Дыхание мотора

Однажды созданный и поставленный в массовое производство двигатель внутреннего сгорания уже более 100 лет является основой мобильности каждого из нас и мировой транспортной системы в целом. Он приводит в движение огромные океанские лайнеры и миниатюрные скутеры. Он позволяет генерировать энергию, и при этом, не изменившись в главных принципах своей конструкции, он оказался полностью переработан «идеологически». Если исходной задачей инженеров было создание оптимальной характеристики по мощности и крутящему моменту под каждое назначение ДВС, то 21 век выдвинул новые требования – экологичность и эффективность. Требования противоречивые и жесткие, прописанные весьма подробно в стандартах европротоколов от первой до шестой их генерации.

Новые требования к ДВС существенно повлия­ли на сложность и комплексность его устройства, а равно на природу неисправностей, их диагностику и устранение. Еще 20-30 лет назад значительная доля ремонтов была «механической», именно поэтому и конечные клиенты, и профессионалы ремонтной отрасли в спектре продуктов концерна KSPG сразу называют бренд KS. Однако сегодня куда чаще приходится иметь дело с пробелами, которые условно можно назвать «инфраструктурными», связанными с усложнением конструкции, алгоритмов управления и взаимодействием систем и модулей автомобиля. И тут самое время запомнить на будущее бренд Pierburg: число производимых под этой маркой деталей и узлов, их роль за минувшие годы выросла в разы. Спикер семинара смог доказать это совершенно однозначно.

Программа Pierburg включает широкую номенклатуру. Перечислим лишь основные группы: управляющие клапаны; модули и детали системы вторичного воздуха; насосы систем рециркуляции, вакуумные и топливные насосы; помпы механические, электрические и гибридные; элементы системы впуска и модули впуска в сборе; дроссельные заслонки, лямбда-зонд и т. д.

Pierburg, благодаря такой производственной программе в сочетании с ОЕМ-позициями концерна и инвестициями в инновации, оказался тем брендом, который очень полно и отчетливо иллюстрирует новую идеологию ДВС и ее практическое «переложение» в знания и навыки диагностов и мастеров-ремонтников. Повторимся: если прежде механические дефекты составляли основу проблем клиента и львиную долю поводов к обращению на СТО из-за моторной группы, то сейчас основа любых проблем в иной плоскости. И семинар дал возможность буквально по группам продуктов, по системам, разобрать эти новые проблемы, ловко маскирующиеся под «хорошо знакомые старые».

Противоречие современных требований по совмещению эффективности и экологичности ДВС решается в значительной мере внедрением системы рециркуляции отработавших газов. Первый массовый опыт установки клапана EGR, позволяющего перенаправить часть отработавших газов (ОГ) снова во впускной коллектор, относится к 90-м годам прошлого века и моделям – современникам Golf II. Идея состояла в том, чтобы контролируемо снизить температуру в камере сгорания до того порогового значения, когда крайне вредные оксиды азота возникают в умеренных количествах. Ведь, как известно, их доля резко возрастает при режимах «горячее» – 600 градусов Цельсия. Казалось бы, добавление раскаленных ОГ в холодную топливо-воздушную смесь на впуске – решение спорное, однако на первом этапе реализации системы EGR оно показало себя неплохо. Практически лишенные кислорода ОГ заполняли часть объема камеры сгорания и, значит, регулировали токсичность выхлопа.

Постепенно система EGR развивалась, совершенствовались алгоритмы ее работы, дозировка ОГ во впускном коллекторе, и режимы подачи становились умнее, точнее.

Компромисс между потребностью в мощности и экологичностью сейчас устанавливается для каждого режима свой:

• на холостом ходу на впуск перенаправляется до 20% ОГ, потребляемая мощность минимальна, токсичность умеренная, стабильность по оборотам достаточная;
• при ускорении, тем более резком, подача ОГ на впуск практически прекращается, это позволяет мотору реализовать весь свой потенциал, краткосрочно убирая на второй план тему токсичности выхлопа;
• при достижении стабильного режима движения, в зависимости от нагрузки, до 65% ОГ может возвращаться во впускной коллектор, тем самым делая экологию приоритетом №1 на большинстве режимов движения.
• Информацию для выбора режима и управления системой EGR дает в первую очередь датчик массового расхода воздуха (ДМРВ).

Вся система, от первых ее поколений и до современных новейших, в ОЕМ-компетенции бренда Pierburg. И потому подробная информация может быть получена на сайте ms-motorservice.com/ru в разделе технической поддержки, где есть и брошюры, и схемы работы систем, и информация по обновлениям на то или иное поколение (модельную группу). Здесь лишь отметим кратко две особенности этой системы для ремонтника.

1) Еще в 90-е годы прошлого века возник «гаражный» способ ремонта системы EGR. При засорении каналов или отказе в работе клапана, зависании его в промежуточном положении, наблюдались проблемы с холодным пуском и потеря мощности, провалы на переходных режимах. Те же симптомы могли генерироваться иными дефектами, но умельцы их привыкли компенсировать дешево и просто: блокируя перепускную магистраль металлической пластиной и фактически ликвидируя саму систему EGR. Экология – не самое гаражное слово, не так ли? При этом возникала еще одна неустранимая (если не считать временного решения – сброса кодов ошибок) проблема: ДМРВ постоянно выдавал сообщение «слишком высокий расход»… что позволяло многим СТО и гаражам успешно «приговорить» датчик к замене – само собой, не устраняющей причин, приведших к визиту клиента в сервис.

2) Выявив проблему в системе, более компетентные мастера меняли клапан EGR и тоже не получали ожидаемого эффекта: скопившийся в каналах шлам не очищался, что быстро сводило пользу ремонта к нулю.

Современная система стала сложнее, и тут уже ремонт по методу проб и ошибок не срабатывает: модуль включает собственный жидкостный (на прежнем поколении – воздушный) радиатор охлаждения ОГ, что значительно улучшает наполнение камеры сгорания и качество смеси. В то же время цена вопроса при диагностике и ремонте возрастает многократно: радиатор и сам блок достаточно дорогие, а время их монтажа/демонтажа велико.

Уже с версии нормативов «Евро-2» система EGR мониторится бортовой диагностикой. Однако, как отмечено выше, код ошибки не дает зачастую прямого ответа о виновнике неисправности. Версии протокола «Евро-5» и выше по токсичности недостижимы без применения систем EGR c радиаторами охлаждения ОГ.

Еще один современный парадокс ДВС – сочетание несочетаемого, компактности и высокой мощности – привел к системной переработке впускного тракта. Модули с вихревыми клапанами, позволяющими совершенно по-разному организовывать геометрию воздушного потока, стали по сути обязательными, особенно на даунсайзинговых моторах малого литража. В режиме полной мощности смесь вбрасывает­ся в цилиндр максимальным потоком, при переходных режимах – подается, закручи­ваясь по спирали, оптимально для формирования фронта пламени в камере сгорания. И снова все это в теории звучит превосходно, а в практике ремонта означает полную смену идеологии: впускные модули подлежат замене комплектом, восстановление поврежденных элементов не допускается. Открытие вихревого клапана контролируется электроникой, и система настраивается на конкретный клапан один раз, запоминает его – и не способна адекватно работать при замене любых деталей…

Пожалуй, в программе Pierburg именно эта продуктовая линейка не подпадает под какие-то рассуждения о компромиссах современного ДВС. Классические механические насосы очень давно в программе бренда, и тут инженеры прекрасно знают и их достоинства – простота, съем мощности с вала без нагрузки на систему электропитания. Недостатков куда больше, но, пока не возникли электрические помпы с интеллектуальными системами управления режимами работы, об этом не имело смысла говорить. Однако современная «умная» помпа бескомпромиссно хороша:

• полная свобода по точке монтажа, ведь она не привязана к валу;
• почти пятикратный рост эффективности, электрическая помпа последних поколений мощностью 200 Вт дает ту же пиковую прои­зводительность, что водяная, «снимающая» с вала 1 кВт;
• независимость производительности от оборотов вала и режима работы ДВС. Это, очевидно, спасает мотор от перегрева в пробках, и это еще важнее при резком торможении с режима полного газа и до остановки, когда ДВС впрямую грозит тепловой удар;
• ресурс. Да, у электропомпы он выше, и здесь нет привычных проблемных зон: уплотнений на валу, грозящих течью, износа шестерен.
• наконец, возможность установить несколько помп для разных подсистем автомобиля и тем повысить общую надежность охлаждения.

Перечислять умные и зачастую компромиссные решения в современном ДВС, обсуждать гибридные схемы привода и приводить примеры из ассортиментной линейки Pierburg, можно еще долго, и это действительно интересная «экскурсия» по ДВС в его новой идеологии, будь то дизель или бензиновый мотор. Тем более, повторимся, полную техподдержку по любой системе можно скачать или запросить на сайте концерна. Но в заключение хочется отметить вот какой тренд нового времени. Системы стали дорогими, они используют специфические материалы и напичканы электроникой, они меняются зачастую целиком, блоками и модулями. Поэтому работа с продуктами самого загадочно-безродного происхождения тут особенно опасна: внешний вид помпы или клапана EGR может быть просто превосходным, но оценить на СТО реальное качество детали, узла – невозможно. Поэтому выбор поставщика и своевременное получение всех технических апдейтов по технологии монтажа/демонтажа, совместимости и диагностике – это та грань, которая отделяет гаражного умельца прошлого века от мехатроника – специалиста 21 века, сочетающего знания механика и навыки диагноста как минимум.

Не зря, организуя семинар, MS Motorservice International GmbH пригласил партнером компанию TEXA. И основной темой выступления тренера от этого эксперта в системной диагностике стали именно решения для мастеров по ремонту, кому вроде бы и не надо владеть инструментарием диагноста, но приходится.

Алексей Духовный, компания TEXA:

– Связь моторного ремонта и диагностики стала сегодня тесной, как никогда прежде. Практически любая работа под капотом, разве что пока кроме замены деталей ЦПГ, не обходится без подключения сканера. Даже, казалось бы, простейшая работа по замене дроссельной заслонки, требует последующей активации адаптации. Поэтому, рассказывая о блоках, датчиках и деталях, уже невозможно оставлять без внимания тему диагностики. И тут у TEXA есть свое современное решение, проработанное специально для СТО, где нет штатных диагностов. Я говорю о широком спектре работ и видов бизнеса – от шинного или кузовного центра и до «быстрого сервиса». Фактически при любом вмешательстве требуется прибор. И мы постарались создать комплекс диагностики, адаптированный для механиков, не специализирующихся в этой теме. Мы ограничили для таких специалистов возможности вмешательства в системы безопасным минимумом: мы позволяем прописывать в системе узлы и модули, активировать системы, но не проникать глубже, не создавать рисков для работы управляющих систем со стороны непрофессионала в системной диагностике.