January 7th, 2019

Почти все самые драматичные фейлы автоиндустрии, ч.2: Победители

Бронзовый призер - системы "непосредственного впрыска".

Свидетелем я бы попросил выступить компанию Mitsubishi, буквально первооткрывателя и первозакрывателя этой темы. По сравнению с примитивными и высокотехнологичными современными системами, японцы первоначально наворотили от души и весьма конкретно:


И сделали это не так осторожно и плавно, как некоторые европейцы (справедливости ради, это особо им не шибко помогло - граблей там изрядно насыпано, всем хватило)... а, наряду с Тойотой, запустили это прямиком в массовые модели. Да та же BMW начинала с куда более простых систем и в немногочисленных супер-премиум вариантах - V12, да еще и на несколько лет позже.

Поэтому, в контексте этой статьи, именно Mitsubishi поступили максимально честно - в современной продукции компании такой системы впрыска вообще нет. Пропала буквально без слов. Более того, некоторые двигатели Мицу до сих пор... SOHC (ау, XXI век на дворе). Сравнить это можно разве что с тем, как обжегшись на молоке, потребители сакэ, сэппуку и сакуры десятилетиями дуют на пустую чашку. Вы справедливо возразите, что Тойота от удара все же оправилась и к современной системе прямого впрыска все же вернулась - побежала догонять технологизированных европейцев. Соглашусь, но подчеркну - совсем не в переусложненном идеологически первоначальном виде.

Исходно, напомню, нам обещали работу на обедненных смесях(!), относительно больше мощности, экономичности и много чего еще...

И в GDI, кстати, действительно изо всех сил старались это сделать, правда получалось, на мой взгляд, весьма так себе:
http://bmwservice.livejournal.com/172286.html
http://bmwservice.livejournal.com/199283.html

Дальнейшие усилия производителей в смысле достижения реальной экономии и мощности напоминают тришкин кафтан: урезать цилиндры (механическую мощность), повысить давление (можете назвать это "физической" мощностью) и, наконец, добавив все тот же непосредственный впрыск, искомую экономию все же получить.
https://bmwservice.livejournal.com/251268.html

Одна беда - подобное нагромождение резко и всесторонне влияет на общую надежность конструкции (читайте подробнее про победителя этого рейтинга) и мнимые выгоды от самого непосредственного впрыска там полностью растворяются - экология и экономия уже чисто не его заслуга. Его туда просто прописали. Принудительно. Ну чтобы промышленность не перестраивать и вложенные деньги не терять.

На деле же, все мы получили зарастание впускных клапанов:


Крайне дорогостоящие элементы питания (ТНВД и форсунки), с вытекающей дороговизной и трудоемкостью ремонта:


На пике второго пришествия технологии (2007-2012), к тому же, форсунки у некоторых производителей были "дизельного типа", с очень высокой точностью дозирования, на основе дозирующего пьезоэлемента. Беда в том, что в отличие от дизеля, с щадящим температурным режимом, такую форсунку воткнули в менее эффективный теплонагруженный бензиновый блок. Значит термокомпенсация требуется в диапазоне буквально от "минус сорока до 120+ градусов". Вечным такое высокоточное изделие быть не может, живет 3-5 лет, а дальше - неизбежно начинает врать и хорошо еще, если вы в результате этой деградации не успеете получить т.н. "гидроудар". Подробнее, например, было тут.

Нам обещали экономию, экологию (в т.ч. и главным образом посредством работы на т.н. "обедненных смесях"), мощность и все прочее. Получили же мы массовые проблемы с ремонтом ГБЦ, надежностью топливной аппаратуры (в самом экстремальном случае - с тяжкими последствиями в виде капремонта двигателя), при полном отсутствии реальных преимуществ. Их просто нет.

На данный момент, системы непосредственного впрыска стали полностью незаметными в маркетинговой стратегии производителей. Есть у многих, но даже о декларируемых  преимуществах - полный молчок. Они просто есть. Вы можете сказать - ну и смысл, типа, их рекламировать, дескать, если у всех такое. Нет, до сих пор совсем не у всех. Более консервативные конкуренты, включая Митсубиси, получают абсолютно такие же преимущества от... совершенно традиционной системы распределенного впрыска. Иногда отставание может быть крайне полезным для потребителя - хрестоматийный случай. Но, судя по мировой тенденции, недолго радоваться осталось.

Серебряный призер - глобальная программа замены масел "LongLife"

Сначала пролог...

    Вот представьте, что живете вы на молочной ферме, где вокруг - сплошь молочные продукты. При этом, у вас выявлена острая лактозно-белково-молочная аллергия, суровая кальциевая непереносимость. Местный врач аллерголог-диетолог вам очень сочувствует и рекомендует... пить молоко исключительно 2,5% жирности! Вы выслушали внимательно, подумали (для виду), но все же решили осторожно уточнить, в чем же логика этого потрясающего совета: нормализованные 3,2% от 2,5% между собой едва отличаются и характеризуют в общем-то... жирность. Более того, очевидно, что они мизерны от общего объема продукта - проблема-то в молоке, именно как в продукте - то есть, в остальных 97% содержания.



Ну, в конце концов, можно же просто поменьше пить 3,2%-ного молока, но вы же и так не каждый день его ровными дозами потребляете и уже ясно, что проблему-то это не решит.

На что вам эскулап ответствует: да это еще что, мол. Вот на соседней ферме от жирности молока у селян глаза лопаются! Пока моему совету не последовали, смотри-ка, что с ними было:


Вы посмотрели на все эти пруфы и... бочком так к выходу осторожно попятились.

Вся эта ересь, только что вами с трудом прочитанная, в маслопрофессиональном мире называется LowSAPS и LSPI. Если вы хоть на минуту в справедливости данной аналогии усомнились, советую внимательно изучить, что же это такое и чем принципиальным от вышерассмотренной аналогии отличается.

А теперь мы поговорим о фундаменте, на котором вся эта врачебно-диетическая теория покоится - феерическая глобальная программа замены масел LongLife.

Пару десятилетий назад, моторномасляная индустрия решила сделать ход конем прямиком за пределы шахматной доски: буквально приказали маслу долго жить. Ну это же примерно как тигры в цирке через кольцо - скажи только - и они уже там. А давайте-ка менять масло не раз в 10-15 тысяч, а раз в 20-35?! Ну почему бы и нет, правда, кто мешает-то?!

Забавно, кстати, что типичный форумный маслопрофессионал на неведомый ему лично LSPI почти молится (благоговеет и гордится), от LowSAPS уже поморщится, а вот при упоминании LongLife вы такое можете услышать, что даже "прожарка" позавидует... Парадокс - это же сказки из одного кармана и из под пера одного писателя...

Если сомневаетесь, попробуйте публично выступить с заявлением на тему типа "а давайте-ка в полном согласии с требованиями производителя зальем масло с самым-самым правильным допуском и будем ездить, пока компьютер не попросит масло заменить (до недавнего времени, у BMW 25-35 тысяч км)".

Я вот только еще раз напомню, что масло там не просто "циферками" зашито, а постоянно и неусыпно контролируется датчиком состояния масла:



Наличие такого условия (датчик качества и неусыпная система бортового контроля) лишает вас (ну и маслопрофессионала вместе с вами) дежурной отмазки типа "ну в инструкции же написано, что при тяжелых условиях эксплуатации нужно интервалы половинить, а к тяжелым условиям как раз и относятся городски-и-и-е режи-и-и-мы".

Вот уж и нет: раз есть электронный датчик, значит есть и постоянный контроль и учет - все как производитель предусмотрел - "до чердака за вас просчитал". Так что ничего вам не мешает приобрести BMW E90, E60, E65 и какую угодно хотите там еще и поездить в соответствии с программой "LongLife", которая лучшими европейскими производителями масел и автомобилей в "тесном сотрудничестве" изобретена... Вот если хотите по Уставу - это вот именно то, как надо. Верящим в инженерный гений, очень рекомендую испытать на себе гипнабельность "внушаемого" масла, которое ранее 10-15 тысяч едва-то ездило, а с 2002 года - как по приказу мутировало. Но не надолго...

Но гораздо интереснее другое...

Я чуть выше сообщил вам факт: датчики "качества масла", как выяснилось, на интервал вообще не влияли. Тут допущу две версии: или качество масла столь высоко было, что на всех машинах в мире никак от фактической нагрузки (средней скорости, топлива, климата- чего хотите) не зависели, или, что гораздо вероятнее, отключили их все почти сразу на программном уровне. Буквально немногим раньше, как моторы производить начали... Это и сейчас легко проверить - купить авто, как предложено ранее, поменять мсло, обнулить компьютер, удивиться работе прогрессивного алгоритма, совпадающего с работой одометра.

В общем, прошло лет эдак десять-пятнадцать и эксперимент с LongLife внезапно прервали во всем мире... Ну как внезапно... С ранних подступов 2013 календарного года (это 2014-й модельный ряд) начали и примерно к 2015 - повсеместно закончили.

Любопытна была стратегия:


Что, масло что ли ухудшилось в два раза, что раз в год и 10000 миль менять необходимо стало?! Что, врут-таки масляные профессионалы из институтов API и масло с каждым годом на самом деле только ухудшается? Там на канистрах уже места живого нет от допусков, но вот за последние годы, они все какие-то сюрпризы нам готовят - то поршни взрываются от их масел, то интервалы замены падают в полтора-два раза во всем мире...

Вы, вместе со своим стокгольмским синдромом, сейчас захотели высказаться в том ключе, что-де и моторы "все сложнее и сложнее", но этого нет даже в мотивировочной части этого решения. Но я вам все же скажу, что масла-то буквально с каждым годом все "совершенее и совершеннее" становились. Ну так хотя бы паритет должен был быть! С этой точки зрения, современные масла со своими "10-15 тысяч км до замены" это уровень, не поверите, 80-х годов! Что, с того момента масла, как оказывается, вообще остановились?! Прогресс в двигателях столь стремителен был, что все новомодные допуски "сожрал"?

Но, как я уже сказал, дело-то совсем не в этом - интересное будет прямо сейчас. Вот оттуда же цитата, она вполне актуальна:

То есть, смотрите: BMW вам открытым текстом пишет, что CBS указанные интервалы по-прежнему якобы пересчитывает и параметры работы двигателя в вычислении интервалов учитывает. И смотрите как интересно - ни слова там про "датчик качества масла" уже нет. Датчик есть, а слова нет! Учитываются, дословно, "расход топлива, скорость, характер движения". И именно это, как пишет нам BMW, повлияет на итоговые интервалы. То есть, они функционал датчика на калькулятор променяли, фактически.

Сравним еще раз, куда что подевалось?!



А самое интересное в этом, так даже не косвенное признание бесполезности этого проклятого датчика. А то, что вы лично многократно проходили мимо очевидного факта.

А именно: если у вас есть действующий алгоритм, с датчиком, или без такового, то, в случае, если он (алогоритм) работает, разумеется, вы никогда не будете заниматься такими глупостями, как в алгоритме интегратора столь явным образом сразу занижать верхний предел, рубить его сразу чуть ли не в два раза!

Ваш действующий алгоритм плевать с какого потолка стартует, хоть укажите 35000 км, хоть 55000 км - можно даже с нахлестом брать. У вас, в среднем, около ГОДА есть, чтобы алгоритм подстроился. Это около 1000 запусков мотора. Около 10000 пройденных километров. Не менее тонны бензина! Бесчисленное переключение передач и вычисление всего чего вы захотите. А уж сколько раз датчик качества масла можно было бы опросить за это время!

И вот если он (датчик, алгоритм) реально работает, то времени вагон на то, чтобы он откорректировался вдоволь. Допустим, заниматься глупостями и двигать оптимизацию алгоритма с дикой планки типа 100.000 км действительно бессмысленно, неудобно, да и не нужно - ну только потребителей пугать такими стремительными скачками. Но не рубить же от 30000 до 15000 максимума, при наличии теоретической возможности менять масло в диапазоне 10-30 тысяч км, как нам ранее заявляли!


Я специально эту цитату в очередной раз целиком привожу, здесь все есть: и моторы современные и масла прогрессивные и датчики сказочные. Все тут в одном флаконе. Верхняя планка 20000 миль - более 30000 км. До 2 лет! Строгого нахождения в картере без замены.

Повторюсь: если масла такими реально БЫЛИ, то рубить верхний предел при наличии алгоритма (датчика) до 15000 км ГЛУПО. За двадцать лет можно было довести до идеала и алгоритм и датчик. И даже алгоритм без датчика.

Выбирайте: или нет алгоритма, или нет датчика, или нет таких масел.

Правильный ответ: нет масел, нет алгоритма, нет <работающего> датчика.

Формально (по-настоящему) нет только первого. Алгоритмы и датчики существуют, только на практике не пригодились. Делается (при желании) очень просто, как именно - уже рассматривалось.

Если вы реально хотите гульнуть в ресторане на сумму до 30000 рублей, вы же не положите в карман 15?! Понятно, что на месте - разберетесь, оптимизируете и даже, может быть, в вас еды и напитков на 10-то не полезет... Но 15 тысяч вы возьмете только в одном случае: если у вас больше нет. Орать на всю улицу, что "гуляем на 30000!", а в кармане иметь только 15000, будет только... сами понимаете.

Вот и у масел с 1900-х до 1980-х годов, грубо говоря, больше 15000 км запаса никогда не было. И сейчас, как яростно доказывают производители, внезапно не приросло. 2019 год - все те же максимум 10.000 миль, да они еще и уменьшать его обещают.

С давних пор у европейских автомобилей повелось иметь около 1 литра картерного объема масла на 1 цилиндр. Интервалы устаканились около 10000 км городоского пробега (диапазон из инструкций в зависимости от условий экслуатации - 7500-15000). У американцев - около пяти кварт на заметно больший литраж двигателя, но при интервале около 5000 км (3000 миль). Девиации плюс-минус - в пределах здравой инженерной логики.

Ну так вот, масла вроде бы стали всесторонне лучше, а запас масла для стандартизированных пробегов по-прежнему остается стандартным - примерно литр на цилиндр при 10000 км пробега. В то время, как для смазывания двигателя достаточно было бы 1-2 литров масла. Если масла за эти годы стали сильно лучше - так зачем же до сих пор возить с собой 80% избытка? Где улучшение качеств и свойств?!  И помог ли алгоритм хоть чем-то: излишки объема уменьшить, интервалы - продлить?

С алгоритмом или без - больше все никак не становится! Вверх этот замечательный алгоритм, простите, почему-то не оптимизирует! Нет, есть там кто-то отмороженный, вроде Ford и Volvo, кто безо всяких алгоритмов предлагает "расширенные ТО" до 20000 км до сих пор... Или перестали уже?!

В общем, по Лонглайфу: нет и не было таких масел, датчиков и алгоритмов. Слова для них есть. Микросхемы и формулы - есть. А в реальной жизни такие понятия отсутствуют. Это уже не домыслы, это реальность. Лучшее, что вы увидите у тех, кто наличие всего этого заявляет, это какую-нибудь тыщенку-другую коррекции интервала почему-то в минус. И это все, чего достигли высокие технологии автоматизированного контроля состояния масла с момента их появления...

Золото - Даунсайзинг


          В рассказе о даунсайзинге двигателей, нам не обойтись без такого важного понятия, как точка отсчета - нужно же что-то с чем-то сравнивать, не иначе. Первые серийные образцы производства Ford (почти современные по компоновке двигатели типа "Ford A"), работающие на прямогонных топливах, выдавали характеристики примерно в два раза ниже лучших легковых послевоенных двигателей - 150 Нм и 40 л.с. (при 2200 об/мин) с 200,5 куб дюймов (около 3,3 л). Тут для сравнения отлично подойдут такие динозавры как BMW M30B32 и M30B34, или же средняя от них производная - условная середина их характеристик - 300 Нм и 200 сил.


Здесь Нм - вполне сопоставимая величина и основная характеристика эффективности - моментная характеристика вообще нормализуется естественным образом - средняя точка всегда находится в середине рабочей характеристики современных моторов. С ней все сравнительно просто, но она сейчас нам не так интересна. А вот с мощностью все отнюдь не так просто - мощность ДВС масштабируется оборотами и самые вредные читатели попросят умножить 40 сил от Форда примерно в 3,5 раза, так как мощность у BMW достигается заведомо выше - около 5000 оборотов.

На это возражу очевидным - мы сейчас будем рассматривать мощность не с точки зрения приведенной сравнительной эффективности (типа, кто из инженеров круче - тут и так все ясно), а только лишь с точки зрения рассеиваемого тепла (тепловой нагрузки), которую я, в свою очередь, предлагаю привести к самому уязвимому месту двигателя - поршням и поршневым кольцам.

В период "начало века - 1960-е годы", на один цилиндр с поршнем массой около килограмма приходилось до 10 л.с. мощности, которая постепенно добралась до значений в 30-40 лс.


Но и этого стало не хватать - после 2000-х наступила т.н. "турбоэра" в массовом моторостроении. Масса металла поршней, например, на чем, в т.ч. распределяется тепло от сгорания топлива, уменьшилать почти в два раза, с пропорциональным снижением высоты поршенвых колец - проводников излишков тепла к стенкам блока.


Распределение тепла у поршней новой конструкции заметно сместилось в т.н. "жаровой пояс":


Типичные значения удельной мощности подобрались к 50 л.с. Дальше - больше - типовой и массовый двигатель BMW N20 сурово нарушил парадигму моторостроения для BMW - на смену атмосферным многоцилиндровым моторам пришел "стоковый" турбомотор-"четверка" с показателями около 60 л.с.(!) на один цилиндр.

Если рассуждать здраво, то BMW всего лишь компенсировали утрату 2 цилиндров добавлением турбины - 30% потери от фактического объема тут же и нарастили 30-ю же процентами виртуального объема - добавочным воздухом от наддува. Тепловой баланс обычного эксплуатационного цикла если и изменился, то незначительно. В среднем, вы как использовали сравнительно небольшую порцию доступной моментной характеристики, так и продолжили ее использовать, получив некий вид ее трансформации - ее перетасовали инженеры-экологи.

До сих пор мы говорили лишь о удельной максимальной тепловой мощности приходящейся на типовой цилиндр объемом 0,5 л и соответствующий ему массе современных поршней - около 0,5 кг. А что будет, если "сдвинуть" и без того немалую нагрузку вниз по металлоемкости - получить то, что в современных двигателях называется "даунсайзингом"?

Получится семейство форсированных двигателей от VAG, с блоками объемом всего 1,2-1,4 л, здесь дело обстоит куда серьезнее. Степень их абсолютной форсировки заведомо чрезмерна и даже превышает планку полноразмерных двигателей производства BMW: на их игрушечные поршни приходятся все те же тепловые нагрузки и даже несколько больше.

Классические атмосферные двигатели, оснащенные поршнями старого образца, обычно имели мощность 70-120 л.с., при нормально распределенной характеристике крутящего момента (парабола).


Турбодвигатель (любого типа, с нагнетанием избытка воздуха) изжаривает себя почти с самого начала рабочей зоны оборотов:


Тут самое время объяснить читателю ловкое трюкачество "турбомоторов" - в них, зачастую, не настолько уж и больше мощности, насколько больше крутящего момента. Обычно его сопоставимо до двух раз больше и набит он в характеристику рабочей зоны оборотов предельно плотно.

Разница между турбо и атмосферным примерно как между долго раскачивающимся офисным работником, который с 10 до 12 просыпается, с 12 до 14 - вяло втягивается в работу, с 15 до 18 - пик производительности, а после 18 он спокойно сворачивается и идет домой.

В противовес ему - ответственный работник бухгалтерии, с головой-улеем, которая никогда не отключается - он постоянно (едва толком проснулся) сжигает мозговое вещество в пользу компании. После 3-5 лет работы в таком режиме, его неизбежно ждет инсульт.

Легко найти массу подобных случаев, в которых собраны все возможные проблемы, неоднократно описанные в блоге.

Средоточием этих проблем является в т.ч. и проблема расхода масла (закоксовывания колец и дренажа) и прогара поршней от перегрева:



Резюмируем про победителя:

1.Удельная и максимальная мощность бензиновых двигателей (включая и сопутствующую мощность тепловыделения) непрерывно возрастала, к 90-м годам прошлого века достигнув разумного (ресурсно-безопасного) максимума. Дальше работать стоило уже только с экономией/экологией/эффективностью, чем активно и занялись.

2.Резервы экстенсивного механического (сравнительно последовательного и плавного) совершенствования двигателей были фактически исчерпаны в период, примерно, 1990-2005 г.г. На это время пришлись как ваносы-вальветроники, так и Т-образные поршни с миниатюрными кольцами, всяческие оптимизации коленвала/ГБЦ и всего прочего, что убивает как никотин, а не как поезд.

3.В период с 2005 по, примерно, 2015 г., инженерам VAG стало казаться, что законы физики преодолены и можно сколько угодно сильно стегать покладистого Сивку: сурово обрубим металлоемкость, настолько же вкатив туда избыток воздуха. Вместе с этим, моментную характеристику перекроили уже буквально поставив на бок: теперь моментом пользоваться можно без раскачки - максимум возможной мощности и момента передвинули в сторону обычного движения в городском цикле. Раньше-то как было: больше жмешь - сильнее едет, но сильнее и обдувается. А сейчас "жарит" уже едва газ тронули - в моменте хоть купайся.

Все это немало усугубилось такими замечательными пунктами этой статьи, как, например, LongLife и (что фактически включено в это понятие) - синтетическими маслами.
Поэтому когда подобные фото, например,

комментируют как "Первое впечатление, либо масло не меняют, либо льют фиг знает что." то это и смешно и грустно одновременно: да, и масло не меняют (поздно меняют) и льют "фиг знает что" (по цвету лака хорошо видно, что именно) - но ровно то и тогда, что просит сам производитель.

Итог: на момент написания статьи, от блоков 1,2 производитель полностью отказался, блоки 1,4  - дефорсированы насколько можно. Уверен, что это им не особо поможет, потому что и блокам 1,8 при таком раскладе достается явно не по силам, так что нам еще долго будет о чем поговорить...