Cum se testează fiabilitatea unui motor

Cum vă spuneam, de câte ori am scris despre motorul Ecoboost de la Ford am primit anumite întrebări: “dar cum rezistă în timp?” și “în ce stare va fi după 5-6 ani de utilizare?” erau cele la care nu puteam răspunde.

Așa că am fost la fabrica Ford de la Craiova, unde se produce chiar acest motor (împreună cu vreo alte două din lume) și am discutat cu un inginer specialist în motoare și testarea lor, ba chiar am asistat și la un astfel de test.

Motoarele se testează în niște camere speciale asemănătoare cu niște mese de operații pe care este pus “pacientul”, în jur fiind diverse aparate la care este conectat pentru a-i asigura ulei, benzină, aer, evacuarea gazelor și tot ce-i necesar, la fel ca pe o mașină. În plus, o mulțime de senzori urmăresc mulți parametri din timpul testării, iar operatorul stă afară, în spatele unui geam de securitate, și urmărește totul, monitorizând rezultatele.

La Ford Craiova se utilizează standuri de testare construite de AVL, o companie nemțească ce a ajuns lider mondial în domeniul testării motoarelor, transmisiilor și părților lor componente. Le-am văzut echipamentele acolo, atât partea mecanică (ceva trebuie să apese clapeta de accelerație, nu?) și până la cele electronice, adică sistemul de achiziție de date cu vreo 16 senzori diferiți și la dulapul de control din afara camerei, care interpretează datele și oferă softul de analiză și control.

Acum, eu știam de pe la diverse cursuri și proiecte că mai ales în industria auto motoarele și mașinile se testează sute de mii de kilometri, chiar milioane, înainte de a fi dat un “OK” de la cercetare pentru băgarea în producție. Nu aveam însă și date precise, dar le-am aflat acum. Să vă zic de teste.

TESTE PE LINIA DE PRODUCTIE

Aici e mai simplu. Motorul a fost deja testat exhaustiv în perioada de cercetare (vezi mai jos), iar acum se verifică doar că cele produse zilnic sunt bine asamblate. Fiecare motor este testat pe linia de fabricare la rece (adică învârtit cu o forță exterioară) și la cald (cu combustibil, ca pe mașină), dar unele au parte de un tratament special.

1. Testul de 5 ore.
Din producția de pe fiecare tură se alege un motor care este adus în aceste camere de test (celule dinamometrice, cred că le-ar zice în română) și montat la echipamentele AVL și cuplat la o transmisie. Testul de 5 ore presupune o etapă de încălzire de aproximativ 40 de minute și apoi 4 ore și 20 de minute de “forjă”, adică simularea unui regim de autostradă, la viteze mari.

Regimul nu este constant. Robotica AVL accelerează motorul ca în depășiri, îl mai lasă apoi mai moale, îl ține constant câteva minute, iarăși îl turează și mai mult șamd.

De ce 4 ore și 20 de minute de autostradă? Inginerul cu care am vorbit mi-a spus că acesta este timpul mediu pe care europenii îl petrec pe autostradă în timpul unei deplasări. M-am gândit, un pic amuzant, că în România timpul maxim pe autostradă este de 2 ore, că cea mai lungă pe care o avem noi este A2 și o termini rapid.

Puteți vedea mai jos câteva fotografii din timpul testului. Observați că senzorii indică un cuplu de 164,2 Nm la 1523 RPM pentru acel motor, foarte aproape de curba oficială declarată, care vorbește de 170 Nm cam de la 1500-1700 RPM. Acel Alpha_d înseamnă deschiderea clapetei de accelerație, maximă aici.

În cealaltă imagine observați o deschidere de 43,6%, dar cu motorul turat la 5499 RPM, un regim ca de mers constant pe autostradă, dar aproape de maximul său “de bun simț”.

Mulți alți parametri se văd acolo. De exemplu în prima imagine avem 7,81 kilograme de combustibil consumate pe oră, 5 bari presiunea pompei de benzină, 0,85 bari presiunea turbosuflantei, puterea de 26,16 kW dezvoltată de motor (cei 92 kW – 125 CP se ating pe la 6000 RPM), 30,6 grade temperatura aerului în motor, 70,8 grade temperatura uleiului șamd.

2. Testul de 20 de ore.
Acesta este un test mai lung, practic de 4 ori testul anterior, și la final se studiază conformitatea motorului. Un motor testat timp de 20 de ore este apoi dezasamblat și se studiază fiecare componentă a sa pentru uzură, zgârieturi sau alte probleme ce-ar putea semnala defecte de fabricație.

Cu toate acestea, chiar și 20 de ore de mers continuu pe autostradă n-ar spune mare lucru despre fiabilitatea pe termen lung a motorului.

TESTE DE FIABILITATE

Adevăratele teste de fiabilitate s-au făcut atunci când motorul era în stadiul de prototip și au vrut să-i găsească eventuale puncte slabe în fiabilitatea pe termen lung. Probabil se mai testează și acum, periodic, unele motoare, inclusiv dacă fabricantul unor componente anunță că a modificat ceva (de exemplu materialul unei garnituri).

3. Engine Fatigue Test.
Acesta este un test de 150 de ore rulat aproape în continuu în diverse regimuri de funcționare, mai cu pedala la podea sau cu un mers mai liniștit.

De ce “aproape continuu”? Pentru că 150 de ore de astfel de testare sunt echivalentul uzurii pe care un motor îl capătă după 60.000 de kilometri de mers normal pe șosele, adică aproximativ 3-5 ani de utilizare. Așa că din când în când testul de 150 de ore ia o pauză și motorului i se face o mică revizie, adică îi schimbă uleiul, îi mai schimbă câte o bujie, ca la o revizie normală de 15.000 de kilometri.

Cum au ajuns la concluzia că 150 de ore de rulaj pe bancul de probe AVL sunt echivalente cu vreo 60.000 km parcurși pe șosele? Foarte simplu, au plimbat și câteva mașini pe șosele și apoi au comparat uzura cilindrilor, a injectoarelor, garniturilor șamd cu cea căpătată după mai multe ore pe simulator. Din acest motiv AVL au ajuns să domine piața echipamentelor de testare de motoare, se pricep la testare accelerată.

4. Testul de 1000 de ore.
Nu știu cum se cheamă oficial, dar există și acest test mult mai complex, care durează 1000 de ore. Gândiți-vă un pic ce înseamnă asta: peste 41 de zile!

În practică, testul durează chiar mai mult, motorul testat fiind oprit periodic pentru inspecții și analize de uzură (nu vrei să afli doar cât de uzat este după 1000 de ore, ci și în ce stadiu era la momentul 200, 500 șamd), pentru schimburi de ulei, revizii, senzori etc. Vă dați seama că există ingineri care vin vreo două luni la muncă și se uită doar la același motor și cum funcționează el?

Testul simulează aproape 700.000 de kilometri parcurși pe șosea! Asta e mai mult decât vor face 99% dintre clienții modelelor Focus, Fiesta, B-Max și restul mașinilor echipate de motorul Ecoboost.

Astfel de programe complexe de testare s-au făcut în două centre Ford de cercetare (Marea Britanie și Germania, dacă nu mă înșel) cu mult înainte de a lansa motorul în producție. Sunt, de altfel, parte din procedura normală de dezvoltare și apoi de aprobare.

Se fac, desigur, și teste normale cu mașinile pe șosea. De exemplu motorul Ecoboost folosește o tehnologie proprie Ford în care cureaua de distribuție este scăldată permanent în ulei, ceea ce micșorează zgomotul produs de motor și ajută la micșorarea uzurii sale.

Cum au testat-o? Pe un circuit oval din Italia (probabil la Nardo, zice Google, că n-au așa multe pe acolo), șoferi Ford au mers zi și noapte în cerc, parcurgând 120.000 de kilometri cu o mașină echipată cu un astfel de motor, care apoi a fost dezasamblat și cureaua inspectată pentru concluzii. Mă întreb dacă nu căpiezi conducând atâta timp în cerc.

Cât despre restul componentelor ce intră într-un motor, fabricate de diverse firme pentru Ford, cine a lucrat în industria auto știe că există cerințe și contracte și teste draconice pentru piese. Dacă un producător nu a testat bine și a dat mai departe o piesă defectuoasă în timp, s-a ars rău întreg lanțul și implicațiile sunt nasoale.

Gândiți-vă că Ford Focus este cea mai bine vândută mașină la nivel mondial. O rechemare în service, chiar și de câteva zeci de mii de unități din totalul milioanelor vândute, ar fi o problemă majoră. Amintiți-vă ce imagine avea Toyota după ce a rechemat mai multe milioane de vehicule pentru probleme descoperite ulterior.

Sau un exemplu mai apropiat nouă, zis de inginerul cu care am discutat la fabrică: ei fac acolo peste 1000 de motoare pe zi și acestea pleacă spre fabrici Ford din toată lumea. Dacă n-ar exista un control strict al calității pe tot lanțul, inclusiv la furnizori, păi o problemă descoperită la o zi după introducerea în producție a unor părți defectuoase tot ar afecta minim 1000 de motoare, pierderea fiind fantastic de mare.

Citiți și despre cum se fabrică motorul Ecoboost, pas cu pas prin fabrică. Iar dacă vreți să conduceți un Focus sau Fiesta sau B-Max echipate cu un astfel de motor, 125 cai-putere și 170 Nm cuplul încă de la 1700 RPM, mergeți la un drive-test, că-i gratuit și fără nici o obligație. Găsiți dealerii prin site-ul Ford România.