Οι λόγοι πίσω από τις μαζικές ανακλήσεις σύγχρονων κινητήρων

Η πολυετής προσπάθεια της παγκόσμιας Αυτοκινητοβιομηχανίας να κατασκευάσει καθαρότερους και πιο αποδοτικούς κινητήρες είχε μια απρόβλεπτη παρενέργεια. Οι σύγχρονοι κινητήρες υψηλής τεχνολογίας είναι σήμερα πολύ λιγότερο ανεκτικοί σε κατασκευαστικές ατέλειες, τις οποίες παλαιότερα μοτέρ μπορούσαν να αντέξουν χωρίς καταστροφικές συνέπειες.

Αυτός είναι ένας βασικός λόγος που περισσότερα από 5 εκατομμύρια κινητήρες από πέντε μεγάλες αυτοκινητοβιομηχανίες βρίσκονται σήμερα υπό ανάκληση ή ομοσπονδιακή έρευνα στις Ηνωμένες Πολιτείες. Το πρόβλημα έχει τεράστιο οικονομικό κόστος και ενδεχομένως σοβαρές επιπτώσεις στη φήμη των εμπορικών σημάτων. Οι κινητήρες που επηρεάζονται παρουσιάζουν κοινά χαρακτηριστικά στα προβλήματα που εμφανίζουν. Σε αυτά περιλαμβάνονται η ακατάλληλη κατεργασία μπιελών και στροφαλοφόρων αξόνων, καθώς και η παρουσία μικροσκοπικών μεταλλικών σωματιδίων, γνωστών ως swarf, τα οποία παραμένουν στο εσωτερικό του κινητήρα μετά την κατασκευή.

Γιατί οι παλιοί κινητήρες άντεχαν περισσότερο

Οι παλαιότεροι κινητήρες βασίζονταν στο μεγάλο κυβισμό για να αποδώσουν υψηλή ισχύ και λειτουργούσαν με παχύτερα λιπαντικά. Αυτά τα χαρακτηριστικά τους επέτρεπαν να αντέχουν μικρά λάθη στη μηχανουργική κατεργασία, στον καθαρισμό ή στη συναρμολόγηση. Αντίθετα, οι σημερινοί κινητήρες είναι μικρότεροι, πιο εξελιγμένοι και λειτουργούν υπό πολύ μεγαλύτερη καταπόνηση.

Σχεδιασμένοι για χαμηλότερες εκπομπές ρύπων, υψηλή οικονομία καυσίμου και αυξημένη ισχύ ανά λίτρο, οι σύγχρονοι κινητήρες δεν συγχωρούν αστοχίες. Η κεντρική ιδέα είναι ότι οι κινητήρες που καίνε καθαρότερα καύσιμα, αποδίδουν ρεκόρ ισχύος ανά λίτρο και λειτουργούν σε υψηλότερες θερμοκρασίες, δημιουργούν αυξημένες πιέσεις μέσα στους κυλίνδρους. Αυτές οι πιέσεις μεταφράζονται σε μεγαλύτερα φορτία σε κρίσιμα εξαρτήματα όπως τα έδρανα και οι στροφαλοφόροι άξονες, τα οποία χωρίζονται μεταξύ τους μόνο από ένα φιλμ λαδιού λεπτότερο από ανθρώπινη τρίχα.

Λεπτότερα λάδια, μεγαλύτερος κίνδυνος

Για να μειώσουν τις λεγόμενες παρασιτικές απώλειες που προκαλούνται από τα περιστρεφόμενα εσωτερικά μέρη του κινητήρα, οι αυτοκινητοβιομηχανίες υιοθετούν ολοένα και λεπτότερα λιπαντικά. Όμως ο συνδυασμός υψηλότερων φορτίων και λεπτότερου λαδιού σημαίνει ότι τα εξαρτήματα πρέπει να κατεργάζονται, να καθαρίζονται και να συναρμολογούνται με απόλυτη ακρίβεια. Όταν αυτό δεν συμβαίνει, ο κινητήρας μπορεί να καταστραφεί.

Όπως εξηγεί ο Greg Davis, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Kettering και επικεφαλής του εργαστηρίου προηγμένης έρευνας κινητήρων στο Φλιντ του Μίσιγκαν, η προσπάθεια μείωσης των εκπομπών και βελτίωσης της κατανάλωσης καυσίμου ανάγκασε τις εταιρείες να μικρύνουν δραστικά (τον κυβισμό) των κινητήρων, διατηρώντας ταυτόχρονα τις επιδόσεις που απαιτούν οι οδηγοί.
Αυτό οδήγησε σε υψηλότερες μέγιστες πιέσεις λειτουργίας και αυξημένα μέσες φορτίσεις στον κινητήρα, κάτι που αυξάνει τη φθορά των εδράνων. Παράλληλα, οι κινητήρες λειτουργούν συχνά σε υψηλότερες στροφές για να αποδώσουν περισσότερη ισχύ, γεγονός που επιβαρύνει ακόμη περισσότερο τα μηχανικά μέρη. Επιπλέον, η μέση θερμοκρασία λειτουργίας είναι πλέον υψηλότερη.

Υλικά, ανοχές και ρύποι

Ο Tom Howell, επικεφαλής τομέα κινητήρων στην AVL, εταιρεία με έδρα το Γκρατς της Αυστρίας που παρέχει υπηρεσίες δοκιμών και μηχανολογικής υποστήριξης στις αυτοκινητοβιομηχανίες, θεωρεί ότι ο συνδυασμός λεπτότερων λαδιών, αυστηρότερων ανοχών και σκληρότερων υλικών στα έδρανα επιδεινώνει το πρόβλημα. Όπως αναφέρει, ο Howell το λεπτότερο λάδι δημιουργεί λεπτότερο φιλμ λίπανσης, κάνοντας τον κινητήρα πιο ευάλωτο σε… μολύνσεις (ζημιές από κατάλοιπα και σκουπίδια). Παράλληλα, οι αλλαγές στα υλικά των εδράνων τα καθιστούν πιο ευαίσθητα στην παρουσία ρύπων.

Το τεράστιο κόστος των ανακλήσεων

Τον Απρίλιο, η General Motors ανακοίνωσε την ανάκληση 721.000 κινητήρων L87 V8 6,2 λίτρων που τοποθετήθηκαν σε Chevrolet και GMC pickups και SUV, καθώς και στο Cadillac Escalade, μοντέλων ετών 2021 έως 2024. Πάνω από 1.000 από αυτούς τους κινητήρες παρουσίασαν αστοχία στα έδρανα των μπιελών. Στις 27 Οκτωβρίου, η NHTSA (National Highway Traffic Safety Administration) ανακοίνωσε ότι διερευνά επιπλέον 286.000 κινητήρες, που κατασκευάστηκαν εκτός της αρχικής περιόδου ανάκλησης. Το συνολικό κόστος επιθεωρήσεων και αντικαταστάσεων δεν έχει ακόμη αποσαφηνιστεί. Η GM δεν δημοσιοποιεί αναλυτικά τα κόστη εγγυήσεων, ωστόσο εκπρόσωπός της δήλωσε ότι οι συνολικές προβλέψεις εγγυήσεων αυξήθηκαν κατά 1,3 δισεκατομμύρια δολάρια μέσα στο 2024.

Η εταιρεία αποζημιώνει τους αντιπροσώπους για έναν διαγνωστικό έλεγχο διάρκειας περίπου 45 λεπτών. Περίπου το 3% των κινητήρων, δηλαδή γύρω στις 18.000 μονάδες, εκτιμάται ότι θα αποτύχουν στον έλεγχο και θα αντικατασταθούν με κόστος 10.000 έως 12.000 δολάρια ανά κινητήρα. Όσοι περάσουν τον έλεγχο λαμβάνουν παχύτερο λάδι, νέο φίλτρο λαδιού και επιπλέον εξαρτήματα. Παράλληλα, η GM αντιμετωπίζει αρκετές ομαδικές αγωγές.

Και άλλοι κατασκευαστές στο ίδιο μονοπάτι

Η Toyota αναμένει κόστος από 300 έως 500 εκατομμύρια δολάρια για την αντικατάσταση 102.000 κινητήρων V35A V6 διπλού turbo σε pickups και SUV της Toyota και SUV της Lexus. Στις 6 Νοεμβρίου, προστέθηκαν ακόμη 127.000 κινητήρες κατασκευής 2022 έως 2024 στην ανάκληση, λόγω πιθανής παρουσίας υπολειμμάτων στο μπλοκ που μπορεί να προκαλέσουν καταστροφή του μοτέρ. Αν όλοι οι κινητήρες αντικατασταθούν, το συνολικό κόστος ενδέχεται να ξεπεράσει το 1 δισεκατομμύριο δολάρια.

Η Hyundai εκτιμά ότι θα δαπανήσει περίπου 5 δισεκατομμύρια δολάρια για αντικαταστάσεις κινητήρων, εξωδικαστικούς συμβιβασμούς και πρόστιμα που σχετίζονται με πάνω από 3,3 εκατομμύρια κινητήρες Theta II, Gamma και Nu, με ιστορία που ξεπερνά τη δεκαετία. Η εταιρεία επέκτεινε την εγγύηση κινητήρα στα 15 έτη ή 150.000 μίλια.

Η Honda αντιμετωπίζει προβλήματα με σχεδόν 250.000 κινητήρες J35 V6 μοντέλου 2023, οι οποίοι ενδέχεται να έχουν στροφαλοφόρους με λανθασμένη κατεργασία. Η NHTSA επέκτεινε την έρευνα σε 1,4 εκατομμύρια κινητήρες μετά από 414 αναφορές αστοχιών.

Η Ford έχει εκδώσει πολλαπλές ανακλήσεις κινητήρων το τελευταίο έτος, που αφορούν αστοχίες μπιελών, διαρροές λαδιού και ελαττωματικά μπεκ καυσίμου. Πάνω από 700.000 οχήματα επηρεάζονται.

Η Stellantis ανακάλεσε 112.589 τετρακύλινδρους turbo κινητήρες σε Jeep μοντέλων 2023 έως 2025 λόγω παρουσίας… άμμου στο μπλοκ. Με βάση τα κόστη άλλων κατασκευαστών, η επισκευή θα μπορούσε να φτάσει τα 500 εκατομμύρια δολάρια.

Αναστάτωση σε αντιπροσώπους και πελάτες

Αν και μόνο ένα μικρό ποσοστό των κινητήρων θα αντικατασταθεί, η αναστάτωση για αντιπροσώπους, πελάτες και κατασκευαστές είναι τεράστια. Η αντικατάσταση κινητήρα υπό εγγύηση είναι χρονοβόρα και δεσμεύει τα συνεργεία για ημέρες, μειώνοντας την κερδοφορία. Ένας κινητήρας GM 6,2 λίτρων απαιτεί περίπου 18 ώρες εργασίας, ενώ ένας Toyota V6 γύρω στις 13 ώρες.

Για τους πελάτες, μια τέτοια βλάβη προκαλεί ταλαιπωρία και μπορεί να καταστρέψει την εμπιστοσύνη στη μάρκα. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί ομάδα στο Facebook για αστοχίες κινητήρων Hyundai Kia με δεκάδες χιλιάδες μέλη που μοιράζονται εμπειρίες και προβλήματα.

Τι έμαθε η βιομηχανία

Οι αυτοκινητοβιομηχανίες σπάνια μοιράζονται δημόσια τεχνικές λεπτομέρειες, όμως οι αστοχίες αυτές οδήγησαν σε αλλαγές. Η CEO της GM Mary Barra δήλωσε ότι τα προβλήματα του κινητήρα 6,2 λίτρων θα βοηθήσουν την εταιρεία να αποφύγει παρόμοια λάθη στον επερχόμενο μικρό V8 έκτης γενιάς, ο οποίος αναμένεται το 2027.

Η Hyundai άλλαξε τον τρόπο επιθεώρησης των κινητήρων, αυξάνοντας τη συχνότητα και την έκταση των ελέγχων, καθώς και τη συνεχή παρακολούθηση της παραγωγής.

Μήπως φταίει το λάδι;

Σύμφωνα με τον Howell, η μετάβαση σε λεπτότερα λάδια, που υπαγορεύτηκε από τις απαιτήσεις μείωσης εκπομπών και κατανάλωσης, μπορεί να συμβάλλει καθοριστικά στο πρόβλημα. Τα μεταλλικά μέρη μέσα στον κινητήρα δεν πρέπει ποτέ να έρχονται σε επαφή. Το λεπτότερο φιλμ λαδιού αφήνει μικρότερο περιθώριο ασφαλείας.
Παλιότερα, λάδια όπως το 5W30 προσέφεραν πιο ανθεκτική προστασία. Σήμερα, κινητήρες απαιτούν λάδια όπως το 0W16. Αυτό βελτιώνει την κατανάλωση, αλλά μειώνει την ανοχή σε ρύπους.

Το αόρατο swarf που καταστρέφει κινητήρες

Τα μεταλλικά σωματίδια που κυκλοφορούν στο λάδι λειτουργούν σαν γυαλόχαρτο. Ο Dave Bell, κατασκευαστής κινητήρων υψηλών επιδόσεων, εξηγεί ότι το μικροσκοπικό swarf είναι ο πιο επικίνδυνος ρύπος. Προέρχεται κυρίως από τη διαδικασία λείανσης των κυλίνδρων και όταν κυκλοφορήσει στο σύστημα, προκαλεί ακραία φθορά που οδηγεί σε καταστροφική αστοχία.
Ο Bell και η ομάδα του κατασκευάζουν κινητήρες έναν έναν, αφιερώνοντας τεράστιο χρόνο στον καθαρισμό. Σε αντίθεση, εργοστάσια όπως αυτό της GM στο Tonawanda παράγουν πάνω από 1.000 κινητήρες την ημέρα σε πλήρη λειτουργία, γεγονός που αναδεικνύει πόσο δύσκολο είναι να εξασφαλιστεί απόλυτη καθαρότητα σε μαζική παραγωγή.
Η σύγχρονη τεχνολογία απέφερε εντυπωσιακές επιδόσεις και χαμηλότερους ρύπους, αλλά αποκάλυψε και τα όρια της ακρίβειας. Στον κόσμο των σημερινών κινητήρων, ακόμη και η πιο μικρή ατέλεια μπορεί να αποδειχθεί μοιραία.