ћосква +7 495 545 6936
E-mail: написать
YouTube Instagram
Ќаш опыт в двигател€х Ч с 1990 года!
—ѕ≈÷»јЋ»«»–ќ¬јЌЌџ… ћќ“ќ–Ќџ… ÷≈Ќ“–
јЅ-»нжиниринг
√Ћј¬Ќјя
–едко, но метко, или  онструктивные дефекты в современных моторах

јЋ≈ —јЌƒ– ’–”Ћ≈¬,
канд. техн. наук, директор, фирмы ЂјЅ-»нжинирингї
—≈–√≈…  ќ«џ–≈¬

ѕричиной неисправности двигател€ может стать что угодно: экстремальные услови€ эксплуатации, неправильное обслуживание мотора, бракованна€ деталь, в конце концов Ч обычный износ. ќдним словом, случаетс€ вс€кое.  уда хуже, когда поломка возникает из-за дефекта в конструкции, который был заложен еще на стадии проектировани€. Ѕывает подобное крайне редко, но все же встречаетс€.

“рудно поверить, что у серийно выпускаемого автомобил€, который расходитс€ по всему миру тиражом в сотни тыс€ч экземпл€ров, может быть конструктивный дефект. Ќо если все же такое возможно? ¬едь объ€вл€ют же производители об отзыве машин, и порой даже очень крупных партий. — другой стороны, зачастую причиной таких отзывов станов€тс€ не конструктивные дефекты, а так называемые технологические. ¬ таком случае причина чаще всего заключаетс€ в ошибке при процессе механической обработки или сборки. ћалейшее нарушение работы автоматической линии или робота на конвейере обычно приводит к таким последстви€м. Ќо все же, может ли быть у машины конструктивный дефект? “еоретически Ч да. Ќо в таком случае возникает вопрос: если у каких-то моделей автомобилей в конструкции он есть, то почему только некоторые из них ломаютс€, а не все подр€д?

¬ообще конструктивный дефект Ч вещь довольно редка€. ¬едь прежде чем кака€-то конкретна€ модель попадает на конвейер, она проходит р€д испытаний на надежность. Ќо порой даже целый комплекс таких Ђпроверок на выносливостьї не может воссоздать реальные услови€ эксплуатации. ѕричин мно- жество: пробки, погодные услови€, качество дорог не всегда поддаютс€ полному анализу при доводке конструкции. » в конце концов, за рулем машин оказываютс€ разные водители с абсолютно разной манерой и стилем вождени€. ќдни крут€т мотор до отсечки, другие пролетают по трамвайным пут€м на бешеной скорости, а третьи, наоборот, уж слишком берегут свои автомобили. ѕоэтому редко, но все же такое случаетс€, когда какие-то недостатки в конструкции машин не вы€вл€ютс€ в ходе испытаний, но дают о себе знать при эксплуатации. ƒругое дело, что пон€ть истинную причину их по€влени€ довольно непросто. ¬едь если конкретна€ модель имеет некий изъ€н, то сложно определить, вызвана она ошибкой при проектировании конструкции, или ошибка допущена во врем€ конкретной технологической операции.

 огда налицо признаки и технологического, и конструктивного брака, оба этих фактора накладываютс€ друг на друга, и отделить одно от другого трудно. “акие поломки относ€т к так называемым конструктивно-производственным. ¬прочем, чтобы было пон€тнее, лучше рассмотреть пример из жизни.

«аправились не тем!

ѕодобна€ неисправность была найдена у одного массового и бюджетного седана известного мирового производител€. ” определенной части владельцев таких машин иногда возникали проблемы при запуске холодного мотора. Ќесмотр€ на то что есть √ќ—“, по которому запуск с третьей попытки считаетс€ в пределах нормы, в случае с нашей моделью некоторым водител€м удавалось это сделать лишь с п€того, а то и с шестого раза. » не только в мороз. ѕри этом приходилось, как говоритс€, Ђпрокачиватьї педаль газа, что по отношению к современному автомобилю, оснащенному электронными системами управлени€, кроме как нонсенсом не назовешь. ќдин из таких владельцев, естественно, пожаловалс€ дилеру. √де сразу же получил тривиальный ответ: Ђмол, а чего вы хотите? “опливо-то некачественное заливаетеї.

Ќо неужто все седаны с такой проблемой заправл€лись некачественным топливом? ƒа и мотор у автомобил€ был абсолютно исправен, а сложности с пуском у него возникали лишь в определенные моменты. ѕоэтому решил наш герой идти до конца и обратилс€ в суд с иском о замене автомобил€ Ч на том основании, что дефект неустранимый и не позвол€ет нормальную эксплуатацию.

¬ итоге машина оказалась у экспертов, которые начали изучать двигатель и его состо€ние. ¬се же, на вс€кий случай, проверили топливо, но оно оказалось даже лучше того, что требуетс€ по √ќ—“у. “огда решили проверить исправность форсунок, но следов нарушени€ их работы не нашли, не обнаружили также никаких следов смол или гр€зи. ƒл€ пущей убедительности проверили производительность форсунок на стенде Ч результат исследований подтвердил, что они в норме. —вечи зажигани€ также оказались исправны. ј так как машина бодро ехала, никаких жалоб владельца на работу двигател€ после его запуска не было, бензонасос и топливный фильтр даже провер€ть не стали Ч было €сно, что проблема наверн€ка не там.

¬оздух!

 ак известно, дл€ пуска двигател€ необходимо подать в него воздух, добавить строго необходимое количество топлива и поджечь всю эту смесь искрой. ≈сли с топливом и искрой все в пор€дке, то проблему надо искать в воздухе.

ƒействительно, неисправность, вызванна€ неправильной подачей воздуха, могла быть причиной затруднительного холодного пуска Ч за это отвечает так называемый клапан холостого хода. Ќа современных машинах этот клапан имеет специальный миниатюрный электродвигатель дл€ привода запорной иглы, и его работа автоматизирована. ѕри повороте ключа зажигани€ блок управлени€ двигателем дает команду клапану, который перед запуском двигател€ открывает в дроссельном узле специальный воздушный канал, по которому воздух проходит мимо закрытой дроссельной заслонки. —ечение, открываемое клапаном дл€ прохода воздуха, строго регулируетс€ блоком управлени€ в зависимости от многих параметров, но прежде всего от температуры окружающей среды и температуры двигател€ Ч достаточно небольшой ошибки, воздуха пойдет чуть больше или меньше, и двигатель не заведетс€. ƒальше, при включении стартера, от блока управлени€ идет команда на подачу топлива и зажигание. Ќо так как топливна€ аппаратура и зажигание в нашей машине были исправны, после такого простейшего анализа сомнений почти не осталось Ч проблема именно в подаче воздуха.

Ћадно, открутили клапан холостого хода. ќн вроде бы исправен, но смутил его вид. ¬ месте контакта иглы с корпусом наблюдалась странна€ картина Ч с одной стороны была потертость, а с другой Ч довольно толстый слой нагара. „ем это могло быть вызвано, и нет ли здесь св€зи с плохим запуском?

„тобы ответить этот на вопрос, пришлось разбиратьс€, как работает клапан. —обственно, на нашей машине, как и у всех современных автомобилей, работа клапана холостого хода осуществл€етс€ с помощью алгоритма, заложенного в систему управлени€ двигателем.

ѕри этом в алгоритме есть интересный нюанс. ќбычно, когда глушитс€ мотор, отключаетс€ зажигание и подача топлива, клапан не мен€ет положени€ и остаетс€ открытым. ѕри последующем же включении зажигани€ клапану подаетс€ команда на закрытие (мало ли, в каком положении он осталс€ при последнем отключении), и следом же идет команда на открытие клапана на определенную величину, завис€щую от внешних условий, которые в данный момент требуютс€ дл€ нормального запуска двигател€.

”казанный алгоритм необходим дл€ того, чтобы блок управлени€ мог точно отсчитать подъем иглы клапана от закрытого положени€ строго на заданную величину, обеспечивающую точность дозировани€ воздуха, подаваемого в цилиндры в момент пуска. Ќо исследование документации на автомобиль показало, что на нашем автомобиле алгоритм работы клапана был слегка изменен. ¬еро€тно, дл€ облегчени€ запуска мотора и защиты окружающей среды разработчики-программисты решили добавить в него дополнительный пункт, согласно которому подача команды на закрытие клапана предусматривалась при отключении двигател€. “огда при запуске достаточно только открыть клапан на заданную величинуЕ

Ћогика разработчиков пон€тна Ч с одной стороны, при выключении двигател€ его впускна€ система полностью разобщаетс€ с окружающей средой (экологи€ же!), а с другой Ч врем€ с момента включени€ зажигани€ до момента запуска сокращено вдвое. ¬едь игле клапана при запуске нужно проделать только половину пути, поскольку друга€ половина (на закрытие) уже пройдена заранее при предшествующем выключении. „то тоже экологи€, без сомнени€. ѕроизводителю надо всеми силами обеспечивать соответствие автомобил€ самым строгим нормам токсичности, и здесь любые меры по уменьшению потерь топлива, будь то ограничение паров, испар€ющихс€ через приоткрытый клапан из впускного коллектора, или сокращение количества оборотов и времени, необходимых дл€ запуска, никогда не будут лишними.

ќднако именно к такому замечательному экологичному алгоритму у экспертов и возникла масса вопросов.

¬ два кликаЕ

„то же происходит с клапаном при работе по указанному алгоритму? „тобы разобратьс€, вспомним кое-что из физики.  ак известно, при работе двигател€ все его детали нагреваютс€. ј нагрев деталей всегда приводит к их термическому расширению, невидимому глазом, но вполне конкретному, легко рассчитываемому и измер€емому.

ѕри сопр€жении деталей из разнородных металлов конструкторы вынуждены про€вл€ть аккуратность Ч разница в термическом расширении двух контактирующих деталей может привести к значительному изменению зазоров в их сопр€жении, что в зависимости от конкретной конструкции может вызвать как уменьшение, так и увеличение зазора при изменении температуры.

ј что в нашем случае? —едло клапана, выпол- ненное в алюминиевом корпусе, при работе двигател€ нагреваетс€ и расшир€етс€ сильнее, чем стальна€ игла клапана.  роме того, рассто€ние в корпусе от места креплени€ клапана до седла также увеличиваетс€ больше, чем расшир€етс€ стальна€ игла. Ќо это при нагреве. ј при остывании выключенного двигател€ все происходит наоборот Ч алюминиевый корпус сжимаетс€ сильнее, чем стальна€ игла.

≈сли клапан не закрыт, игла висит Ђв воздухеї и не касаетс€ седла Ч проблем нет, поскольку нет самого сопр€жени€ деталей. “ак сделано в традиционной конструкции, когда клапан при выключении двигател€ не закрываетс€. “о есть, охлаждай детали или нагревай их, ничего не изменитс€ и на работу клапана не повли€ет. ј теперь представим, что происходит в нашей машине, где клапан закрываетс€ при выключении зажигани€. ќчевидно, чем ниже температура, тем сильнее сжимаетс€ седло, в котором сидит конус иглы. ѕомимо этого, сжимаетс€ весь корпус, еще крепче вдавлива€ иглу в седло. » чем ниже температура на улице, тем сильнее. ¬ итоге игла имеет все шансы вообще заклинить в седле и не выйти при запуске. “огда без Ђпрокачкиї газом двигатель не получит воздуха и не запуститс€.

¬озможно, этот дефект все равно не про€вилс€ бы, если бы не было еще нескольких неблагопри€тных факторов. ¬о-первых, был использован клапан холостого хода стандартной конструкции.  огда-то ему сделали конус иглы определенного профил€ Ч с малым углом при вершине. ѕока клапан работал по стандартной программе, угол конуса не оказывал никакого вли€ни€ на работу.  ак только программу изменили и иглу заставили охлаждатьс€ в седле, малый угол конуса стал здорово содействовать заклиниванию.

ќднако и это не все Ч на заклинивание иглы стала вли€ть точность изготовлени€ деталей, котора€ раньше большой роли не играла. Ќапример, если бы игла клапана садилась ровно по центру седла, то никакого заклинивани€, скорее всего, не произошло. Ќо игла и седло на нашей машине имели обычную дл€ такого сопр€жени€ несоосность Ч именно отсюда на игле возникли затертость с одной стороны и нагар с другой. ѕри этом игла натерла и седло, расширив поверхность контакта и еще Ђулучшивї услови€ дл€ заклинивани€. ¬озможно, если бы допуски на изготовление деталей были жестче (например, не дес€тые доли миллиметра, а сотые), то неисправности не возникло бы. ¬едь теоретически заклиниванию клапана холостого хода куда больше должны быть подвержены те машины, где несоосность иглы и седла, вполне допустима€ при сборке, выше.

ѕоэтому кроме очевидного конструктивного дефекта (измененна€ программа управлени€) здесь налицо и производственный, поскольку технологи€ производства и сборки узла перестала соответствовать требовани€м его конструкции. ¬ самом деле, кто бы мог знать, что совсем небольшое изменение в программе работы клапана повлечет за собой столько проблем?

ќбычно устран€ть конструктивно-производственные дефекты крайне сложно и вместе с тем очень дорого Ч это вполне очевидный повод дл€ отзыва из эксплуатации с целью устранени€ недостатков. ќднако выход из ситуации с клапаном холостого хода оказалс€ довольно прост Ч достаточно лишь так называемой Ђперепрошивкиї блока управлени€ двигател€, что легко выполнить даже в услови€х очередного технического обслуживани€ автомобил€.

—казано Ч сделано: на новых парти€х своих автомобилей производитель начал использовать программу с измененным алгоритмом управлени€ клапаном холостого хода. ј дл€ уже выпущенных автомобилей рекомендовал перепрошивку. „то еще раз подтверждает, что случай наш был не единичный, и конструктивно-производственный дефект действительно имел место.

Ќу а что наш герой, о котором мы рассказали выше? ѕотребовав заменить автомобиль на новый на том основании, что двигатель имеет неустранимый дефект, преп€тствующий нормальной эксплуатации, он проиграл, поскольку и дефект оказалс€ устранимым, и эксплуатировалась машина непрерывно, лишь изредка напомина€ о наличии дефекта запуском не с первой попытки. ќднако имел все шансы выиграть Ч если бы эксперты подошли к делу поверхностно и не смогли найти дефект, а производитель не прин€л бы мер к его устранению. Ќо это была бы уже друга€ истори€Е



ƒругие наши статьи...





— одной стороны клапан холостого хода был покрыт толстым слоем нагара Ч нажмите, чтобы увеличить

— одной стороны клапан холостого хода был покрыт толстым слоем нагара...

...а с другой блестел как после свежей обработки Ч нажмите, чтобы увеличить

...а с другой блестел как после свежей обработки

ѕосле того как узел промыли, на игле клапана стал €сно виден след от затертости Ч нажмите, чтобы увеличить

ѕосле того как узел промыли, на игле клапана стал €сно виден след от затертости.

‘орсунки на вс€кий случай проверили на стенде, но нареканий в их работе не нашли Ч нажмите, чтобы увеличить

‘орсунки на вс€кий случай проверили на стенде, но нареканий в их работе не нашли.

—вечи были исправны и имели хорошую искру - режим малых оборотов и нагрузок (работа ƒ¬— на месте) Ч нажмите, чтобы увеличить

—вечи также были исправны и имели хорошую искру.





—ћ÷ "јЅ-»нжиниринг"© 2001. ¬се права защищены