Двигатель будущего: шаг за шагом

Технологии находятся в постоянном развитии, однако показать «дорожную карту» перемен и оценить их профессионально может лишь компания, прямо вовлеченная в эту работу. Federal Mogul – партнер ведущих мировых автопроизводителей – относится к числу тех немногих, кто владеет пониманием самых новых трендов и технологий.

4 июля компания Federal Mogul провела День инноваций в городе Буршед, Германия, куда был приглашен и представитель ИД «Автомобильное время». Темой дня стали современные технологии, а особым акцентом при подаче информации – влияние этих технологий на сокращение вредных выбросов, рост эффективности ДВС и создание условий для долгой и работы мотора. В рамках сессии докладов инженеры концерна рассказали о инновациях в сфере проектирования поршней, вкладышей, подшипников, поршневых колец, седел клапанов и иных узлов и деталей мотора.

Общей для докладов была оценка главного тренда развития двигателестроения: это даунсайзинг, то есть повышение удельной мощности, снимаемой с двигателя при сокращении массы агрегата, потребления топлива, числа цилиндров (да, трехцилиндровый мотор объемом чуть более литра – это весьма массовый проект, более перспективный, чем классический и привычный сегодня 4-х цилиндровый двигатель).

Двигатель будущего – энергонагруженный, компактный. Для бензиновой версии характерно высокое давление впрыска; для дизеля - очень высокое, до 220 бар, в системе Common-Rail. Такое положение не допускает компромиссов по качеству для деталей и их надежности. Кроме того, весьма проблемной становится сама замена оригинальных деталей на иные, поскольку «технологии-невидимки» для конечного клиента остаются тайной и даже мастер СТО не может их опознать и оценить иначе, чем по принадлежности к бренду производителя.

Так, в области поршневых колец важнейшими составляющими современного продукта являются профиль кромки кольца – а это микропрофиль, для глаза невидимый. И покрытия поверхности, позволяющие сочетать вроде бы несочетаемое – минимальное трение и надежный «барьер» от прорыва газов из камеры сгорания, низкий расход масла.

Для компрессионных колец стали реальны нано-технологии, для наиболее нагруженных моторов предлагаются продукты многослойные PVD (Physical Vapor Deposition) покрытия, где каждый слой имеет толщину порядка 60 нанометров при общей толщине покрытия в 50 и более микрон. Эти кольца уже в серии, а перспективной для следующего поколения дизеля станут иного типа покрытия, где полимерная «сеть» удерживает микрочастицы технических алмазов, создавая слой высочайшей прочности, к тому же способный надежно исключить повреждение зеркала цилиндра или перенос материала при перегреве.

Поршень в свою очередь тоже меняется. Снижение веса сопровождается внедрением в конструкцию усилителей в зоне установки колец и полой кольцевой галереи под всей поверхностью поршня – для наилучшего охлаждения. Еще недавно подобная технология была актуальная для дизеля, сейчас она активно «мигрирует» и на бензиновые моторы.

Для дизеля новым шагом в будущее станет стальной поршень, способный работать в невозможных, запредельных прежде температурных режимах. Сейчас эта технология проходит стадию тестов и пока срок серийного выпуска не назван.

Меняется и система зажигания. Классический вид свечи уходит в прошлое, следующее поколение будет тоньше – нормой станут 12 и 10 мм вместо принятых сегодня 14 мм, длина резьбовой части вырастет за счет изменения геометрии головки блока, нуждающейся в более активном отводе тепла. Привычная белая керамика изолятора, возможно. Тоже станет иной – почти прозрачной, способной противостоять пробою изолятора куда эффективнее. А затем обычная свеча исчезнет… целиком. Конечно, это шутка – но вполне правдивая.

В рассмотрении находятся плазменные, лазерные, СВЧ-системы воспламенения смеси.