Набор требований, предъявляемых к двигателю современного массового автомобиля, расширяется с каждым годом. Мощность, надежность, простота обслуживания и безопасность для окружающей среды, соединенные в одном моторе, уже не слишком вдохновляют массового потребителя.

Автовладельцу хочется, чтобы его машина имела динамику спорткара, потребляла топливо на уровне самых лучших экономобилей, не требовала никакого вмешательства с целью настройки, и не заставляла задумываться о том, как согласовать мощность и число оборотов на обгонах и бездорожье. Иной раз кажется, что для удовлетворения такого спектра запросов инженерам не остается ничего другого, как собирать силовую установку из 2-3 различных по конструкции и параметрам двигателей, предоставив электронике выбирать, какой мотор задействовать в той или иной дорожной обстановке.

По такому пути идут, например, создатели гибридных автомобилей. Но оказывается, что возможности обычных поршневых моторов, работающих на бензине и солярке, далеко не исчерпаны. И если в области самой механики ДВС коренных изменений пока незаметно, то процессы модернизации систем впрыска и газораспределения развиваются довольно стремительно.

Дело в том, что мощность, экономичность и крутящий момент мотора можно регулировать, просто изменяя момент, величину и продолжительность открытия впускных и выпускных клапанов.

Действительно, экономичность, например, напрямую зависит от соотношения воздуха и паров топлива. Двигатель, работающий без нагрузки, должен потреблять максимально обедненную смесь и при том не тратить мощность на прокачивание больших объемов газа через системы впуска и выпуска. А для получения максимального момента нужно «забить» в цилиндры двигателя как можно больше горючей смеси и «подождать» пока расширяющийся газ совершит максимум механической работы. В режиме же наибольшей мощности следует «прогнать» через мотор как можно больше воздуха и топлива, не заботясь уже о КПД и экономичности.

Однако газораспределительный механизм и форсунки настроены обычно так, чтобы добиться некоторых усредненных показателей экономичности, мощности и крутящего момента. Конечно, их тюнинг можно провести, готовя автомобиль к кольцевым гонкам, соревнованиям по экономичности или к преодолению бездорожья, но жесткая механическая связь коленчатого и распределительного валов не позволяют тихоходному экономичному двигателю прямо на ходу превращаться в спортивный мотор и обратно, ведь все настроено раз и навсегда.

Существуют, правда, такие системы, как DOHC i-VTEC, с успехом применяемая на автомобилях, где фазы газораспределения регулируются дополнительным поворотом шестерни относительно распредвала, а степень открытия впускного клапана – особой схемой работы подключаемых и отключаемых кулачков. Тщательная проработка профиля кулачков и алгоритмов срабатывания автоматики позволяет, например, вообще обходиться без дроссельной заслонки, что уменьшает потери в плане экономичности на 10-15%.

Но все это полумеры. Желательно вообще отказаться от таких инерционных устройств, как кулачки и коромысла, а управление стремительными процессами наполнения цилиндров новой порцией горючей смеси доверить высокоскоростной электронике и гидравлическим системам высокого давления. Именно электрогидравлическая автоматика позволяют регулировать не только момент и высоту открытия клапана, но также и продолжительность фаз впуска и выпуска.

Кроме того, можно добиться, что электроника будет управлять степенью сжатия и даже изменять рабочий объем двигателя. Действительно, достаточно изменить программу управляющей клапанами и форсункой вычислительной системы, и некоторые цилиндры будут на время выключены. А если задержать момент закрытия впускного клапана, то часть вошедшего в цилиндры воздуха будет вытесняться поднимающимся поршнем обратно во впускные каналы, что снизит насосные потери и степень сжатия.

Меняя частоту срабатывания электрогидропривода клапанов, можно превратить классический четырехтактный автомобильный мотор в 2-, 5- или 6-тактный. Работы в этом направлении уже активно ведутся специалистами некоторых ведущих мировых автогигантов.

Именно электроника способна динамично варьировать характеристики ДВС в широких пределах, создавая наилучшие условия для образования и сгорания топливной смеси. Наверное, в недалеком будущем газораспределение будет производиться уже не «железом», а «алгоритмами», моторы станут более универсальными и гибкими, происходящие в них процессы будут весьма жестко регламентироваться программой бортового компьютера.