К концу ХХ века в истории создания автомобильных двигателей внезапно назрела революция. Ее «отцами» стали вовсе не автомобильные инженеры и конструкторы. Конечно, именно их усилия, изобретения и поиски решений стали топливом этого переворота, именно им пришлось искать ответы на новые вопросы. А задавали эти вопросы совсем другие люди – экологи, маркетологи и политики. Ну а забот перепало не только инженерам, занимавшимся непосредственно разработкой двигателей, но и тем, кто создавал материалы, детали и «расходники». Им теперь приходилось учитывать намного больше аспектов и нюансов.
Резкий старт на «зеленый»
Конечно же, как таковая официальная дата начала новой эпохи в автомобилестроении никем не отмечается, но неофициально считается, что отсчет можно вести от появления в 1970 году в США поправки к Clean Air Act – Закону о чистом воздухе. Именно она диктовала автопроизводителям новые требования: значительно снизить вредные выбросы их продукции. В США это стало радикальной сменой направления развития: там привыкли к многолитровым двигателям, хоть в дни нефтяных кризисов уже имели поводы задуматься об экономичности автомобилей. Новшества были приняты далеко не всеми: наклейки «F**k Fuel Economy» (недвусмысленное указание, куда идти сторонникам экологических перемен) до сих пор можно встретить на внедорожниках и пикапах, причем далеко за пределами Штатов.
Но для автопроизводителей роскошь послать новые законы на несколько англоязычных букв, естественно, была непозволительной. Все объединяющие структуры (о которых мы рассказывали в прошлой части) стали вносить соответствующие коррективы в свои регламенты. Появились – и не только в США, остальные страны первого мира быстро подхватили тенденцию – первые экологические стандарты. Признаться, они были еще достаточно безобидными по сравнению с теми, по которым мы живем сейчас. Экологически вредным выбросам был объявлен настоящий бой – как их составу, так и количеству. И инженеры бросились искать ответы на новые вызовы, а по мере разработки таких ответов начали ставить задачи технологам, материаловедам, химикам, электронщикам.
Примерно два десятилетия удавалось «укладываться» в экологические требования за счет оптимизации конструкции и настроек самих двигателей. Огромную роль сыграло здесь распространение систем впрыска – сначала одноточечного, потом распределенного – позволявших гораздо точнее дозировать подачу топлива. Еще одним важным шагом стали различные возможности изменения фаз газораспределения: кто-то из автопроизводителей упражнялся с переменной длительностью фаз, кто-то – с переменной высотой подъема клапанов.
Постепенно уходили со сцены автомобили, которые можно было чинить «гаечным ключом и отверткой». Высокоточные, миниатюрные и быстродействующие сервоприводы и актуаторы, настройки основных систем при помощи электроники – все это требовало уже профессионального сервиса. И более тонкого подбора качеств смазочных материалов. В середине семидесятых годов началось промышленное производство первых синтетических моторных масел. Однако этот прогресс нельзя назвать стремительным. Ощутимо более дорогая «синтетика» завоевывала рынок осторожными шагами. К примеру, в 1980-х уже были достаточно распространены компромиссные полусинтетические масла с улучшенными качествами, но с более-менее традиционной рецептурой: к обычной минеральной основе добавлялся пакет синтетических присадок. А «полностью синтетика» считалась продуктом элитным, флагманом в линейках самых авторитетных производителей масел.
Полезные, но капризные – каталитический нейтрализатор и сажевый фильтр
Настоящий взлет «синтетики» начался после того, как был достигнут предел механической оптимизации двигателей, а экологические стандарты продолжали становиться все строже и жестче.
Первым новым шагом стало появление систем дополнительной очистки выхлопных газов – каталитических нейтрализаторов и сажевых фильтров (для дизельных двигателей). Каталитические нейтрализаторы, как можно догадаться из названия, обеспечивают химическую реакцию разложения вредных составляющих выхлопа. Первым требованием, которое было «выставлено» этим новым на тот момент узлом, стал отказ от этилированного бензина. В состав нейтрализатора входит ряд драгоценных металлов, и с присутствующим в этилированном бензине свинцом они, мягко говоря, «не дружили». Здесь нужно напомнить, что «этилированный» – это упрощенный термин, а полное название присадки, которая использовалась для повышения октанового числа топлива – «тетраэтилсвинец». Так становится понятнее, при чем тут свинец. Повышение октанового числа многие годы позволяло увеличивать степень сжатия в двигателе, добиваться большей мощности. Теперь приходилось достигать тех же результатов – но уже без тетраэтилсвинца. Но не нужно сожалений: уж больно вредная это штука и для человека тоже.