В истории не осталось имя того, кто первым задумался о возможности снижении веса двигателя путем замены тяжелого чугуна более легким алюминием при изготовлении блока цилиндров. Более прочный и дешевый чугун имеет в три раза превышает вес алюминия, кроме того, он подвержен коррозии, обладает значительно меньшей теплопроводностью.
Известно, что к 30-м годам прошлого века в некоторых гоночных автомобилях применялся двигатель из алюминия, который содержал мокрые чугунные гильзы, которые от корпуса блока разделяла охлаждающая жидкость.
В середине прошлого столетия такая конструкция начала применяться в автомобильной промышленности (как пример, мотор Москвича-412), однако полностью вытеснить чугун не удалось, так как конструкция была сложной технологически и обладала рядом недостатков, среди них:
- Низкая жесткость блока.
- Повышенная нагрузка на гильзы.
- Склонность к «продуванию» прокладки.
Однако к 2005 г. уже половина автомобилей имела алюминиевые блоки цилиндров, и с каждым годом их количество стремительно растет.
Особенности чугунного блока цилиндров
У большинства двигателей блок цилиндров отливают из серого легированного чугуна, который затем подвергают механической обработке. Чугун, в частности, легированный, отличается высокой прочностью и имеет низкий коэффициент трения между материалами, из которых изготовлены поршневые кольца и поршни. Как положительным является тот факт, что чугунные стенки цилиндров отличаются более высокой износостойкостью.
Основной недостаток чугунных блоков цилиндров — это их большой удельный вес. Чтобы улучшить динамику автомобиля мировые производители ищут пути уменьшения веса за счет его составляющих, в том числе и двигателя. Сегодня у многих современных автомобилях стоит алюминиевый блок цилиндров двигателя. Алюминий, кроме своего небольшого веса, никаких других особых преимуществ перед чугуном не имеет.
Подведем итоги
Ответить однозначно о том, что лучше чугунные или алюминиевые моторы довольно сложно, и те, и другие имеют положительные и отрицательные качества. На мой взгляд необходимо искать какой-то компромисс, то есть, чтобы моторы из алюминия были долговечными, как чугунные и подлежали ремонту в случае чего. Мне кажется, что только при таком раскладе алюминий будет полностью оправдан и воспринят как сплошное добро. А пока, остается лишь надеяться, что в будущем моторы все же станут более надежными, чем нынешние представители. Хотя с учетом тотальной электрификации, вряд ли данным вопросом кто-то сейчас озабочен, сегодня автопроизводители ломают голову над электрокарами, а ДВС постепенно уходят с рынка, становясь историей…
У меня все, пишите, что думаете по этому поводу и какой на ваш взгляд двигатель лучше: чугунный или алюминиевый? Спасибо за внимание и до новых встреч на savemotor.ru
Особенности алюминиевого двигателя
Алюминиевые сплавы значительно мягче чугуна, поэтому для придания блоку необходимой жёсткости, его несущие стенки делают более толстыми, добавляют для жёсткости ребристую систему. Алюминий обладает более высоким коэффициентом температурного расширения, это требует более строгого контроля за зазорами между деталями двигателя. С целью снижения веса, в современных автомобилях поршни часто изготавливаются из алюминиевых сплавов, а поверхность цилиндров из других металлов.
Для усиления износостойкости стенок цилиндров применяют специальные технологии, позволяющие в процессе отливки блока цилиндров повысить в поверхностном слое процентное содержание кремния, удаляя при этом с помощью химических реакций алюминий. Это позволяет в разы увеличить уровень износостойкости стенок цилиндров сравнительно с изделиями, изготовленными из чугуна.
Чтобы снизить коэффициент трения, которое возникает между алюминиевым блоком и поршнями, последние покрывают тонким слоем железа.
Насколько живуч и долговечен 3-цилиндровый алюминиевый дизель 1.2 TDI с насос-форсунками?
В 1999 году концерн VAG представил два 3-цилиндровых турбодизеля с насос-форсунками. Это были моторы объемом 1,4 и 1,2 литра. Чугунный 1,4-литровый TDI мы разбирали 2 года назад, а сейчас расскажем о младшем моторе.
1,2-литровый турбодизель был создан с целью пойти на рекорд: производитель заявил о среднем расходе топлива в 3 л/100 км у автомобилей, оснащенных таким силовым агрегатом. Разумеется, такой экономичностью могли похвастать самые компактные и легкие автомобили концерна VAG. Двигатель 1,2 TDI PD дебютировал на VW Lupo, а затем появился на Audi A2. Этот мотор относится к семейству EA188, а его выпуск продолжался до 2005 года. В 2009 году появился новый 1,2-литровый дизель, на этот раз с впрыском Common Rail.
Плюсы алюминиевых блоков цилиндров
Алюминиевые блоки цилиндров выдерживают температурный режим до +150-200 °C. Теплопроводность алюминиевых сплавов в три раза выше чугунных, это способствует более эффективной работе системы охлаждения двигателя. Очень важно подобрать алюминиевый сплав для блока цилиндров. Он должен соответствовать многим техническим требованиям, среди них:
- Низкая стоимость.
- Отличные литейные свойства.
- Хорошая обрабатываемость резанием.
- Невосприимчивость к повышенным температурам.
Выбирать алюминиевый литейный сплав необходимо на этапе проектировании блока цилиндров. При выборе сплава необходимо исходить из практических соображений, самыми предпочтительными являются высокопрочные литейные сплавы, однако, учитывая их высокую стоимость, литейные свойства и недостаточную прочность при повышении температуры, лучше от них отказаться.
Чаще всего применяются сплавы, не отвечающие жестким требованиям по примесям и загрязнениям, но которые достаточно приблизились к требованиям, предъявляемым для сплавов из первичного алюминия.
Клапанная крышка и мембрана ВКГ
В клапанной крышке установлена важная мембрана системы вентиляции картерных газов. Как и на других двигателях, не только дизельных и не только на моторах VAG, при появлении трещины или при закупоривании этой мембраны сгустками масла возникают проблемы с отбором картерных газов.
Если мембрана треснула, то картерные газы и пары масла вместе с ними неконтролируемо уходят во впуск. Если мембрана и каналы возле нее закупорены, до давление газов в картере стремится найти другой выход. В первую очередь, как правило, газы начинают выходить по уплотнению клапанной крышки, а вместе с ними потихоньку просачивается масло. Одним словом, сильный масляный налёт во впуске или запотевания по клапанной крышке – это важные признаки, указывающие на необходимость проверки мембраны ВКГ.
Прокладка клапанной крышки, даже оригинальная, продаётся отдельно. Мембрану отдельно от крышки не купить, но доступны неоригинальные ремкомплекты для клапана ВКГ.
Привод балансирного вала
Балансирный вал двигателя 1.2 TDI вращается против часовой стрелки, то есть, в противоположном коленвалу направлении. Балансир и масляный насос приводятся одной общей цепью. Как и на моторе 1.4 TDI, эта цепь склонна растягиваться, но благодаря облегченной поршневой группе и кривошипношатунному механизму реальная необходимость ее замены возникает крайне редко. Аналогично и случаи соскакивания приводной шестерни цепи практически исключены. На немецком форуме поклонников автомобилей Audi A2 ведется статистика по пробегам и поломкам двигателей 1.2 и 1.4 TDI. На октябрь 2020 года самый большой пробег мотора 1.2 TDI составляет 566 000 км. При этом двигатель не ремонтировался, но был заменён турбокомпрессор.
Здесь по ссылкам вы можете посмотреть наличие на авторазборке конкретных автомобилей Volkswagen или автомобилей Audi заказать с них автозапчасти.
Источник
Уплотнения форсунок
Гораздо чаще насос-форсунки требуют внимания ради замены уплотнительных резиновых колец, разделяющих контуры подачи и возврата топлива. Замечено, что при нарушении герметичности колец воздух может попасть в топливные линии. При этом дизельный двигатель будет работать крайне неустойчиво и неровно. При диагностике насос-форсунок на стенде скорее всего никаких отклонений не будет найдено. Также и их гнёзда в ГБЦ будут в порядке. Проблема плохой работы двигателя будет устранена заменой уплотнений насос-форсунок.
Турбокомпрессор
За нагнетание воздуха в двигатель 1.2 TDI PD отвечает турбокомпрессор Garrett GT1541V с изменяемой геометрией. Эта версия известна растрескиванием чугунного корпуса турбины. Из-за такой неприятности выхлопные газы просачиваются в подкапотное пространство, могут засасываться в салон через систему вентиляции. Сварка трещины чаще всего долго не держится, в конечном итоге приходится менять турбокомпрессор в сборе.
Износ вала и подшипников этого турбокомпрессора происходит редко, особенно если владелец использует правильное и качественное масло.
Ресурс насос-форсунок
Насос-форсунки имеют хороший ресурс, а продиагностировать их можно не снимая на двигателе по фактическим параметрами их работы. Все параметры их работы хорошо видны в диагностическом ПО, поэтому хороший диагност может определить степень износа и даже найдёт признаки присутствия воздуха в топливной системе.
В случае износа распылителя насос-форсунки она поддается ремонту, а вот если присутствуют признаки неправильной работы управляющего клапана или износ его седла, то насос-форсунку придется менять.
Ремень ГРМ
Как и на всех моторах VAG с насос-форсунками в приводе ГРМ используется зубчатый ремень увеличенной ширины – 30 мм. Шкив распредвала оснащен инерционным демпфером колебаний. Такой механизм необходим для снижения высоких нагрузок и вибраций.
Шкив распредвала составной, он крепится к хвостовику распредвала не непосредственно, а через ступицу, которая неподвижно фиксируется на валу. При установке ремня ГРМ можно отпустить шкив распредвала, натянуть ремень и потом зафиксировать шкив. Таким образом, установка ремня ГРМ значительно проще и точнее.
Разрушение оплётки на электропроводке форсунок
Самый маленький турбодизель с насос-форсунками тоже может преподнести неприятный сюрприз в виде отключения одной из насос-форсунок. В последствии двигатель будет работать с одним отключенным цилиндром. Причина стандартная: разрушение оплетки на электропроводке, фиксируются ошибки, указывающие на сбой в электрической цепи одной из насос-форсунок. Для устранения этой неисправности нужно менять часть электропроводки под клапанной крышкой. Также может помочь поджимание пинов в клемме конкретной форсунки.
