НЕМНОГО ИСТОРИИ
Долгое время с момента своего появления автомобили не нуждались в защите картера: все они имели неразрезной мост передней колёсной подвески, над которым располагался двигатель. Препятствия просто не могли достать картер двигателя – их встречал на пути мост подвески. Рост числа хороших дорог после Второй мировой войны позволил конструкторам легковых автомобилей применить более комфортную независимую подвеску, что в свою очередь дало возможность опустить двигатель ниже, сделав автомобиль более компактным, обтекаемым и устойчивым при прохождении поворотов на большой скорости. Но наряду с плюсами это принесло один весьма существенный минус. Ничем не защищённый поддон картера двигателя оказался вблизи поверхности дороги и стал уязвим от предметов, случайно попавших на неё. Первый советский серийный автомобиль с независимой передней подвеской ГАЗ М-20 «Победа» появился в 1946 году. «Победа» имела дорожный просвет (клиренс) 20 см, благодаря чему вероятность повреждения поддона картера о дорожные препятствия была не слишком высока. У всех последующих моделей клиренс неизменно уменьшался. Клиренс современных легковых автомобилей равен 13-15 см, кроссоверов – 20 см. Сегодня с независимой передней подвеской выпускаются не только все легковые автомобили и кроссоверы, но и почти все внедорожники.
После 1991 года советская авиакосмическая отрасль (главный потребитель алюминия) рухнула, и российская цветная металлургия завалила мировой рынок дешевым алюминием. С середины 90-х годов все западные автоконцерны переходят на алюминиевые поддоны картера двигателя и КПП в своих автомобилях. Во-первых, из-за технологичности – алюминиевое литьё позволяет придавать деталям более сложную форму, нежели штамповка стального листа. Во-вторых, из-за лучшей теплопроводности алюминия, позволяющей эффективнее отводить тепло нагретого в агрегате масла. К сожалению, литьевой алюминий хрупок и гораздо хуже противостоит ударам, нежели сталь. Если штампованный стальной поддон от удара лишь промнётся, то литой алюминиевый – расколется. На современных автомобилях штампованный стальной поддон картера двигателя встречается уже очень редко.
 |
| Демонстрация преимущества листа с ребрами жесткости перед плоским листом. Кадр из передачи «Главная дорога» на НТВ 22.12.2012 г. |
 |
| Штампованная стальная защита картера «АвтоЩИТ» с рельефом по всей площади |
После кризиса 1998 года на московском рынке появились 2-миллиметровые плоские защиты картера с берегов Невы. Поскольку единственным критерием тендеров, проводимых крупными заказчиками–оптовиками, являлась низкая цена, то и компания «АвтоЩИТ» была вынуждена перейти на выпуск защит для легковых автомобилей из 2-миллиметровой стали. Правда, у нас сохранялось преимущество штамповки, наглядно продемонстрированное в передаче «Главная дорога» 22.12.2012 г. на канале НТВ, – наша 2-миллиметровая защита для ВАЗ-2110, усиленная отштампованными ребрами жесткости, оказалась единственной, успешно прошедшей испытания на стенде и в реальных дорожных условиях. После кризиса 2008 года на московский рынок хлынули дешевые уральские защиты картера толщиной 1,5 мм. Конечно же, снижение цены должно радовать конечного потребителя. Но что он получает, сэкономив при покупке 300-500 рублей?
Инженер, не просто слушавший курс «Сопромата», а сдавший экзамен хотя бы на четвёрку, должен знать, что прогиб пластины, нагруженной поперечной силой, зависит от её толщины в кубической степени. То есть под одной и той же нагрузкой 2-миллиметровая защита прогнётся в 3,4 раза сильнее 3-миллиметровой (1,5х1,5х1,5=3,4), а 1,5-миллиметровая – в 8 раз (2х2х2=8). Слабая защита не противодействует нагрузке, а свободно прижимается к картеру и передаёт удар ему, являясь просто пыльником, защищающим мотор лишь от грязи. Замена смятого или пробитого поддона картера двигателя на отечественной машине обойдётся тысячи в 2-3 рублей плюс стоимость масла. Замена расколотой алюминиевой коробки передач – тысяч в 20 рублей. Владелец иномарки потеряет в этом случае значительно больше. Вот чем рискует обернуться экономия 300-500 рублей при покупке защиты. По просьбам наших розничных заказчиков мы возобновили изготовление защит для легковых автомобилей из 3-миллиметровой стали.
 |
| Схема прогиба под нагрузкой защит картера разной толщины |
При наезде на препятствие защита гасит энергию удара своей упругой деформацией, которая не должна превышать зазора между защитой и картером, иначе удар достигнет картера и может расколоть его (зазор между защитой и картером обычно не превышает 25 мм, чтобы не слишком уменьшать дорожный просвет). Поэтому основное качество защиты – жесткость. При этом защита не должна сломаться, следовательно, второе её качество – прочность. Чем защита жёстче и прочнее, тем от более сильного удара она защитит двигатель и КПП.
Усилие прогиба защиты на величину зазора между ней и картером должно нормироваться в зависимости от массы автомобиля. Ведь одно дело – если на пень или камень натыкается DAEWOO "Matiz" весом 770 кг и другое – 3-тонный TOYOTA "Land Cruiser". По выработанному стандарту защита легкового автомобиля в наиболее слабой точке должна без разрушения и потери устойчивости прогнуться на 25 мм под нагрузкой не менее 10 % максимальной массы автомобиля соответствующей модели. Для внедорожников и кроссоверов норма нагрузки увеличена до 15%.
 |
| Максимальная нагрузка на передние лонжероны кузова |
Оригинальные стальные защиты картера, выпускаемые производителями автомобилей, как правило, изготовлены штамповкой на мощных прессах. Глубокий рельеф, соответствующий расположению агрегатов моторного отсека, придаёт им высокую жёсткость. Традиционно наиболее сильные оригинальные защиты картера у немцев – BMW, AUDI, VOLKSWAGEN, OPEL, но, как и всё европейское оригинальное, они стоят необоснованно дорого. Наиболее слабые оригинальные защиты у французов – PEUGEOT и CITROEN.
Защита картера двигателя автомобиля в отечественных условиях эксплуатации будет совсем не лишней. Качество дорог за рубежом позволяет иностранным автопроизводителям относиться к защите картера несколько пренебрежительно, что на наших дорогах порой может вылиться в неприятный “сюрприз”.
Отечественный же автопром, по всей видимости, полагает, что увеличенный клиренс – это весьма эффективный и самодостаточный способ защиты картера автомобиля и коробки переключения передач (КПП) от механических повреждений и серийно не комплектует машины какой-либо дополнительной защитой двигателя.
Для чего нужна защита картера двигателя
Увы, но наши дороги все еще оставляют желать лучшего, и "сюрпризов" на них по прежнему предостаточно:
- "зубодробительный" проселок,
- расколотый асфальт,
- канализационный колодец, спрятавшийся в луже,
- посторонние предметы на шоссе.
Всё это чревато пробитым картером двигателя и вытекшим моторным маслом.
В лучшем случае поддон картера при удере лишь помнется, нарушив при этом нормальную циркуляцию масла в системе смазки (кстати, наши рекомендации по уходу за системой смазки двигателя).
На первый взгляд, устранение такой поломки является неприятной мелочью. Однако эта процедура может надолго испортить настроение, превратившись (в силу конструктивных особенностей автомобиля и немалой стоимости необходимых деталей) в сложную и недешевую операцию.
Одним словом, поддоном картера лучше лишний раз не рисковать – следует установить защиту.
Какая защита картера лучше?
Сторонники экономии на мелочах могут прислушаться к советам горе-мастеров: мол, зачем платить за дорогущую “фирменную” защиту картера двигателя на старенький Opel Vectra, если защита для «девятки» становится почти идеально? Она и стоит в несколько раз дешевле, хоть и прихватывается сваркой.
Но не следует забывать о том, что защита картера должна не только предохранять моторный отсек от грязи и пыли, но и не препятствовать его вентиляции, и непременно спасать двигатель. Да и подверженность коррозии тоже немаловажный фактор (как выполнить антикоррозийную обработку).
Можно ли быть уверенным в том, что защита картера, подваренная автогеном в гараже народного умельца, справится со всеми возложенными на нее функциями?
Для того, чтобы понять, какая защита картера будет лучше предохранять двигатель от повреждений, следует сперва разобраться из каких материалов её обычно изготавливают. Исходя из этого можно будет взвесить все плюсы и минусы каждого из материалов.
- Чаще всего защиту картера двигателя изготавливают из стального листа толщиной не менее 2 мм, на который наносится антикоррозионное покрытие. Масса такой защиты – 8-12 кг, а соотношение цена/качество наиболее оптимальны.
- Намного реже для изготовления защиты картера и КПП применяют не стальные, а алюминиевые листы – они заметно легче, но и стоят значительно дороже.
- Наиболее прогрессивными средствами защиты картера двигателя в настоящее время являются “бронелисты” из композитных материалов. Такая защита сочетает в себе прочность стали с небольшим весом алюминия.
В конце статьи смотрите краш-тест различных защит картера двигателя, изготовленных из стали, алюминия и композита. На видео хорошо видно, какой материал лучше держит удар.
Композитная защита двигателя и КПП
Композитная защита картера появилась на нашем рынке относительно недавно, но ее преимущества перед металлическими аналогами очевидны. Такая защита легче, не подвержена коррозии и в меру эластична. Единственным недостатком композитной защиты картера двигателя и КПП является ее более высокая стоимость.
Впрочем, многие водители еще не готовы поверить в прочность материала, имеющего собирательное название "пластмасса", ведь энергопоглощающие бамперы многих иномарок часто оказываются довольно хрупкими. Но композитные средства защиты картера ведущих производителей изготавливаются, как правило, из высокопрочных композитных материалов на основе полиэфирной смолы, армированными многослойной переплетенной стеклотканью. Всё это придает высочайшую прочность и позволяет надежно защищать поддон картера двигателя от механических повреждений.
Кроме того, использование композитных материалов позволяет изготавливать элементы защиты картера самой сложной конфигурации для редких марок автомобилей, удовлетворяя условиям самых требовательных заказчиков.
В отличие от стальной (особенно кустарной) защиты картера, композитный щит крепится болтами к металлическим пластинам, которые соединены заклепками с несущими элементами кузова. Конечно, удар огромной силы может “срезать” заклепки и даже сорвать защиту, зато балки и картер двигателя останутся целыми и невредимыми.
Краш-тест защиты картера двигателя (сталь, алюминий, композит)
Какую защиту картера выбрать
На первый взгляд выбор защиты двигателя и материала, из которого она изготовлена, выглядит просто – главное чтобы защита картера выполняла свои функции. На самом деле, помимо своей прямой функции, защита должна соответствовать множеству требований, как общих, так и специфических, характерных для определенных условий эксплуатации автомобиля. Соответствие этим требованиям во многом зависит от материала, из которого изготовлена та, или иная защита.
В этой статье нам хотелось бы дать общий обзор материалов применяемых для изготовления защит, чтобы помочь автолюбителю сориентироваться в предложениях на рынке и понять, что нужно именно ему. Для начала обозначим, какие вообще бывают защиты.
Металлы :
- Сталь 2мм
- Сталь 3мм (усиленная)
- Алюминий
- Нержавеющая сталь
- Титан
Композитные материалы:
- Стеклопластик
- Углепластик
- Кевлар
Здесь же надо отметить, что в стандартной комплектации нового автомобиля, поступающего с завода, часто присутствует пластиковый пыльник под моторным отсеком, который также иногда называют защитой, но защита двигателя должна быть не из пластика. По сути, это неверно, так как пыльник защищает моторный отсек только от грязи и воды. Уберечь картер от повреждений при встрече с твердым предметом он не в состоянии. Более того, он сам может быть достаточно легко поврежден. Особенно это актуально зимой, когда пластик от мороза становится очень ломким, а вероятность наезда на препятствие, невидимое под снегом, достаточна высокой.
Сталь. Наиболее распространенным материалом для производства защит картера является сталь толщиной 2мм. Этот материал хорошо зарекомендовал себя, и в большинстве случаев способен защитить картер от нежелательной встречи с препятствием. К плюсам применения защит из 2-мм стали следует отнести ее достаточную жесткость, невысокую стоимость и ремонтопригодность – сталь такой толщины легко поддается рихтовке. Стальная защита выдерживает наезд на острые и твердые предметы, принимая удар на себя, не деформирует кузовные элементы; а пластичность стали позволяет штамповать дополнительные ребра жесткости. К минусам – подверженность коррозии, несмотря на любое покрытие. На срок службы защиты влияет стиль езды, качество дорог, регион эксплуатации и т.д. В среднем, при неповрежденном покрытии защиты, он составляет – 3-4 года. Вес изделия обычно порядка 8-12 кг. Кстати, оригинальные защиты, которые предлагают ведущие мировые автопроизводители – AUDI, BMW, MB, VW, изготавливаются только из стали.
Обобщая, можно сказать, что стальные 2-мм защиты – это оптимальный вариант, который подходит для большинства автолюбителей по соотношению цена-качество, при обычных условиях эксплуатации автомобиля.
Усиленные стальные защиты из 3-мм стали, как правило, разрабатываются для внедорожников. Это связано, в первую очередь, с весом автомобиля и соответственно большей энергией удара о препятствие. Такие защиты целесообразно использовать:
- на автомобилях с большой массой;
- на автомобилях, которые часто используются в сложных дорожных условиях, когда от защиты требуется соответствовать повышенным требованиям по жесткости (высокий риск контакта днища автомобиля с препятствием).
В остальном, защиты из 3-мм стали сохраняют все плюсы и минусы 2-х миллиметровых. При этом они несколько дороже и тяжелее, восстанавливать их форму после столкновения сложнее.
Алюминий. Защиты из алюминия имеют ряд преимуществ и недостатков по сравнению со стальными. Алюминиевая защита стоит в 3-4 раза дороже стальной. В первую очередь это определяется стоимостью самого материала. Вес защиты изготовленной из алюминия может оказаться даже больше, чем аналогичной стальной. Это связано с тем, что для изготовления алюминиевых защит применяют 5-мм алюминий. Если сравнить вес алюминиевого листа толщиной 5мм размером 1х1 метр и такого же из 2-мм стали, то он будет примерно равный. При этом защиты из алюминия часто по площади больше стальных (это возможно за счет жесткости материала), соответственно, вес алюминиевой защиты может быть больше, чем стальной. Тем не менее, применение алюминия весьма актуально для спортивных автомобилей.
- Жесткость алюминия позволяет изготовить защиту большой площади из одного листа материала. Это удобно, когда защиту нужно быстро снять для доступа к двигателю и так же быстро установить.
- Вторая причина – алюминий не дает искры при контакте с препятствием (удары защиты об асфальт при прыжках) и не может стать причиной возгорания автомобиля.
Также подобные защиты находят широкое применение на автомобилях с кузовом, полностью изготовленным из алюминия. Ярким примером таких автомобилей является Audi ТТ.
Приобретая алюминиевую защиту, следует помнить, что в городской среде он активно окисляется. Впрочем, в основном изменения касаются внешнего вида, служит алюминиевая защита значительно дольше, чем стальная.
Нержавеющая сталь, как правило, применяется для изготовления видовых защит. Обрабатывать этот материал сложнее, чем обычную сталь, что естественно сказывается на стоимости изделия. В среднем такие защиты стоят в 2-3 раза дороже стальных. Основными преимуществами являются:
- защищенность от коррозии;
- презентабельный внешний вид нержавейки. Это актуально для автомобилей, на которых защита видна из-под бампера (в основном джипы).
В качестве компромиссного варианта иногда изготавливают стальные защиты с накладкой из нержавейки на переднюю часть. Это позволяет получить привлекательный внешний вид за меньшие расходы.
Титан. Титан намного прочнее стали, обладает легкостью алюминия и при этом почти не подвержен окислению. Это практически идеальный материал для изготовления защиты, но стоимость делает его нерентабельным для использования в серийном производстве, поэтому титановые защиты изготавливаются в единичных экземплярах только на заказ.
Композитные материалы. Для начала следует сказать несколько слов о технологиях производства защит из композитных материалов.
Технология изготовления композитной защиты предполагает использование нескольких слоев армирующего материала (стеклоткани, углеткани или кевлара) соединенных между собой с помощью смолы. Требуемая для защиты картера жесткость достигается использованием 5 – 6 слоев. При соблюдении технологии производства композитные материалы обладают высокой прочностью. К слову, высокотехнологичные углепластики применяются в космической промышленности, при создании болидов Формулы 1, в производстве профессионального спортивного снаряжения. При нарушениях технологии защита будет ломаться, протираться, а при нагреве от двигателя смола может выделять токсичные вещества
Для примера, стоимость одного листа углеткани составляет около 30$. Вы легко можете сами посчитать минимальную стоимость подобного изделия, умножив эту цифру на количество слоев, и прибавив стоимость изготовления.
Кевлар сравним по прочности с углепластиком, но является еще более дорогостоящим материалом. Стоимость настоящей кевларовой защиты, изготовленной с соблюдением технологических требований, составляет несколько тысяч долларов.
Таким образом, к плюсам защит из композитных материалов можно отнести хорошие прочностные характеристики при соблюдении технологии производства, отсутствие проблем с коррозией и возможность изготовить защиту сложной формы, повторяющей геометрию моторного пространства. Минусы – высокая цена (при соблюдении технологии) и более трудоемкий по сравнению со сталью ремонт. Также большую сложность составляет контроль соблюдения технологических требований, при производстве данных защит, что приводит к большому количеству брака, который не всегда легко определить при покупке.
На сегодняшний день на рынке представлены защиты из различных материалов, на любой вкус и бюджет. Мы надеемся, что эта статья позволила Вам сориентироваться в этом многообразии, понять специфику материалов и выбрать то, что нужно именно Вам.
