Benzininiai automobilių varikliai: išsami informacija

Automobiliai yra neatsiejama mūsų kasdienio gyvenimo dalis, tačiau ar kada nors susimąstėte, kas slypi po jūsų automobilio variklio dangčiu? Automobilių varikliai yra sudėtingi mechanizmai, kurie degalus paverčia mechanine energija, kurios jėga varoma transporto priemonė. Šiuolaikiniame automobilių inžinerijos pasaulyje, kuriame vis daugiau rinkos užima elektriniai automobiliai ir hibridinės sistemos, vidaus degimo varikliai vis dar išlieka kasdienybe. Todėl svarbu suprasti jų veikimo principus, tipus ir priežiūros ypatumus.

Benzininių variklių veikimo principai ir tipai

Benzininiai varikliai yra labiausiai paplitęs automobilių variklių tipas. Juose kaip degalai naudojamas benzinas, o degimo proceso metu sukuriama energija, kuria varomas automobilis. Benzininiai varikliai degina lakią degalų ir oro mišinį, kurį uždega žvakės kibirkštis. Dėl to jie paprastai yra tylesni ir sklandesni nei dyzeliniai varikliai, greičiau pasiekia aukštesnes apsukas ir dažnai suteikia „lengvesnį“ važiavimo pojūtį.

Pagrindinės benzininių variklių technologijos

  • Port Fuel Injection (PFI): purškia kurą į įsiurbimo kanalą.
  • Gasoline Direct Injection (GDI): purškia kurą tiesiai į cilindrą. Viena ryškiausių GDI technologijos problemų - nuosėdos. Moksliniai tyrimai ir apžvalgos rodo, kad tiek įsiurbimo vožtuvų nuosėdos, tiek purkštukų apnašos gali bloginti degimo kokybę, didinti emisijas, skatinti trūkčiojimą ar praleidimus. Moderniuose GDI varikliuose papildomai išryškėja purkštukų užterštumo ir nuosėdų klausimas, galintis sukelti trūkčiojimą, netolygų laisvą darbą ar padidėjusias emisijas.
  • Turbokompresorius: turbina leido gamintojams mažinti variklių tūrį neprarandant dinamikos, tačiau padidino šiluminę ir tepimo apkrovą. Gamintojo Garrett duomenimis, didžioji dalis turbokompresorių gedimų susiję su alyvos badu ar alyvos užterštumu, o ne gamybos defektais.
  • Benzininis kietųjų dalelių filtras (GPF): modernūs GDI benzininiai varikliai kai kuriose rinkose naudoja ir šį filtrą, panašiai kaip dyzeliniai varikliai turi DPF.

Kiti variklių tipai

  • Dyzelinis variklis: dyzeliniai varikliai yra panašūs į benzininius, tačiau juose naudojami dyzeliniai degalai. Ore suspaudžiamas oras iki tokios temperatūros, kad įpurkštas dyzelinas savaime užsidega. Dyzeliniai automobiliai paprastai yra brangesni, tačiau pasižymi didesniu sukimo momentu ir geresniu degalų naudojimo efektyvumu. Nors anksčiau jie išmesdavo daugiau kenksmingų azoto oksidų (NOx), naujesniuose modeliuose šios emisijos gerokai sumažintos ir prilygsta benzininiams automobiliams.
  • Hibridinis variklis: hibridiniuose varikliuose benzininis variklis derinamas su elektriniu varikliu, taip padidinant degalų naudojimo efektyvumą ir sumažinant išmetamųjų teršalų kiekį.
    • Mild Hybrid (MHEV): dažniausiai naudoja 48 V sistemą ir mažą elektros pavarą, kuri padeda startuojant, pagreitėjant bei rekuperuoja energiją stabdymo metu.
    • Full Hybrid (HEV): gali važiuoti vien elektra trumpais atstumais ir dažnai turi sudėtingesnę jėgos paskirstymo logiką.
    • Plug-in Hybrid (PHEV): turi didesnę bateriją, kurią galima įkrauti iš tinklo. Hibridinės sistemos leidžia vidaus degimo varikliui dirbti palankesniu režimu, ypač mieste, kur elektros pavara gali perimti dalį darbo.
  • Elektrinis variklis: elektriniai varikliai varomi elektra ir akumuliatoriais. Jie neišmeta jokių teršalų ir yra itin tylūs bei efektyvūs.
  • Rotacinis (Wankelio) variklis: unikalus variklio tipas, kuriame vietoj stūmoklių naudojamas besisukantis trikampio formos rotorius su ovalo formos korpusu. Wankelio varikliai yra kompaktiški, lengvi ir pasižymi dideliu galios ir svorio santykiu.

6 skirtumai tarp elektromobilių ir benzininių variklių

Patvarūs ir patikimi benzininiai varikliai

Patvarūs benzininiai varikliai yra labai vertinami dėl jų ilgaamžiškumo, efektyvumo ir mažų eksploatacijos išlaidų. Jie tapo patikimumo etalonais, įrodančiais, kad sumanus dizainas ir meistriškumas gali pranokti rinkodaros tendencijas. Perkant naudotą kompaktišką automobilį, variklio patikimumas turėtų nusverti prekės ženklo lojalumą.

Labiausiai pripažinti benzininiai varikliai:

  1. Toyota 2JZ-GTE: sukurtas 1990-aisiais, pirmą kartą panaudotas Toyota Aristo V (JDM rinkoje) 1991 m., vėliau išgarsėjo dėl naudojimo Toyota Supra MK4 (nuo 1993 m.). Šis turbūt garsiausias kada nors pagamintas šešių cilindrų variklis pelnė pasaulinę šlovę dėl savo ketaus bloko, kuris gali atlaikyti itin didelį krūvį - standartiniai agregatai tarnauja iki 700 000 km, o tinkamai prižiūrint - net milijono ridą.
  2. Honda K20 serija: pristatyta 2001 m., siekiant pakeisti B serijos variklius. K20 varikliai buvo sukurti siekiant aukštesnio efektyvumo ir našumo, kartu su patikimumu. K24 serija, montuojama Honda Accord, CR-V, Element, Odyssey ir Acura modeliuose, atspindi Honda atmosferinių technologijų viršūnę. Dėl i-VTEC sistemos ji puikiai subalansuoja galią ir efektyvumą.
  3. Toyota 1UZ-FE: sukurtas 1989 m., pirmą kartą panaudotas Lexus LS400. Šis variklis buvo sukurtas siekiant užtikrinti maksimalų sklandumą, patikimumą ir našumą, ypač prabangiuose automobiliuose.
  4. Mazda Wankel Rotary (13B): Wankel rotacinis variklis buvo sukurtas Felix Wankel 1950-aisiais, o Mazda pradėjo gaminti šiuos variklius 1960-aisiais. 13B rotacinis variklis debiutavo 1973 m. ir buvo naudojamas daugelyje Mazda modelių, įskaitant garsųjį Mazda RX-7. 2003 metų RX-8 modelyje jis išvystė daugiau nei 200 AG.
  5. Subaru EJ25: EJ serijos varikliai buvo pristatyti Subaru 1989 m., o EJ25 (2.5L) pradėtas gaminti 1996 m. EJ25 varikliai tapo populiarūs dėl savo horizontalios opozicinės konstrukcijos, kuri užtikrina žemą svorio centrą ir geresnį valdymą.
  6. BMW M50: pristatytas 1990 m., naudotas įvairiuose BMW modeliuose, įskaitant E36 ir E34. M50 serijos varikliai buvo žinomi dėl savo ketaus bloko, kuris užtikrino tvirtumą ir patikimumą.
  7. Ford Modular V8 (4.6L): pristatytas 1991 m., vienas pirmųjų šios serijos variklių. Šis variklis buvo naudojamas daugelyje Ford modelių, įskaitant Mustang ir Crown Victoria.
  8. Nissan RB26DETT: sukurtas Nissan ir pirmą kartą panaudotas 1989 m. Nissan Skyline GT-R (R32) modelyje. Šis variklis greitai tapo legendiniu dėl savo galios ir patikimumo.
  9. Mitsubishi 4G63T: pristatytas Mitsubishi 1980-ųjų pabaigoje ir tapo žinomas dėl naudojimo Mitsubishi Lancer Evolution modeliuose.
  10. Porsche Flat-Six: pirmą kartą pristatytas 1964 m. su originaliu Porsche 911 modeliu. Šie varikliai tapo žinomi dėl savo horizontalaus opozicinio dizaino, užtikrinančio žemą svorio centrą ir puikų balansą.
Patikimiausių benzininių variklių sąrašas ir jų pagrindinės savybės

Kiti patikimi mažesnio tūrio benzininiai varikliai:

  • Toyota (16 vožtuvų): naudojamas Toyota Yaris, Corolla, Prius ir Auris modeliuose. Žinomas dėl savo paprastumo ir tvirtumo. Paskirstymo grandinė (vietoj diržo) pašalina vieną iš dažniausiai pasitaikančių gedimo taškų. Degalų sąnaudos išlieka įspūdingos (5-6 l/100 km), o variklis be didelio remonto gali lengvai įveikti 500 000 km.
  • Mazda L serijos varikliai: prieš SkyActiv erą, šie varikliai jau įkūnijo efektyvumą ir ilgaamžiškumą. Naudojami Mazda 3, Mazda 6, CX-5 ir net Ford Fusion bei Focus modeliuose. Žinomi dėl tylaus veikimo, pastovaus tuščiosios eigos greičio ir degalų taupymo.
  • Nissan QR25DE: naudojamas Nissan X-Trail, Altima, Teana, Sentra ir Rogue modeliuose. Tapo žinomas kaip patikimas ir nereikalaujantis daug priežiūros darbinis arkliukas. Jis toleruoja prastą kurą ir dažnas trumpas keliones, išlaikydamas puikų patikimumą.

"Tarptautiniai metų variklio apdovanojimai"

Prestižiniais automobilių industrijoje laikomi „Tarptautiniai metų variklio apdovanojimai“ („International Engine of the Year“) 2018 metais minėjo savo 20-ąjį jubiliejų. Šia proga buvo renkami ne tik geriausi metų agregatai, bet ir labiausiai šio titulo per visą konkurso laikotarpį nusipelnęs motoras. Komisija geriausiu per visą konkurso istoriją išrinko 3,9 litro V8 tipo „Ferrari“ variklį su dviem turbinomis. Šis italų motoras tais metais taip pat tapo geriausiu sportiniu varikliu ir nugalėjo darbinio tūrio kategorijoje nuo 3 iki 4 litrų.

Konkurso komisijos nariai pažymėjo, kad šio motoro sėkmę lėmė ne tik įspūdinga jo išvystoma galia. Kiekvienoje kategorijoje žurnalistai variklius vertino atsižvelgdami į savo vairavimo įspūdžius ir išnagrinėję kiekvieno jų konstrukciją. Komisijos nariai kiekvienoje kategorijoje penkiems labiausiai patikusiems varikliams iš viso galėjo skirti 25 taškus, vienam motorui - ne daugiau kaip 15, tačiau įvertinti buvo privaloma visus pasirinktus agregatus.

Geriausių variklių dešimtukas (1999-2018 m.):

  1. Ferrari 3,9 litro V8 motoras su dviem turbinomis
  2. Porsche 3 litrų šešių cilindrų motoras su turbina
  3. Ferrari 6,5 litro V12 motoras
  4. Tesla elektrinė jėgainė
  5. Volkswagen 999 kubinių centimetrų trijų cilindrų motoras su turbina
  6. BMW 647 kubinių centimetrų dviejų cilindrų benzininis generatorius (naudotas i3)
  7. Honda 988 kubinių centimetrų motoras su turbina
  8. Renault/Nissan 898 kubinių centimetrų trijų cilindrų motoras su turbina
  9. PSA Peugeot Citroen 1,2 litro trijų cilindrų motoras su turbina
  10. Ford 999 kubinių centimetrų trijų cilindrų motoras su turbina

Įdomu tai, kad BMW sugrįžimas prie turbokompresorių atėjo su pergale 2007 metų Tarptautiniuose Metų Variklio Apdovanojimuose, kai eilinis šešių cilindrų variklis laimėjo bendrą apdovanojimą. Jis vėl laimėjo 2008 metais.

Dažni benzininių variklių gedimai ir priežiūra

Variklio gedimai retai atsiranda „iš niekur“. Šiuolaikiniai varikliai yra efektyvesni, bet ir jautresni priežiūros disciplinai. Reguliari techninė priežiūra yra būtina, norint, kad variklis veiktų sklandžiai ir būtų išvengta brangaus remonto.

Pagrindiniai priežiūros aspektai:

  • Alyvos keitimas: alyva variklyje atlieka ne tik tepimo, bet ir aušinimo bei valymo funkciją. Netinkama klampumo klasė ar neatitinkantis specifikacijų tepalas gali paspartinti dėvėjimąsi, ypač moderniuose turbo ir tiesioginio įpurškimo varikliuose. Alyvos keitimas pagal gamintojo rekomendacijas yra viena didžiausią grąžą turinčių investicijų į variklio ilgaamžiškumą. Kai kuriems varikliams, pvz., PSA 1.0/1.2 PureTech su šlapiu paskirstymo diržu, alyvą rekomenduojama keisti kas vienerius metus arba kas 10 000 - 15 000 kilometrų, nors gamintojas nurodo ilgesnius intervalus.
  • Paskirstymo diržas/grandinė: paskirstymo diržas sinchronizuoja alkūninio ir skirstomojo velenų darbą. Daugelis šiuolaikinių variklių, ypač mažesnio tūrio, turi paskirstymo grandinę, kuri gali išsitempti pasiekus 90 000 - 120 000 km ridą (pvz., Renault/Nissan 1.2 TCe, Toyota 1.0 1KR-FE, Hyundai/KIA 1.0 T-GDI). Kai kurie varikliai, pvz., PSA PureTech, turi šlapio tipo paskirstymo diržą, panardintą į alyvos vonelę, kurio likučiai gali užkimšti tepimo sistemą. Šiuo atveju būtina dažnesnė alyvos ir diržo būklės patikra.
  • Aušinimo sistema: perkaitimas yra vienas pavojingiausių variklio „signalų“, galintis greitai baigtis brangiu remontu. Aušinimo skysčio lygis turi būti normalus, o pastebėjus jo kritimą verta ieškoti nuotėkio priežasčių. Ypač svarbu suprasti, kad galvos tarpinės gedimai labai dažnai yra perkaitimo pasekmė.
  • Degalų sistema: tiesioginio įpurškimo varikliuose degalų detergentai ir kokybiški degalai gali padėti kontroliuoti purkštukų nuosėdas. Kai kurie varikliai, pvz., Toyota 1.2 (8NR-FTS), turi du degalų siurblius, kurių būklę reikia stebėti.
  • EGR vožtuvas: kai kuriuose varikliuose (pvz., Toyota 1.2 8NR-FTS, FCA FireFly) rekomenduojama reguliariai valyti EGR vožtuvą.
  • Uždegimo žvakės: PSA PureTech varikliuose uždegimo žvakes rekomenduojama keisti anksčiau nei nurodo gamintojas - ne rečiau nei kas 40 tūkst. kilometrų.
  • Trumpų atstumų važiavimai: trumpi, šalti važiavimai kenkia beveik visiems šiuolaikiniams varikliams, ypač turbininiams ir dyzeliniams su DPF.
Variklio priežiūros patarimų infografika

Mažo tūrio benzininių variklių specifika

Daugelis pirkėjų tikisi mažiau problemų su benzininiais varikliais nei su šiuolaikiniais dyzeliniais. Vis dėlto, mažo tūrio trijų ar keturių cilindrų varikliai, kurių tūris dažnai neviršija 1,2 litro, gali turėti specifinių problemų:

  • Renault/Nissan 1.2 TCe (H5Ft/HR12DDT): galingiausios versijos pasižymi nebloga dinamika, tačiau pasitaikydavo atvejų, kai 2012-2014 m. gaminti varikliai pradėdavo vartoti alyvą, o paskirstymo grandinė išsitempdavo pasiekus 90-100 tūkst. km ridą.
  • Renault/Nissan 0.9 TCe (H4BT) ir 1.0 SCe (H4DA): turi identišką konstrukciją su 1.2 TCe, todėl pasižymi tais pačiais alyvos suvartojimo ir paskirstymo grandinės problemomis. Taip pat verta atkreipti dėmesį į programinės įrangos versiją, nes trikdžiai apsunkindavo variklio užvedimą esant žemai temperatūrai.
  • PSA 1.0 (EB0) ir 1.2 (EB2F/EB2FA) PureTech: didžiausia problema - alyvos vonelėje esantis paskirstymo diržas, kurio nusidėvėjimo likučiai patenka į tepimo sistemą ir užkemša alyvos kanalus bei siurblį. Būtina keisti alyvą kas metus arba kas 10 000 - 15 000 kilometrų ir tikrinti diržo būklę kas 50 000 km.
  • Ford 1.0 EcoBoost: giriamas dėl dinamikos ir taupumo, tačiau reiklus kokybiškai alyvai ir degalams. Pasitaiko aušinimo sistemos žarnų gedimų, aukšto slėgio degalų siurblio problemų ir alyvos nuotėkių.
  • Honda 1.0 VTEC (P10A2): dažnai peikiamas dėl turbokompresoriaus gedimų, kuriuos sukelia užsikimšęs alyvos padavimo vamzdelis. Kaip ir Peugeot varikliuose, paskirstymo diržas panardintas į alyvos vonelę, todėl galimos tos pačios problemos ties 90 000 - 100 000 km rida.
  • Hyundai/KIA 1.0 MPI (G3LD): dažniausiai erzina dėl „Start/Stop“ sistemos gedimų ir netoleruoja pernelyg aukštos veikimo temperatūros.
  • Hyundai/KIA 1.0 T-GDI (G3LE): pagrindinis trūkumas - maždaug 100 000 km siekiantis paskirstymo grandinės resursas.
  • Opel 1.0 TURBO (B10XFL): inžinieriai nesididžiuoja šiuo agregatu dėl jo nepatikimumo: barškanti grandinė, nesandari variklio tarpinė, stringantis EGR vožtuvas. Rekomenduojama rinktis laiko patikrintus 1.2 arba 1.4 litro agregatus.
  • FCA 0.9 TwinAir: eiklus, žvalus ir charizmatiškas variklis, tačiau reikalauja tik gamintojo rekomenduojamos alyvos ir paskirstymo grandinę reikia keisti maždaug kas 80 000 km.
  • FCA 1.0 ir 1.3 FireFly: naujesni varikliai, kurie laikomi patikimais, tačiau reikalauja naudoti tik gamintojo specifikacijas atitinkančią alyvą ir ją keisti reguliariai (kas metus arba kas 15 000 km). 1.3 FireFly varikliuose taip pat reikia keisti paskirstymo grandinę kas 80 000 - 90 000 km ir pasitaiko stringančių EGR vožtuvų.
  • VAG 1.0 TSI, 1.0 MPI, 1.2 TSI (EA211): gaminti nuo 2012 metų, neturi tokių vaikiškų ligų kaip prieš tai gamintas „EA 111“ agregatas, kuris turėjo milžinišką problemų kraitį.
  • Suzuki 1.0 Boosterjet (K14C): gyvybingas, taupus ir pakankamai tylus variklis, demonstruojantis pavyzdinę japonišką ištvermę.

Išvada

Supratimas apie automobilių variklių anatomiją ir tipus gali padėti priimti pagrįstus sprendimus perkant ir prižiūrint automobilį. Nors benzininiai varikliai yra populiarus pasirinkimas dėl savo paprastumo ir mažesnių priežiūros išlaidų, labai svarbu atkreipti dėmesį į konkretaus variklio modelio ypatumus ir laikytis griežtų priežiūros rekomendacijų. Nuolat besikeičiančiame automobilių inžinerijos pasaulyje, nuo hibridinių iki elektrinių transporto priemonių, keli benzininiai varikliai atlaikė laiko išbandymą, tapdami patikimumo etalonais. Tačiau svarbiausia tendencija yra ne vien technologinė, bet ir eksploatacinė: modernūs varikliai tampa efektyvesni, bet jautresni priežiūros disciplinai.

tags: #automobiliu #varikliai #benzininiai

Populiarūs įrašai: