной группы. Именно он и обеспечивает экономичность двигателя в зоне до 5300 об/мин, а также благоприятную для этого режима работы характеристику развития крутящего момента. При дальнейшем увеличении оборотов работающий до этого вхолостую толкатель, расположенный под высокочастотным кулачком, с помощью внутреннего поршенька блокируется с низкочастотным толкателем. И теперь «командовать парадом» уже начинает кулачок со «спортивным» профилем, обеспечивающим большую высоту подъема клапанов и, как следствие, улучшение наполнения цилиндров и резкое увеличение мощности. Это напоминает смену прямо на ходу одного мотора — в меру спокойного и экономно расходующего топливо — другим, гарантирующим мощное ускорение.Компания Honda сразу же предложила две разновидности VTEC, устанавливавшихся на 1,6-литровый двигатель. В первой, с одним верхним распредвалом, изменялось только газораспределение восьми впускных клапанов. Мотор с таким VTEC развивал максимальную мощность 126 л.с. при 6500 об/мин и достигал пика крутящего момента 144 Нм при 5200 об/мин, причем на 90% максимального крутящего момента этот двигатель выходил уже при 1800 об/мин. При том, что модели Civic 1,6VTEC требовалось для разгона до 100 км/ч менее 10 секунд, а ее «максималка» превышала 195 км/ч, средний расход топлива этим автомобилем составлял 7,7 л/100 км.Второй разновидностью VTEC оснащался двигатель с двумя верхними распредвалами (модификации Civic и CRX с этим мотором имели обозначение VTi). Здесь регулируемыми являлись ход и время открытия всех клапанов — и впускных, и выпускных. В результате максимальная мощность этого силового агрегата составляла 160 л.с. при 7600 об/мин, максимальный крутящий момент — 150 Нм при 7000 об/мин, 90% максимального крутящего момента достигались при 2100 об/мин. Вот параметры Honda CRX VTi: разгон до 100 км/ч за 8,2 с, максимальная скорость 220 км/ч, средний условный расход топлива 7,6 л/100 км.VTEC дважды модернизировался, и сегодня известно уже третье поколение этой системы, отличительная особенность которой от предшественниц состоит в том, что она различает не два скоростных режима, как прежде, а подбирает фазы газораспределения и величину открытия клапанов для трех режимов работы двигателя. Опять-таки в арсенале Honda имеется несколько разновидностей VTEC, например такая, где на низких оборотах один из двух впускных клапанов не открывается вовсе.VANOS, DOUBLE VANOS И VALVETRONICДвигатели Honda VTEC, как, кстати, и имеющие похожее устройство моторы MiVEC компании Mitsubishi, предлагают ступенчатое управление клапанами, а значит, далеко не оптимальное газораспределение. Если же регулировать газообмен в двигателе с помощью изменения угла расположения распредвала, то появляется возможность плавного управления работой мотора на всех скоростных и нагрузочных режимах. Ставку на такие системы сделала компания BMW.Для баварского концерна «сдвиг по фазе» начался в 1993 году, когда под капотом BMW 3-й серии появилась рядная «шестерка» объемом 3 л мощностью 193 л.с. В этом двигателе работой газораспределительного механизма управляла система VANOS, поворачивавшая распредвал впускных клапанов на определенный угол относительно начального положения и изменявшая тем самым моменты открытия и закрытия этих клапанов в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки на двигатель. Крутящий момент этого мотора достигал максимума в 280 Нм при 3950 об/мин, при этом 90% крутящего момента поддерживались в диапазоне от 2200 до 5400 об/мин. Но главное, двигатель с системой VANOS отличался не только характерным для BMW горячим норовом, но и умеренным аппетитом на топливо. В среднем 8,5 л бензина на 100 км пробега — достойный показатель, если учесть массу автомобиля, объем и мощность двигателя.Для модели BMW M3 была разработана более сложная разновидность системы, получившая название Double VANOS. Здесь возможность поворачиваться приобрел не только распредвал, управляющий впускными клапанами, но и распредвал выпускных клапанов, причем если угол поворота первого составлял 62 градуса, то второй мог поворачиваться на 40 градусов, а по времени процесс, при котором распредвалы занимали наиболее выгодное положение, растягивался не более чем на четверть секунды. Опять-таки впечатляла экономичность, обеспечивавшаяся системой управления фазами газораспределения. 3,2-литровый двигатель BMW M3 Double VANOS вырабатывал максимальную мощность 321 л.с., но его средний расход топлива не превышал 8,8 л/100 км.Однако, несмотря на то, что система Double VANOS способна с большим приближением к идеалу обеспечивать эффективное газораспределение на многих режимах работы двигателя, ее потенциал также ограничен. В частности, на режимах малых нагрузок и низких оборотов коленчатого вала количество воздуха, попадающего в цилиндры, определяет положение дроссельной заслонки. И чем больше эта заслонка прикрыта, тем меньше возможностей остается у Double VANOS воздействовать на работу двигателя.Чтобы исключить негативное влияние дроссельной заслонки, конструкторы BMW разработали систему Valvetronic, которая управляет не фазами газораспределения, а высотой подъема впускных клапанов. Механическая часть Valvetronic состоит из дополнительного поворачивающегося вала в головке цилиндров, который способен ограничивать ход клапанов, выбирая высоту их подъема в зависимости от режима работы двигателя. Любопытно, что система Valvetronic превращает дроссельную заслонку в совершенно ненужный элемент. Если компания BMW еще сохранила эту деталь на своих двигателях, оснащенных Valvetronic, то только для страховки на случай отказа системы управления ходом клапанов. Одна беда: и Valvetronic, и Double VANOS — дорогое удовольствие. Стоимость этих систем составляет десятую часть от стоимости всего двигателя.НО ЧТО В ПЕРСПЕКТИВЕ?
Специалисты сходятся во мнении, что совместно работающие в одном моторе системы Double VANOS и Valvetronic — это практически предел усовершенствования традиционного распредвального газораспределения. Дальнейшее увеличение эффективности газообмена в двигателе вряд ли возможно, если… Если только не поставить окончательный крест на распредвале и не отправить его за ненадобностью в музей автомобильной истории. Но что можно предложить взамен? А уже предложили — та же компания BMW проводит испытания двигателей с электромагнитным приводом клапанов. При таком способе управления открывают клапана не кулачки, а индивидуальные для каждого клапана электромагниты. Причем эти электромагниты поднимают клапана на точно заданную процессором высоту всего за какие-нибудь тысячные доли секунды, а затем быстро, но без ударов, вызывающих появление микротрещин и износ фаски клапана и его седла в головке цилиндров обычного двигателя, опускают их на место. Плюс появляются перспективы для экономии топлива на режимах частичных нагрузок путем полного отключения некоторых цилиндров, превращая мотор из, например, 8-цилиндрового в 6- или 4-цилиндровый. Или проводить аналогичные операции с клапанами, и тогда 16-клапанный двигатель получит возможность при необходимости становиться 12- или даже 8-клапанным. Такие перспективы сулят многое, и мимо них инженеры уж точно не пройдут.
www.drive2.com
Миллионники: самые надежные двигатели современности - Колеса.ру
Список отличных и простых «четверок» закрывает представитель европейской школы двигателестроения — x20se из семейства моторов Opel 20ne. Этот член семейства моторов GM Family II прославился тем, что часто переживал машины, на которые был установлен.
Простая конструкция — 8 клапанов, ременной привод распредвала — и простая система распределенного впрыска являются секретами долголетия. Как и самые удачные образцы японской школы, он имеет объем два литра и то же соотношение диаметра цилиндра и хода поршня, что на 3S-FE — 86 х 86мм.
Мощность разных вариантов составляет от 114 до 130 л.с. Выпускались моторы с 1987 по 1999 год и устанавливались на такие модели, как Kadett, Astra, Vectra, Omega, Frontera, Calibra, а также на австралийские Holden и американские Buick и Oldsmobile. В Бразилии даже выпускали турбонаддувную версию двигателя — Lt3 мощностью в 165 л.с.
Шестнадцатиклапанный вариант, знаменитый C20XE, до прошлого года использовался на машинах Lada и Chevrolet в гоночном чемпионате WTCC (об успехах заводской команды АвтоВАЗа мы недавно писали), а его турбонаддувная версия, C20LET, успела отметиться в ралли и считается одной из самых простых и удачных.
Простые версии двигателя могут разменять не только полмиллиона пробега без капремонта, но при бережном отношении попробуют пойти на миллион. Шестнадцатиклапанные разновидности, X20XEV и C20XE, подобным «здоровьем» не обладают, но тоже могут долго радовать владельца, да и конструкция у них так же проста и логична.
www.kolesa.ru
BMW VS HONDA: ЧЬИ МОТОРЫ ЛУЧШЕ? — DRIVE2
В конечном итоге и мощность, и крутящий момент, и расход топлива, и даже токсичность двигателя зависят от распределительного вала. Именно он, а если быть совсем точными, то форма его кулачков определяет, каким будет газораспределение в двигателе или, что одно и то же, насколько эффективно цилиндры мотора будут очищаться от продуктов сгорания и наполняться горючей смесью.Но вот проблема — нельзя создать кулачки распредвала с профилем, который бы обеспечивал наилучшие мощностные и экономические характеристики двигателя на всех режимах его работы. Добиться такого можно лишь в узком диапазоне оборотов, но при этом — ценой ухудшения показателей на всех остальных рабочих режимах. Почему? Давайте для примера посмотрим, как происходит газообмен при высоких частотах вращения. Промежуток времени, в течение которого клапана открыты, сокращается. Это значит, что для лучшего удаления из цилиндра отработанных газов и его наполнения горючей смесью клапана должны раньше открываться и закрываться позднее. Но на низких оборотах двигателя за такое газораспределение придется расплачиваться. Мощность уменьшится, потому что через преждевременно открытый выпускной клапан цилиндр покинут отработанные газы, имевшие высокое, нерастраченное на полезную работу давление, а расхода топлива увеличится, так как вслед за этими газами по причине позднего закрытия клапана из цилиндра будет выдавлена часть свежей смеси. Ключ к решению проблемы — управление газораспределением таким образом, чтобы моменты открытия и закрытия клапанов точно соответствовали скоростному режиму двигателя.Первый шаг был сделан в 1983 году мотористами компании Alfa Romeo, предложившими механизм, изменяющий угловое положение распредвала, управляющего впускными клапанами. Позднее такой же принцип был использован конструкторами компаний Mercedes-Benz, Nissan и BMW. Другой подход к делу продемонстрировала Honda, разработавшая систему, управляющую не только моментами открытия-закрытия, но изменяющую также ход клапанов.КАЖДОМУ РЕЖИМУ СВОЙ КУЛАЧОКСистема Honda Variable Valve Timing and Lift Electronic Control, она же — хорошо известный почитателям японской марки VTEC, появилась в 1990 году на автомобилях Civic и CRX. Мотористы Honda разделили все режимы работы двигателя на две группы — с низкими и высокими оборотами, и предложили в зависимости от диапазона оборотов, с которыми работает силовой агрегат, обслуживать каждый клапан одним из двух кулачков с различным профилем.В системе VTEC непосредственно на толкатель клапана действует кулачок низкочастотной группы. Именно он и обеспечивает экономичность двигателя в зоне до 5300 об/мин, а также благоприятную для этого режима работы характеристику развития крутящего момента. При дальнейшем увеличении оборотов работающий до этого вхолостую толкатель, расположенный под высокочастотным кулачком, с помощью внутреннего поршенька блокируется с низкочастотным толкателем. И теперь «командовать парадом» уже начинает кулачок со «спортивным» профилем, обеспечивающим большую высоту подъема клапанов и, как следствие, улучшение наполнения цилиндров и резкое увеличение мощности. Это напоминает смену прямо на ходу одного мотора — в меру спокойного и экономно расходующего топливо — другим, гарантирующим мощное ускорение.Компания Honda сразу же предложила две разновидности VTEC, устанавливавшихся на 1,6-литровый двигатель. В первой, с одним верхним распредвалом, изменялось только газораспределение восьми впускных клапанов. Мотор с таким VTEC развивал максимальную мощность 126 л.с. при 6500 об/мин и достигал пика крутящего момента 144 Нм при 5200 об/мин, причем на 90% максимального крутящего момента этот двигатель выходил уже при 1800 об/мин. При том, что модели Civic 1,6VTEC требовалось для разгона до 100 км/ч менее 10 секунд, а ее «максималка» превышала 195 км/ч, средний расход топлива этим автомобилем составлял 7,7 л/100 км.Второй разновидностью VTEC оснащался двигатель с двумя верхними распредвалами (модификации Civic и CRX с этим мотором имели обозначение VTi). Здесь регулируемыми являлись ход и время открытия всех клапанов — и впускных, и выпускных. В результате максимальная мощность этого силового агрегата составляла 160 л.с. при 7600 об/мин, максимальный крутящий момент — 150 Нм при 7000 об/мин, 90% максимального крутящего момента достигались при 2100 об/мин. Вот параметры Honda CRX VTi: разгон до 100 км/ч за 8,2 с, максимальная скорость 220 км/ч, средний условный расход топлива 7,6 л/100 км.VTEC дважды модернизировался, и сегодня известно уже третье поколение этой системы, отличительная особенность которой от предшественниц состоит в том, что она различает не два скоростных режима, как прежде, а подбирает фазы газораспределения и величину открытия клапанов для трех режимов работы двигателя. Опять-таки в арсенале Honda имеется несколько разновидностей VTEC, например такая, где на низких оборотах один из двух впускных клапанов не открывается вовсе.VANOS, DOUBLE VANOS И VALVETRONICДвигатели Honda VTEC, как, кстати, и имеющие похожее устройство моторы MiVEC компании Mitsubishi, предлагают ступенчатое управление клапанами, а значит, далеко не оптимальное газораспределение. Если же регулировать газообмен в двигателе с помощью изменения угла расположения распредвала, то появляется возможность плавного управления работой мотора на всех скоростных и нагрузочных режимах. Ставку на такие системы сделала компания BMW.Для баварского концерна «сдвиг по фазе» начался в 1993 году, когда под капотом BMW 3-й серии появилась рядная «шестерка» объемом 3 л мощностью 193 л.с. В этом двигателе работой газораспределительного механизма управляла система VANOS, поворачивавшая распредвал впускных клапанов на определенный угол относительно начального положения и изменявшая тем самым моменты открытия и закрытия этих клапанов в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки на двигатель. Крутящий момент этого мотора достигал максимума в 280 Нм при 3950 об/мин, при этом 90% крутящего момента поддерживались в диапазоне от 2200 до 5400 об/мин. Но главное, двигатель с системой VANOS отличался не только характерным для BMW горячим норовом, но и умеренным аппетитом на топливо. В среднем 8,5 л бензина на 100 км пробега — достойный показатель, если учесть массу автомобиля, объем и мощность двигателя.Для модели BMW M3 была разработана более сложная разновидность системы, получившая название Double VANOS. Здесь возможность поворачиваться приобрел не только распредвал, управляющий впускными клапанами, но и распредвал выпускных клапанов, причем если угол поворота первого составлял 62 градуса, то второй мог поворачиваться на 40 градусов, а по времени процесс, при котором распредвалы занимали наиболее выгодное положение, растягивался не более чем на четверть секунды. Опять-таки впечатляла экономичность, обеспечивавшаяся системой управления фазами газораспределения. 3,2-литровый двигатель BMW M3 Double VANOS вырабатывал максимальную мощность 321 л.с., но его средний расход топлива не превышал 8,8 л/100 км.Однако, несмотря на то, что система Double VANOS способна с большим приближением к идеалу обеспечивать эффективное газораспределение на многих режимах работы двигателя, ее потенциал также ограничен. В частности, на режимах малых нагрузок и низких оборотов коленчатого вала количество воздуха, попадающего в цилиндры, определяет положение дроссельной заслонки. И чем больше эта заслонка прикрыта, тем меньше возможностей остается у Double VANOS воздействовать на работу двигателя.Чтобы исключить негативное влияние дроссельной заслонки, конструкторы BMW разработали систему Valvetronic, которая управляет не фазами газораспределения, а высотой подъема впускных клапанов. Механическая часть Valvetronic состоит из дополнительного поворачивающегося вала в головке цилиндров, который способен ограничивать ход клапанов, выбирая высоту их подъема в зависимости от режима работы двигателя. Любопытно, что система Valvetronic превращает дроссельную заслонку в совершенно ненужный элемент. Если компания BMW еще сохранила эту деталь на своих двигателях, оснащенных Valvetronic, то только для страховки на случай отказа системы управления ходом клапанов. Одна беда: и Valvetronic, и Double VANOS — дорогое удовольствие. Стоимость этих систем составляет десятую часть от стоимости всего двигателя.НО ЧТО В ПЕРСПЕКТИВЕ?
Специалисты сходятся во мнении, что совместно работающие в одном моторе системы Double VANOS и Valvetronic — это практически предел усовершенствования традиционного распредвального газораспределения. Дальнейшее увеличение эффективности газообмена в двигателе вряд ли возможно, если… Если только не поставить окончательный крест на распредвале и не отправить его за ненадобностью в музей автомобильной истории. Но что можно предложить взамен? А уже предложили — та же компания BMW проводит испытания двигателей с электромагнитным приводом клапанов. При таком способе управления открывают клапана не кулачки, а индивидуальные для каждого клапана электромагниты. Причем эти электромагниты поднимают клапана на точно заданную процессором высоту всего за какие-нибудь тысячные доли секунды, а затем быстро, но без ударов, вызывающих появление микротрещин и износ фаски клапана и его седла в головке цилиндров обычного двигателя, опускают их на место. Плюс появляются перспективы для экономии топлива на режимах частичных нагрузок путем полного отключения некоторых цилиндров, превращая мотор из, например, 8-цилиндрового в 6- или 4-цилиндровый. Или проводить аналогичные операции с клапанами, и тогда 16-клапанный двигатель получит возможность при необходимости становиться 12- или даже 8-клапанным. Такие перспективы сулят многое, и мимо них инженеры уж точно не пройдут.
www.drive2.ru
