Mniej czasami znaczy więcej – więcej mocy i… problemów!

Na początku nowego millenium jasne stało się to, że klasyczne silniki benzynowe nie mają żadnych szans w rynkowym starciu z dieslami. Są zbyt słabe, zbyt ospałe i zbyt paliwożerne. Pojawienie się ściany zmobilizowało inżynierów do wytężonej pracy. A na efekty długo nie trzeba było czekać. Receptą na benzyniaka przyszłości stał się motor o obniżonej pojemności, ale zdecydowanie zwiększonej mocy. Jak to jest możliwe? I jakie problemy niesie ze sobą?

Silniki benzynowe przyszłości zadebiutowały za sprawą takich konstrukcji jak 1,2 TSI, 1,4 TSI oraz 1,4 T-Jet. Pomysł inżynierów na nowoczesne motory był prosty. Maksymalnie obniżali pojemność skokową, z czasem zaczęli obcinać po jednym cylindrze oraz uzupełniali całość doładowaniem i nowoczesnym układem wtryskowym. Bezpośredni wtrysk wzorowany po części na dieslach zapewnia niezwykle precyzyjne dobieranie dawki paliwa do obecnego obciążenia jednostki napędowej. Turbosprężarki – które nawet były łączone z kompresorami – pozwalają na jeszcze efektywniejsze spalanie mieszanki, a mniejsza pojemność dodatkowo tonuje apetyt.

Nowy silnik benzynowy – technologiczna jakość z XXI wieku!

Choć nowoczesny osprzęt stanowi przykład zmiany bardzo oczywistej, potężny postęp dokonał się również w kwestiach mniej zauważalnych. Dla przykładu inżynierowie starali się maksymalnie obniżyć opory wewnętrzne, pracowali nad minimalizacją strat cieplnych podczas pracy, na szeroką skalę zaczęli stosować system zmiennych faz rozrządu oraz użyli całkowicie innych materiałów. Bloki nowoczesnych jednostek napędowych zaczęły być odlewane z aluminium i magnezu. Rewolucja na rynku silników benzynowych przyniosła taki sam skutek jak w przypadku motorów wysokoprężnych. Benzyniaki stały się i mocniejsze, i dużo bardziej oszczędne.

Wszystkie zabiegi inżynieryjne poskutkowały obniżeniem zapotrzebowania na paliwo nawet o 20 proc. Mniej spalin oczywiście oznacza, że do atmosfery emitowanych jest mniej szkodliwych związków, a jednostki mogą spełniać bardziej restrykcyjne normy emisji spalin. I choć na pierwszy rzut oka wydaje się, że producenci mogą ogłosić sukces, a nowoczesne silniki benzynowe spokojnie można traktować w roli błogosławieństwa, prawda wychodząca na jaw podczas eksploatacji jest zgoła inna.

Pierwsza z wątpliwości dotyczy wyników spalania. Szczytne deklaracje dotyczące symbolicznego apetytu silników są zgodne z prawdą, jednak wyłącznie pod warunkiem że kierowca delikatnie naciska pedał gazu. W sytuacji, w której mały silnik jest poddawany dużym obciążeniom, zapotrzebowanie na benzynę zdecydowanie rośnie. I różnice potrafią być naprawdę znaczące. Niejednokrotnie okazuje się bowiem, że podczas dynamicznej jazdy downsizingowany motor o pojemności 2 litrów potrafi spalić większą ilość paliwa od wolnossącej jednostki posiadającej 6 cylindrów i 3 litry pojemności.

Mały ale wariat – wariat z dużą ilością siły!

A to rozbieżności w zapotrzebowaniu na paliwo stanowią dopiero początek problemów. Choć komora spalania w silniku o obniżonej pojemności jest mniejsza, poddaje się ją większym obciążeniom. To w naturalny sposób przekłada się na kumulację wyższych sił i wyższej temperatury, co musi znaleźć swoje odzwierciedlenie w stanie motoru. Skutek? W nowoczesnych benzyniakach nie są odosobnione przypadki pękania głowicy i cylindrów, niskiej trwałości uszczelki pod głowicą czy uszkodzenia tłoków i układu korbowodowego.

Nowoczesne silniki benzynowe bardzo często są parowane z systemem Start/Stop. Rozwiązanie gaszące motor na postoju w teorii może zaoszczędzić nawet 10 proc. paliwa spalanego w cyklu miejskim. W praktyce bardzo często okazuje się, że system jest dezaktywowany. Dzieje się tak za każdym razem, gdy komputer uzna iż akumulator jest zbyt słabo naładowany. W sytuacji, w której bateria dysponuje właściwym zapasem energii, Start/Stop pracuje prawidłowo. Tym samym nie ma jednak dobrego wpływu na trwałość silnika.

Podstawowe zagadnienie dotyczy przeciążeń cieplnych. Jednostka napędowa zamiast utrzymywać stabilną temperaturę pracy, naprzemiennie uzyskuje ją i traci. A to sytuacja niekorzystna dla materiałów wykorzystanych do budowy motoru. Poza tym Start/Stop oznacza dodatkowe obciążenia dla rozrządu, rozrusznika i alternatora oraz nie ma najlepszego wpływu na turbosprężarkę. Żeby zrozumieć jak bardzo system jest niekorzystny dla doładowania, wystarczy wyobrazić sobie scenariusz, w którym auto zjeżdża z autostrady i wpada wprost na skrzyżowanie z czerwonym światłem. Choć wirnik sprężarki z całą pewnością jeszcze pracuje na bardzo wysokich obrotach, a temperatura mechanizmu jest wysoka, ustaje krążenie oleju. A to oznacza brak smarowania i brak chłodzenia.

Nagromadzenie drogich awarii! Znak firmowy benzyniaków

Choć benzyniaki starego typu miały oczywiste ograniczenia na polu osiągów czy spalania, w jednej kwestii były absolutnymi mistrzami. Prostota konstrukcyjna sprawiała, że psuły się niezwykle rzadko. Tego samego nie da się powiedzieć o nowoczesnych benzyniakach. Duża ilość zaawansowanego osprzętu, który dodatkowo jest zmuszany do pracy pod znacznym obciążeniem sprawia, że kupujący fabrycznie nowy samochód wcale długo nie musi czekać na pierwszą kosztowną wizyt w serwisie. Przykład? Czasami już po pokonaniu 40 tysięcy kilometrów w silnikach wyciąga się łańcuch rozrządu. A jego wymiana zazwyczaj kosztuje od 2 do 3 tysięcy złotych.

Dodatkowo listę kosztownych wydatków uzupełniają wtryskiwacze. Precyzyjną aparaturę niszczy albo wysoka temperatura wydostająca się z cylindrów, albo niska jakość paliwa. A nowy wtryskiwacz kosztuje około 1000 złotych. Poza tym w wysilonych silnikach nowego typu absolutnym wymogiem stało się koło dwumasowe. Niestety tłumik drgań skrętnych źle znosi ciągłe operowanie sprzęgłem w mieście, a do tego jest drogi. Nowy kosztuje minimum 1200 złotych. Ceny regeneracji turbosprężarek zaczynają się od ponad 1000 złotych, podczas gdy jedna cewka zapłonowa potrafi kosztować 700 złotych!

Formuła silników benzynowych aż prosiła się o zmianę. Recepta na benzyniaka w XXI wieku musiała dostosować się do potrzeb i wymagań kierowców. Czemu jednak rozwój musiał pójść akurat w tym kierunku? Jaka nie byłaby odpowiedź na to pytanie, wniosek może być jeden – ciężko patrzeć optymistycznie na trwałość obecnych jednostek napędowych. Jak podkreślają motoryzacyjni specjaliści, współczesne motory są budowane przy założeniu nagromadzenia kosztownych awarii przy przebiegu 150 – 200 tysięcy kilometrów. Dla benzyniaków starego typu taki dystans był zaledwie rozgrzewką…