un blog de Radu Dumitru

Uitați-vă și pe canalul meu de YouTube! Un subscribe ajută enorm.

Cum se testează fiabilitatea unui motor

20 Aug 2013  ·

TEHNOLOGIE  ·

23 comentarii

ecoboost_stand_avlCum 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.
ecoboost_avl_1ecoboost_avl_2

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.

curba_putere

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.
ford_focus_ecoboost_1

    23 comentarii

  1. Hai sa-ti zic o poveste. Grupul VAG a introdus dupa legendarul 1.9 TDI un nou motor, 2.0 TDI care se voia revolutionar ca performante, consum si fiabilitate.

    La acea vreme VAG era numarul 2 in lume la numarul de masini vandute, dupa Toyota. Iar motorul de 2 litri pe motorina este vedeta lor, cel putin in Europa. Cred ca putem presupune fara probleme ca au macar acelasi nivel de testare cu astia de la Ford nu?

    Ei, cu toate astea, sistemul de injectie produs de Siemens a fost un fail total. S-a lasat cu masini care ramaneau fara ulei in motor intre revizii, trebuia completat uleiul cam la fel de des cum faceai plinul, chemari in service… PR nightmare.

    Au rezolvat problema dupa vre-un an-doi, dar nu mai are renumele de producator cu motoare indestructibile. Or daca se intampla si la cele mai mari case, imi inchipui ca se poate intampla la toata lumea.

    Asa ca cu toate testele, tot testul timpului e cel mai concludent.

      (Citează)

    • @add: normal, dar nu are rost sa presupunem de la început ca va fi un fail. E deja de doi ani pe piață, au fost vândute milioane de unități, încă nu au apărut probleme. Cât sa aștepți până să te convingă că nu are vicii ascunse? Când deja il vor face pe următorul?

      Și asa la Craiova se fabrica și 1,5 litri și 4 cilindri, nume de cod Sigma.

        (Citează)

  2. @add +1! aproape ca mi-ai luat vorba din gura :)

    Ca o completare – la Fiat daca mergi in regim de autostrada cu el, cam la fiecare 2000km cel mult trebuie sa ii faci completare de ulei (benzinar se intelege…) desi in manual nu iti zice asta. Motoarele mici de turatie cam papa oloi :).

      (Citează)

  3. Foarte fain articolul, felicitari! Dupa ce l-am citit in reader, am simtit nevoia sa il deschid pe site si sa-l mai citesc o data :)
    Nu-mi place Ford (nici nu-mi repugna), insa cantitatea de informatii si calitatea textului m-au facut sa vreau sa recitesc articolul.

      (Citează)

  4. Hai ca am aparut. (dupa cateva mesaje private de la nwradu “vezi ca vorbeste unul de Fiat, intra pe blog!”…)

    @enzo: Pentru ca insista nwradu, despre ce motor de la Fiat vorbesti? Nu de alta, dar motoarele, in general, sunt punctele forte ale Fiat, vanzandu-le si la alti producatori, cum ar fi Opel. Altele sunt hibele la ei… :)

    Apropo, motorul Ecoboost in discutie nu este ce s-ar numi “un motor de turatie”. Are cuplu mare de la turatie mica si nu este necesar sa il turezi pentru a scoate ceva din el.

      (Citează)

  5. Sunt fost posesor de Fiat (Bravo II) 1,4 – 16V aspirat,confirm ca motorul nu facea probleme(caseta de directie principala vinovata,toata lumea schimba una pana la 45 000km),de mancat ulei 500ml – 1L intre revizii pana la 30 000km (vw golf 6 al unui amic 1,4TSI la fel manca,nu s-a rezolvat cu Motul),am dat de Motul atunci si nu a mai papat ulei,actual mente posesor Ford Mondeo,prea putini km sa-mi dau cu parerea.

      (Citează)

  6. Nashu_mare – 1.4 aspiratu…. eu cand zic regim de autostrada ma refer la mers agresiv, ca noah, prin Ro nu ai asa multa autostrada.

    @add – am stat putin si m-am gandit cu berea de la pranz, ca la VW ala parca pana prin 2008 sau 9, injectoarele erau problema, fiind facute de Delphi. S-ar putea totusi sa gresesc.

      (Citează)

  7. @enzo http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_Volkswagen_Group_diesel_engines

    uite aici la 2.0 TDI CR, la fuel system & engine management

      (Citează)

  8. pardon, alea cu PD, asta CR e cel nou.

      (Citează)

  9. @add, ai dreptate, nu stiu de ce imi aduceam eu aminte de Delphi, posibil sa il fi confundat cu dci’u de la Renault.

      (Citează)

  10. Da așa e, de la injectoare rămâi fără ulei. Și de la ștergătoare se dezumflă roțile.

    Aaah, îmi amintesc de parcă era ieri cum toți concetățenii fin cunoscători în domeniul auto ar fi făcut o felație la țeava de eșapament a unui VW diesel fără injecție electronică. “Fratee 1.9 TDI e o mizerie mânca-ți-aș, are vecinu’ unu’ din ăla și s-a stricat imediat. Și doar bagă motorină din aia țuț, de la Marinică de pe tractor, dacă nici aia nu e bunăăăăă …”.

    Repede înainte până la momentul 2.0 TDI PD și aceeași oameni, și vreau să zic fix aceiași oameni, plângeau de mama focului după motorul 1.9 TDI PD. Același text: “o mizerie”, “ăla vechi era motor frate”, “VW o să dea faliment”.

    Poveste similară cu motoarele Renault de pe Logan care acum au ajuns la niște kilometraje respectabile și încă merg bine (și care acum sunt pe Mercedes) dar cărora la început nu le dădea nimeni nici o șansă.

    Așa ca încheiere pentru concetățenii care își dau cu părerea dar nu au avut ocazia să participe la concepția și producția efectivă a unui produs complex, câteva considerații:
    1. Da, rata de defecte la început e un pic mai mare, dar nu dezastruoasă. Și oricum, de aia ai garanție. Când o să reușiți voi să faceți un produs perfect din prima să mă anunțați că vin să vă felicit.
    2. Produsele de înnoiesc/îmbunătățesc de obicei pentru a aduce valoare în plus pentru client (preț mai mic, putere mai mare, consum mai mic, intervale de service mai lungi), și pentru asta clientul o să trebuiască să suporte mici inconveniente ca mersul la garanție, dacă e nevoie.
    3. Așa ca exemplu arbitrar într-o țară unde majoritatea populației care chiar fac produse, sunt perfect conștienți că ceva nou are un risc de … “nou”. Așa merge lumea. Doar în țarile cu 35% WC-uri fără canalizare găsești așa mulți oameni care au tupeul ca un produs să fie perfect din prima. Produs pentru care n-ar fi în stare să producă o șaibă (da, doar o șaibă, dar produsă competitiv și profitabil).

    La final niște bibliografie:
    http://en.wikipedia.org/wiki/Anecdotal_evidence

      (Citează)

  11. @enzo

    Renault nu are numai Delphi pe dci.

      (Citează)

  12. @enzo,

    Apropo de mers agresiv, nu cred ca e cineva aici care merge mai agresiv cu motoarele astea mici decat mine. Mie 1.4 8V nu mi-a consumat niciodata ulei. Poate tu aveai un defect.

      (Citează)

  13. Dci-ul nou de la renault vine pe bosch.

      (Citează)

  14. Nu zice nimeni ca tre sa iasa bine din prima toate. Atat ca romanii nu prea isi permit sa fie cobai, ca n-au bani.

    Poate generalizez. Eu personal nu-mi permit. Prefer sa merg pe ceva la care au fost cobai altii.

      (Citează)

    • @add: la cât de mică e piața noastră, nu suntem noi cobaii probabil nici măcar pentru Dacia. De exemplu anul trecut Focus s-a vândut în lume în 1.020.410 unități, Fiesta vreo 700.000. Numai fabrica din Germania produce 1600 de Focus pe zi. Motorul e deja instalat de vreo 2 ani pe mașini.

        (Citează)

  15. tsi-urile de la VW au aparut inainte de ecoboosturile de la Ford. la aproximativ 2 ani de exploatare si 30.000 km (unii au patit-o chiar mai devreme, la 10000km sau mai putin) au aparut probleme la distributie, care era cu lant. motorul scotea un zgomot metalic la pornire care se estompa (dupa cateva secunde), iar raspunsul VW era ca intinzatorul hidraulic nu functiona in alea cateva secunde, pana se umplea cu ulei (cred ca n-au auzit de o treaba ingenioasa numita supapa). zgomotul cica era normal, problemele au aparut cand zgomotul nu mai disparea, sau aparea subit in mers. asta se datora faptului ca lantul, care teoretic trebuia sa fie mai fiabil decat cureaua, se intindea si incepea sa scoata zgomote ciudate. oamenii si-au schimbat pe garantie distributia de 2 ori (adica au ajuns la a 3-a varianta de lant). unii mai nenorocosi, care au iesit din garantie si nu au apucat a 3-a varianta de lant (care cica e mai buna, fara probleme) au reusit sa isi schimbe totusi distributia gratuit, dupa niste scrisori trimise la VW, Skoda, Seat. O dovada, pana la urma, a grupului VAG ca au cam sfeclit-o.

    a doua prolema a TSI-urilor a fost turbina, care din cauza unei proiectari defectuoase, ramanea cu wastegate-ul blocat. o perioada, pe sestache (nu in urma unei actiuni de rechemare in service), cand venea omu la revizie, i se demonta turbina si i se monta o saiba, cu rol de distantier. vestita “actiune saiba” a durat pana aia de la VAG au reproiectat turbina.

    pe octavia 3, noul leon, golf 7, au reproiectat tsi-urile si au inlocuit sistemul de distributie cu lant cu unul cu curea. (de bun ce a fost ala cu lant). e posibil sa fi fost si o strategie de marketing, in fond nu se mai plange nimeni de prima generatie de tsi-uri in afara de cei care au cumparat motoarele respective in primii 2 ani de viata. poate fi un semn ca problemele s-au remediat si pe prima varianta.

    ma indoiesc ca VAG nu face incercari cel putin comparabile cu cei de la Ford. cu toate astea, incercarile sunt statistice, deci un anumit procent din utilizatori nu se inscriu in acele statistici, deci incercarile respective si modul in care raspunde motorul la acestea sunt mai mult sau mai putin relevante pentru acel procent. de aici apar si problemele.

    cum zicea cineva pe aici, incercarile ofera niste informatii extraordinar de importante pentru proiectanti, dar adevaratul test il da timpul si diversitatea de soferi care o sa puna mana (sau piciorul) pe motorul respectiv.

    downsizing is a bitch.

      (Citează)

    • Corect, bănuiesc că după mulți ani se trag concluziile adevărate, dar până atunci n-ai ce face decât să crezi că inginerii și AVL-ul știu să-și facă treaba. Altfel ai cumpăra mereu tehnologia de acum 5 ani, că-i sigură.

        (Citează)

  16. Foarte bun articolul!
    Nu pot sa ma abtin, trebuie sa fac unele observatii :P
    1. AVL este companie austriaca, sediul central este la Graz.
    2. Presiunea de 0.85 este cea de supraalimentare, relativa. Practic presiunea scoasa de turbocompresor este de 1.85 bar. Daca ar fi 0.85 n-ar mai fi turbo supraalimentat ci motor aspirat…

    P.S. Multumim pentru curbele de cuplu si putere la sarcina maxima, se pot utiliza la proiecte de motoare :P

      (Citează)

  17. @ nwradu: banuiesc ca depinde de om si de situatie.

    daca ar veni unu la mine si mi-ar spune: mosule, trebuie sa ajungi in 2 zile la paris, sa te intalnesti cu xulescu. cu ce vrei sa mergi, cu un ecoboost de 1l, cu un tsi de 1.2 sau cu un i-VTEC de 1.3l? l-as alege pe ala de la honda, evident

    daca ar fi sa imi cumpar azi o masina noua, cum de altfel si intentionez, o sa ma indrept spre ecoboost sau tsi, la fel de evident.

      (Citează)

  18. ti-am zis in mail ca e posibil sa ajung duminica sau nu acasa, si n-am mai ajuns ca am plecat direct la munte, unde am mers cu un 1l de 100 hp. nu m-a impresionat, in sensul ca nu am avut reactia de ghiolban care zice ca iti trebuie motor de minim 2 litri pentru ca restul sunt rasnite si este suprins sa vada ca exista viata si sub 2 litri. comportament asemanator cu 1.2tsi, care e un pic mai vioi. imi imaginez ca cel de 125 de cp e asemanator cu 1.4 tsi. am apreciat motorul pentru ingineria din spatele lui.

    in continuare nu imi place tot ceea ce reprezinta tsi-urile sau ecoboosturile, dar cand voi lua decizia, ma voi situa intr-una din barci…

      (Citează)

    Alătură-te discuției, lasă un mesaj

    E-mail-ul nu va fi publicat. Fără înjurături și cuvinte grele, că vorbim prietenește aici. Gândiți-vă de două ori înainte de a publica. Nu o luați pe arătură doar pentru că aveți un monitor în față și nu o persoană reală.

    Apăsați pe Citează pentru a cita întreg comentariul cuiva sau selectați întâi anumite cuvinte și apăsați apoi pe Citează pentru a le prelua doar pe acelea. Link-urile către alte site-uri, dar care au legătură cu subiectul discuției, sunt ok.


    Prin trimiterea comentariului acceptați politica de confidențialitate a site-ului.



    Vreți un avatar în comentarii? Mergeți pe gravatar.com (un serviciu Wordpress) și asociați o imagine cu adresa de email cu care comentați.

    Dacă ați bifat să fiți anunțați prin email de noi comentarii sau posturi, veți primi inițial un email de confirmare. Dacă nu validați acolo alegerea, nu se va activa sistemul și după un timp nu veți mai primi nici alte emailuri

    Comentariile nu se pot edita ulterior, așa că verificați ce ați scris. Dacă vreți să mai adăugați ceva, lăsați un nou comentariu.

sus