Нужно отметить, что все работы по ГРМ на этом двигателе очень дороги, а звезда балансирного вала меняется только вместе с самим валом, что требует снятия двигателя. Стоимость работ и материалов составляет не меньше 200 тысяч рублей. Ну а цена впускного коллектора в 60 тысяч рублей на фоне этого может считаться просто мелочью, тем более что «гаражный сервис» заслонки просто удаляет и без видимого вреда для мотора.
Еще одна проблема проявилась именно с поршневой группой этого двигателя: задиры цилиндров и связанный с ними высокий расход масла стали проявляться при совершенно смешных по мерседесовским меркам пробегам, порядка 80-100 тысяч километров, причем для моторов после 2007 года эта сложность могла вылезти раньше, чем заканчивался ресурс ГРМ.
Как следствие всех этих особенностей выросла стоимость эксплуатации и число отказов, в том числе требующих замены блока цилиндров или гильзовки. Но в общем-то и проблемы «предка» в лице М112 никуда не делись: слабые уплотнения, система вентиляции, теплообменник все также протекает и катализаторы умирают быстро. Правда, такой мотор масла практически не расходует, в отличие от предшественников, для которых пол-литра или литр на 15 тысяч километров пробега был в общем-то нормой, которая еще не говорила о начинающихся проблемах. Самое время взглянуть внимательнее, чем еще отличаются моторы и что может влиять на ресурс поршневой группы. И причем тут вообще алюсил.
Самое очевидное, что сказывается на условиях работы поршневых колец и сальников клапанов, – это изменение рабочей температуры. 87 градусов против 100 кажется не такой уж значительной прибавкой, но надо учесть еще и режим работы вентиляторов. Вискомуфта на М112 обеспечивает резкое снижение температуры сразу после открытия термостата при исправной работе и при заклинивании, а электровентиляторы на М272 срабатывают только при 107 градусах, даже если термостат открылся раньше. Побочным эффектом управляемого термостата является и резкое повышение вероятности детонации при ускорениях после пробок – мотор не успевает остыть быстро даже при снижении порога термостатирования под нагрузкой. А детонация для алюсилового мотора легко разрушает легкий слой поверхностного упрочнения.
Поршни, на первый взгляд, разнятся мало: почти одинаковая компрессионная высота, высота самого поршня различается меньше чем на 3 мм, но вот жаровой пояс у новых моторов М272 составляет всего 5 мм против 7,5 мм у М112. При прочих факторах это означает заметно худшие условия работы поршневых колец: они находятся в гораздо более горячей зоне. А еще маслофорсунки на моторе М272 имеют меньший расход масла, что явно не лучшим образом сказывается и на температуре поршня и, опять же, на условиях работы поршневых колец.
И снова отличия вроде бы невелики, но в сочетании с большим количеством частиц износа в картере мотора из-за износа ГРМ, вероятностью разгерметизации впускного коллектора или отрыва его заслонок, более быстрым износом сальников клапанов из-за повышенной температуры, ресурс поршневой группы сокращается в два-три раза, а число отказов и вовсе в несколько раз.
Использование алюминия вместо стали позволило снизить вес двигателя на 40–50 % по сравнению с традиционными двигателями аналогичной мощности. В снаряженном состоянии он будет весить не менее 200 кг, тогда как вес предшественника, двигателя М-14П, – не менее 250 кг.
При этом мощность нового двигателя выросла на 40 лошадиных сил – до 400 лошадиных сил, а расход топлива снизился примерно на 15 %.
Алюминий уже применялся в авиационных и автомобильных двигателях, но детали, работающие под высокой нагрузкой, до сих пор изготавливаются из стали. Ученым удалось заменить их на алюминиевые с помощью особой технологии плазменно-электролитического оксидирования (ПЭО), созданной в Институте неорганической химии СО РАН.
Новый двигатель планируется устанавливать на самолеты ЯК-52, которые используются как учебно-тренировочные самолеты в школах ДОСААФ, а также как частные и коммерческие самолеты.
Наземные испытания двигателя успешно прошли на аэродроме Мочище под Новосибирском 19 января 2018 г. Теперь создатели будут проводить испытания заявленного ресурса двигателя, который не меньше, чем у моторов из стали, – 2 000 часов. После этого двигатель будет установлен на самолет Як-52, и начнутся его летные испытания.
Двигатель будет использовать обычный автомобильный бензин АИ-95. Также на него будет устанавливаться автономная система подогрева. Предполагается, что в серийном производстве двигатель будет вдвое дешевле современных аналогов.
topwar.ru
В Интернете популярны рассуждения о том, что нынешние машины — «одноразовые», поездить лет пять и выкинуть. Часто в пример приводят популярный Hyundai Solaris и его «алюминиевый» мотор. Правда ли, что современные двигатели не поддаются «капиталке»?
«Чугунное» прошлое…
Те, кто имел опыт езды на «Жигулях», хорошо знакомы с термином «капиталка». Ее смысл в том, чтобы сохранить один из самых дорогостоящих элементов мотора — блок цилиндров.
Под капитальным ремонтом мотора с советских времен понимают восстановление изношенных цилиндров путем их расточки до ремонтного размера (либо замену гильз). После этого устанавливаются поршни соответствующего ремонтного размера — такие запчасти делаются вполне официально самим производителем. Некоторые двигатели имели по 4−5 ремонтных размеров, то есть поддавались многократному омоложению.
Раньше самым популярным материалом для блока цилиндров был чугун: материал тяжелый, но достаточно твердый и хорошо поддающийся той самой расточке. Проблемы начались, когда производители начали массово переходить на алюминиевые блоки цилиндров ради снижения массы.
… и «алюминиевое» настоящее
Алюминий гораздо менее износостойкий, к тому же алюминиевые поршни при трении по алюминиевому блоку могут «схватываться» — пластичный материал как бы «намазывается» на трущуюся поверхность. Потому инженеры стараются исключить трение алюминиевого сплава по ему подобному.
Помимо покрытия поршней почти всегда поверхность цилиндра алюминиевого блока каким-то образом изолируется от поршня. Например, за счет «мокрой» чугунной гильзы: такая гильза вставляется в блок и омывается снаружи охлаждающей жидкостью, отсюда и название. Конструкция с «мокрыми» гильзами достаточно ремонтопригодна, поскольку блок можно разгильзовать и поменять изношенные гильзы и поршни. Однако есть у такой схемы и недостатки, например, меньшая жесткость блока и худшие вибро-акустические характеристики (для современных моторов они важны).
Поэтому чаще всего новые двигатели с алюминиевыми блоками имеют тонкостенные покрытия или вставки, которые изолируют поршень от алюминиевой «мякоти». На спортивных авто, вроде Porsche 911 и некоторых BMW, например, используется покрытие «Никасиль», обладающее очень высокой твердостью и износостойкостью, но дорогое и неремонтопригодное.
Силумал — это технология, при которой кремнистый алюминиевый сплав травят по поверхности цилиндров специальной «химией», за счет чего получается тонкий слой с высоким содержанием кремния. Такие цилиндры можно расточить, но не «в лоб», как чугунные, а с соблюдением определенной технологии, которая восстановит слой нужной твердости на поверхности цилиндров.
Hyundai преткновения
Если вернуться к Hyundai Solaris и его двигателю Gamma (1,4 и 1,6 л), то в нем алюминиевый сплав защищен от «прогрызания» поршнем тонкостенной «сухой» чугунной гильзой. Такая схема довольно популярна сегодня, в частности, ее использует концерн Volkswagen в новом поколении турбодвигателей TSI (EA211). Гильза, кстати, не вставляется в блоки цилиндров, а буквально вплавляется в него: жидкий алюминий заливает форму с установленными гильзами, наружная поверхность которых обычно сделана неровной для лучшего контакта.
Двигатели с «сухими» тонкостенными гильзами часто не поддаются капитальному ремонту: производитель не предусмотрел такой технологии, а в продаже нет и поршней ремонтных размеров. Другими словами, если износ цилиндро-поршневой группы достиг критического, предлагается попросту заменить блок цилиндров. А это весьма дорогостоящая операция, которая в случае с подержанной машиной может обойтись этак в треть цены самого автомобиля, а иногда и больше.
Касательно Solaris, масла в огонь подливает циркулирующая по интернету информация о плановом ресурсе мотора в 180 тысяч километров. Мы не нашли объективных данных, подтверждающих или опровергающих этот тезис, и, скорее всего, реальный ресурс слишком зависит от условий эксплуатации, чтобы выводить точную цифру. Однако для второго-третьего владельца Solaris подобная «одноразовость» мотора является фактором риска.
На деле, вопрос ремонтопригодности алюминиевых блоков вызывает огромное количество споров. Бывает, что заводская технология капитального ремонта отсутствует, однако умельцы берутся отреставрировать мотор, в том числе с использованием собственных ноу-хау. Скажем, моторы Skoda семейства BBZ формально неремонтопригодны, но некоторые мастера готовы оживить их. Насколько это оправдано и долговечно — зависит от конкретного умельца. Но факт в том, что заводских методик капитального ремонта двигателей с алюминиевыми блоками в самом деле нет, и это осложняет жизнь владельцам машин в возрасте.
Теория заговора
Почему производители не думают о втором-третьем хозяине машины? Почему намеренно снижают ее стоимость на вторичном рынке? Есть поклонники теории заговора, будто делается это специально для стимулирования покупки новых автомобилей. И, наверное, эта теория далеко не беспочвенна: «вечных» машин, как Volvo P40, Mercedes-Benz W124 или Peugeot 504 сегодня не делает, наверное, никто.
В то же время, очень часто прогрессивные решения несут на себя печать непрактичности. Ремонтопригодные узлы зачастую тяжелы и не так эффективны, поэтому производители все больше уходят в область инженерной «финифти» в ущерб простоте, надежности и долговечности конструкции.
К счастью, для первых владельцев автомобилей все не так критично. А вот тем, кто покупает машину с пробегом, стоит иметь в виду подобные особенности современных авто.
Фото: Станислав Красильников/ ТАСС
svpressa.ru
Первый в мире алюминиевый авиадвигатель создали в Новосибирском техническом университете. Даже те части, которые подвергаются самым высоким нагрузкам, изготовлены из алюминия. В итоге новый двигатель стал легче своего предшественника на 50 килограммов.
Наземные испытания двигателя успешно прошли на аэродроме Мочище под Новосибирском 19 января 2018 г.
©Видео с youtube.com/ https://www.youtube.com/embed/MASNTWEmv2A
Двигатель разрабатывает созданная выпускниками НГТУ компания «ЗК-Мотор». Разработчик двигателя — профессор кафедры самолето- и вертолетостроения факультета летательных аппаратов НГТУ Илья Зверков, коллектив разработчиков составляют аспиранты и магистранты НГТУ.
Работа над двигателем велась четыре года — столько времени понадобилось от зарождения идеи до запуска агрегата команде из пяти инженеров.
Новый двигатель будет устанавливаться на двухместные самолеты ЯК-52, старые двигатели которых либо уже выработали свой ресурс, либо находятся на грани выработки. Сейчас в России эксплуатируется несколько сотен самолетов ЯК-52, они используются как учебно-тренировочные самолеты в школах ДОСААФ, а также как частные и коммерческие самолеты.
Наземные испытания двигателя успешно прошли на аэродроме Мочище под Новосибирском 19 января 2018 г.
Теперь создатели будут проводить испытания заявленного ресурса двигателя, который не меньше, чем у моторов из стали, — 2 000 часов. После этого двигатель будет установлен на самолет Як-52, и начнутся его летные испытания. По словам разработчиков, двигатель будет использовать обычный автомобильный бензин АИ-95. Также на него будет устанавливаться автономная система подогрева. Предполагается, что в серийном производстве двигатель будет вдвое дешевле современных аналогов.
Алюминий уже применялся в авиационных и автомобильных двигателях, но детали, работающие под высокой нагрузкой, до сих пор изготавливаются из стали. Ученым опорного университета Новосибирской области удалось заменить их на алюминиевые с помощью особой технологии плазменно-электролитического оксидирования (ПЭО), созданной в Институте неорганической химии СО РАН.
sdelanounas.ru
Производить алюминиевые блоки ДВС без чугунных гильз — выгодное дело. Такой мотор легче, а теплопроводность алюминия лучше по сравнению с чугуном. К тому же, головка блока и сами поршни также изготовляются из «летучего металла», а значит, нет проблем с разностью коэффициентов теплового расширения. Проблема, по сути одна — алюминиевым цилиндрам необходимо прочное покрытие. Об этом и поговорим.
Nikasil
Именно это покрытие первым получило массовое применение. А компания Mahle, которая стала использовать этот способ производства моторов без чугунных гильз, вписала свое имя в историю. Впрочем, была и другая «контора» под названием Kolbenschmidt, но она поначалу осталась в тени конкурента.
Первоначально никасиловое покрытие считалось панацей для роторных силовых агрегатов, а пик его популярности пришелся на 90-е годы прошлого столетия. Но, например, в Формуле-1 и в мотоциклетных двигателях (яркий тому пример — Suzuki Hayabusa) это покрытие до сих пор актуально.
В принципе, более прочного и надежного вещества для цилиндров так и не изобрели. Никасиловое покрытие твердое и в тоже время вязкое. Оно не трескается и вполне пригодно для проведения ремонта — его структура «не против» небольшой расточки при необходимости. Но надобность в этом возникает в крайне редких ситуациях.
Читайте также
Как авто штурмовали рекорды скоростей
Англичане готовятся превзойти рубеж в 1609 км/ч
Казалось бы, идеальное решение найдено, но все не так просто. Едва никасил пошел «в массы», выяснилось, что при всех плюсах у покрытия есть и серьезный недостаток — боязнь сернистых соединений. Это и подвело эту технологию в Северной Америке.
Дело в том, что как раз в те годы в США и Канаде был в ходу «вредный» для никасила бензин. Поэтому покрытие чрезвычайно быстро «умирало», что, понятно, вызывало негодование со стороны автовладельцев.
В наши дни сернистого бензина днем с огнем не сыщешь, однако никасиловое покрытие из обращения изъяли. Почему?
А потому что оно все-таки слишком хорошее и долговечное, а значит — дорогое. Процесс производства весьма сложен, и требует особого гальванического нанесения, а также нуждается в механической обработке. Но главная причина — в сверхнадежности: она сегодня автопроизводителям банально не нужна.
Alusil
После «заката» никасила у той самой «теневой» фирмы Kolbenschmidt появился шанс на реванш. Именно она откопала в закромах старинную технологию алюсилового покрытия для блоков цилиндров: метод Alusil был запатентован еще в 1927 году фирмой Schweizer & Fehrenbach, но особого признания тогда не снискал, и поэтому был отправлен на полку.
Продвижению алюсила «в народ» сильно поспособствовало то, что фирма Kolbenschmidt в те годы относилась к Audi Group. Специалисты «Ауди» быстро взяли быка за рога, и внедрили технологию Alusil в производство.
Смысл в том, что гильза, а при желании и весь блок цилиндров, производятся из сплава «летучего металла» с повышенным (не менее 17%) содержанием кремния в виде кристаллов. На выходе получается так называемый заэвтектический сплав. Он представляет собой кристаллический, твердый слой, с «запрятанным» внизу алюминием.
Такое покрытие не боится износа, а процесс производства проще (а главное, дешевле), нежели у никасилового покрытия. При этом алюсил в прочности и надежности ничем конкуренту не уступает. Да и благодаря «родственности» алюминиевых сплавов блока и поршня тепловые зазоры, опять же, можно свести до минимума.
Но и у алюсила хватает недостатков. Во-первых, сам слой покрытия получается тоньше, чем у того же никасила. Во-вторых, оно достаточно хрупкое. В-третьих, алюсил не выдерживает испытания перегревом и «атаки» каких-либо твердых частиц — даже банального нагара с колец.
Читайте также
Кроссовер или универсал 4Х4?
Проходимость, универсальность, управляемость: выбираем компромисс
В-четвертых, одной из особенностей процесса производства является то, что никто не сможет со стопроцентной уверенностью сказать, удастся ли избежать каверн или мест с неоднородным качеством покрытия. И хотя алюсил на сегодняшний день весьма распространен во «вселенной» алюминиевых силовых агрегатов, полностью одержать победу над банальными чугунными гильзами он так и не сумел.
Плазменное напыление
Даже такую экзотику можно обнаружить на современных двигателях. Плазменное напыление, например, встречается на силовых агрегатах от VW — на 2.5 TDI. Да-да, именно на тех самых двигателях, дурная слава о которых добралась даже до людей, которые о машинах ничего не знают в принципе.
Похожим методом лазерного нанесения кремния с применением химического травления пользуются и в баварском концерне. Причем не на каких-то редких — экспериментальных или особо элитных машинах, — а на новых моторах BMW «глобальной серии» B38−58.
Теоретически, плазменное напыление — это технология перспективная и прогрессивная, только вот пока до совершенства она доведена крайне условно. Так что связываться с ней точно не стоит.
svpressa.ru
06.02.2018 | Российская Газета
Если самолеты для «большой авиации» Россия пусть и мало, но выпускает, то спортивные и учебно-тренировочные машины сегодня закупаются по импорту. Главная причина - у нас нет собственных поршневых двигателей мощностью до 400 лошадиных сил. Решить проблему может разработанный конструкторами Новосибирского государственного технического университета (НГТУ) мотор. Более того, он вообще не имеет аналогов в мире. Дело в том, что полностью сделан из алюминия.
Но этот металл давно применяется широко для производства авиамоторов, скажет кто-то. Верно. Но алюминий не может похвалиться изностойкостью, а потому основные компоненты мотора, на которые приходятся высокие нагрузки, делают из тяжелой стали. Сибиряки нашли выход. Повысить прочность алюминия удалось с помощью технологии плазменно-электролитического оксидирования (ПЭО), разработанной в Институте неорганической химии СО РАН. Суть ее в том, что на алюминиевые детали воздействуют плазменными разрядами. В результате на поверхности металла образуется Корунд, имеющий высокие твердость и температуру плавления. Что и позволило произвести замену тяжелого металла на легкий. И получить солидный выигрыш по весу. У нового двигателя он составит около 200 килограммов, тогда как установленные в таких самолетах моторы М-14П как минимум на 50 килограммов тяжелее.
Это позволит взять на борт больше топлива, что даст солидную прибавку к дальности полета. Но это далеко не все плюсы разработки сибиряков. Их мотор по мощности превосходит лучшие из существующих двигателей на 40 лошадиных сил: 400 против 360, а расход топлива снижен на 15 процентов. Разработчики особо подчеркивают: их двигатель - это не «алюминиевая» копия существующих моторов, а абсолютно новая конструкция. Она разработана специально под технологию ПЭО.
- Этим двигателем можно снабдить не только Як-52, но и его модификации, а также другие самолеты этого класса. Например, Як-18Т, польскую «Вильгу», или Як-152, выпуск которого начнется в этом году на Иркутском заводе. Кстати, известно, что для Як-152 будет использован двигатель немецкого производства, в основном сделанный из стали, - рассказал «РГ» разработчик новинки, профессор НГТУ Илья Зверков. - Наш двигатель можно поставить и на небольшой вертолет, например Ка-26, или Ми-34. Много в стране и легких поршневых самолетов, которые нуждаются в замене двигателя.
Разработчики уверены, что их мотор будет дешевле зарубежных. Если там аналогичный по параметрам авиационный двигатель стоит 3-6 миллионов рублей, то сибирский при серийном производстве не должен превысить 2,5 миллиона. Первые испытания алюминиевый мотор прошел успешно, а до запуска в «серию» может пройти не менее трех лет.
- Путь до сертификации и серийного производства, если речь идет об авиации, длительный и непростой, - отмечает первый заместитель директора СибНИА имени Чаплыгина Владимир Драгочинский. - Но то, что двигатель подобного рода сегодня в России востребован - это однозначно, поскольку авиационных моторов в этом мощностном ряду, в этом классе наша страна в данный момент не выпускает. Соответственно, нет ни легких спортивных, ни учебно-тренировочных поршневых самолетов собственной российской разработки. Ощущается довольно серьезный их дефицит.
www.aluminas.ru
Алюминий с многообразием его сплавов - типичный лёгкий конструкционный материал, представляющий собой для многих деталей подлинную альтернативу железным материалам. При лишь трети удельного веса соответствующие алюминиевые сплавы достигают хороших прочностных показателей, так что при применении отливок из алюминия получается близкая к нужной прочность и существенное снижение веса. Дальнейшие преимущества - высокое качество поверхности с разнообразными возможностями её обработки, коррозионная устойчивость и высокая достижимая точность размеров при превосходной обрабатываемости со снятием стружки. В конечном счёте хорошие возможности замкнутого цикла способствуют экономичности изготовления.
Особенно у транспортных средств вес имеет большое влияние на расход горючего. Больше веса означает дополнительно разгоняемую массу, а также большее сопротивление качению и на подъёмах. Таким образом, Бестранспортного средства имеет первостепенное значение при почти всех состояниях езды с потреблением горючего. Кроме того, большее потребление горючего означает больший выброс вредных веществ. На фоне того, что ресурсов становится всё меньше, а цены на горючее растут, снижение веса транспортных средств становится всё важнее.
Для конструкторов двигателей было всегда особой проблемой, наряду с головками блока цилиндров и поршнями, также и блок цилиндров изготавливать из алюминия, как наиболее тяжёлую часть транспортного средства.
Здесь, при переходе от серого чугуна к алюминию, возможно снижение веса на 40-50%. Наряду со снижением веса, благодаря в три раза более высокому коэффициенту теплопроводности алюминия по сравнению с серым чугуном, намного проще управлять количеством тепла. Двигатель нагревается быстрее и равномернее. Поэтому экономия по весу не ограничивается только весом двигателя. Благодаря лучшей теплопроводности и излучению тепла блока цилиндров количество воды для охлаждения может быть также уменьшено.
Изображение 1 Аллюминивые блоки или из серого чугуна?
До середины 1990-х годов у дизельных двигателей едва был заметен отход от блока из серого чугуна, хотя больший из-за их принципа действия вес двигателя даёт здесь ещё большие преимущества, чем у бензинового двигателя. Значительно более высокие технические требования к блоку цилиндров, казалось, едва ли допускают отход от оправдавшего себя материала - серого чугуна. К тому же примеры применения, при которых дизельный двигатель мог быть лёгкой конструкцией, были, скорее, редкими. В течение всего нескольких лет произошла удивительная перемена. С момента начала серийного производства в начале 1990-х годов дизельный двигатель для легковых автомобилей с прямым впрыском и применением выхлопных газов для питания турбины пережил громадный подъём. Причина этого - достигнутая за это время высокая динамика езды при небольшом потреблении горючего. Дизельный двигатель с прямым впрыском изменился, таким образом из периферийного явления в современный привод для легковых автомобилей.
С распространением дизельного двигателя растёт также необходимость применить критерии лёгких конструкций, давно уже действующие для двигателей внутреннего сгорания. Поэтому дизельные двигатели с прямым впрыском для легковых автомобилей также оснащаются всё шире блоками цилиндров из алюминия
Применение алюминия в дизельных двигателях преставляет собой вначале определённые трудности. На основе определённых критериев (более высокие рабочие давления, более высокие механические и термические нагрузки) необходимы более или менее специфические решения проблем. Там, где алюминий не имеет, по сравнению с обычно применяемым серым чугуном никаких оптимальных свойств, это может компенсироваться конструктивными вариантами. С другой стороны, алюминиевый блок цилиндров имеет следующие преимущества: наряду с малым удельным весом, также высокий удельный модуль упругости и очень хорошую теплопроводность, одновременно обеспечивающую значительную разгрузку термически сильно нагруженных зон блока цилиндров.
;
focusello.ru
