Вопрос экономии в непростые времена актуален как никогда. Подъезжая к очередной АЗС и видя самую низкую цену напротив строчки АИ-92, так и хочется взять соответствующий пистолет. Но не для того, чтобы перестрелять нефтяных королей, а чтобы залить лишние 10 литров за те же деньги. Самые лояльные автопроизводители, кстати, используют адаптацию своих моторов под «92-й» как конкурентное преимущество. А что подразумевает эта самая адаптация и что будет, если лить не рекомендованный бензин?
Переделать мотор под использование бензина другой марки всегда было непросто. Но и не так уж сложно: в «Жигули» ставили вторую прокладку ГБЦ и перенастраивали карбюратор. Ну а современный водитель все больше надеется на умную электронику, когда хочет «обмануть систему» и залить вместо рекомендуемого АИ-95 более дешевый АИ-92. Давно ушли в прошлое времена, когда нужно было менять «фишку» под капотом, да и «звона пальцев», который на самом деле является звуковой волной от детонации, бьющей по блоку цилиндров, уже почти не слышно.
Нынешнее поколение водителей выросло в уверенности, что более дешевый бензин обернется максимум потерей мощности и небольшим увеличением расхода. Такое заблуждение присутствует даже в профессиональной среде: в официальных сервисах порой настаивают на том, что «92-й» бензин «чище», и рекомендуют использовать именно его, пугая прогарами поршней при работе на АИ-98 или загрязнением форсунок от присадок. Аргументация проста: датчики детонации на современных моторах способны предотвратить или сильно сгладить негативные последствия.
Подобная уверенность в большинстве случаев основана на неверном понимании сути работы систем управления двигателем, ведь их за «послекарбюраторную эру» сменилось уже несколько поколений.
Еще в семидесятые годы удалось создать достаточно надежные системы управления УОЗ (углы опережения зажигания) на основе вакуумного и центробежного корректора. Результирующая кривая опережения, разумеется, была не адаптивной, но при исправном состоянии двигателя угол зажигания почти всегда был близок к оптимальному, а недостатки системы управления нивелировались повышенным запасом прочности «железа».
Начало восьмидесятых годов ознаменовалось широким распространением микропроцессорных систем зажигания и появлением массовых систем управления впрыском, заменяющих карбюраторы. Сначала эти системы работали по старинке: отдельно система зажигания, отдельно система впрыска. Но к началу восьмидесятых они слились в одну систему — систему управления двигателем. Одной из первых и массовых систем на европейском рынке стала Bosch Moronic, вышедшая в 1979-м.
К концу девяностых почти все моторы управлялись едиными цифровыми блоками — ECU. Многие модели, например легендарный Mercedes W140, обзавелись интегрированными системами управления прямо в процессе производства (от связки EZL+Jetronic к Motronic 2). Во многом стимулирующим фактором для европейских производителей стало внедрение стандарта Euro 2 в 1995 году и связанная с ним модернизация моторов.
Штатная система управления двигателем в девяностые годы уже умела все то же самое, что умеют и современные авто: управлять оборотами холостого хода, смесеобразованием и зажиганием по сигналам датчиков положения коленвала, распредвала, температуры двигателя и воздуха, положения дроссельной заслонки, одного или нескольких лямбда-сенсоров и, разумеется, датчика детонации.
Системы также умели управлять вспомогательными функциями: фазовращателями, изменением геометрии впуска, EGR, вентиляторами системы охлаждения, клапанами адсорбера, турбонаддувом и прочим.
В условиях ограниченной вычислительной мощности упор в системах менеджмента был сделан на таблицы. В зависимости от показаний датчиков система управления выдавала нужные параметры на исполнительных устройствах управления двигателем. Схема оказалась достаточно удачной. Во всяком случае, по степени форсирования и удобства настройки системы управления начала девяностых не отстают от современных, а по удобству настройки в «гаражных» условиях даже опережают.
Детонация и ручная настройка угла зажигания для машин с такими системами управления двигателем для водителя стали чем-то далеким. Заводские калибровки с достаточным запасом обходят возможную зону детонации в расчете на изменение характеристик мотора со временем, плохое обслуживание и тому подобные факторы. А страхует систему управления датчик детонации, показания которого заставят ECU (блок управления двигателем) перейти в безопасный аварийный режим.
Моторы с подобными системами управления оказались очень устойчивы к изменению октанового числа топлива даже при наличии турбонаддува. И про детонацию владельцы большинства серийных автомобилей стали попросту забывать. Выбор между 95 и 92 бензином обычно рассматривался уже чисто с экономических позиций.
Развитие ECU поддерживалось значительным прогрессом в микроэлектронике, внедрением цифровой коммуникации между различными исполнительными блоками автомобиля и все более возрастающими требованиями к экологии.
Повышение уровня интеграции компонентов привело к значительному повышению сложности блоков управления и программного обеспечения. Проектирование систем стало слишком сложным для отдельных производителей. В 2003 году ведущие европейские автопроизводители создали AUTOSAR (Automotive Open System Architecture) — сообщество по разработке систем управления двигателей и сопутствующего оснащения автомобилей, призванное объединить усилия в этой области. Сейчас BMW, Bosch, Continental, Daimler AG, Ford, GM, PSA, Toyota и Volkswagen входят в это объединение, а их технические решения применяются на большинстве производимых в мире автомобилей.
В 1993 году вышла одна из самых первых систем управления с torque-management — управлением двигателем на основе данных о требуемом крутящем моменте, с полностью электронным управлением педалью акселератора, что ознаменовало новый шаг в развитии систем управления бензиновыми двигателями.
Отныне водитель посредством педали газа просто сообщал, сколько ему нужно тяги, а система управления двигателем старалась обеспечить нужные параметры.
В 1998 году Bosch представил свою систему управления Motronic ME7, также основанную на концепции torque-management. Дальнейший прогресс систем управления двигателем во многом определялся новыми требованиями экологичности, снижения расхода топлива и дальнейшего облегчения и увеличения КПД моторов.
Системы управления с torque-management стали массово использовать систему управления на основе физической модели. Это означает, что контроллер в режиме реального времени высчитывает необходимые данные, основываясь на показаниях ограниченного числа датчиков и математической модели двигателя.
Подобный подход позволяет проводить регулировку двигателя практически идеально, с точностью, недоступной системам, основанным на заранее скомпилированных трехмерных картах, в широком диапазоне рабочих температур и нагрузки. Разумеется, этот метод управления заметно затратнее и требует на порядок больше сил на разработку бортовой системы управления. Но именно для реализации таких эффективных алгоритмов и создавался AUTOSAR.
И удивительным образом на сцене опять появляется детонация. Новые двигатели с непосредственным впрыском имеют настолько точно работающую систему управления, что запас прочности их механической части уменьшен в несколько раз. И системы управления «научены» использовать потенциал двигателя на всю катушку постоянно, в чем им немало помогают современные автоматические трансмиссии, позволяющие максимально эффективно нагружать двигатель в любых режимах, а также системы охлаждения с несколькими режимами работы.
Каков итог?
К сожалению, адаптация современных сложных систем управления к заведомо неправильным условиям эксплуатации, например использованию бензина со значительно сниженным октановым числом, оказалась намного менее приоритетной задачей, чем возможность максимально эффективного использования высокооктанового топлива.
Непосредственный впрыск и новые системы управления не наделяют новые бензиновые моторы иммунитетом к детонации. Всегда присутствуют скачки нагрузки, недостаточно проработанные программистами режимы работы и просто граничные режимы, где от топлива требуется вся его устойчивость. А непосредственный впрыск работает в различных режимах, и от детонации и даже калильного зажигания он защищен лишь при малой и средней нагрузке и стабильных режимах работы двигателя. На высоких оборотах и нагрузке, когда не работают датчики детонации, мотор может выйти из строя очень быстро.
Сочетание неблагоприятных факторов при использовании недостаточно высокооктанового топлива лишь вопрос времени, так что не удивительно, что периодически возникают неприятные проблемы на отдельных моделях автомобилей, связанные с повреждениями поршневой группы, а ресурс моторов у владельцев, использующих «чистый» бензин, может оказаться в разы ниже ожидаемого.
От подобных бед не избавлены и обладатели машин с достаточно простыми двигателями с обычным распределенным впрыском и МКПП. Новые версии атмосферных двигателей зачастую имеют очень высокую степень сжатия и очень высокую рабочую температуру при малой и средней нагрузке. И по чувствительности к октановому числу не уступают турбомоторам с непосредственным впрыском.
Все чаще можно встретить случаи, когда нижний предел октанового числа, указанный на лючке бензобака и в руководстве по эксплуатации, в летний период не позволяет безопасно эксплуатировать двигатель. И потому в сложных режимах эксплуатации, в жару, при чередовании длительных пробок и динамичного передвижения, при спортивном вождении рекомендуется использовать топливо с максимальным рекомендуемым октановым числом или даже выше.
Источник: Движок
