Шеснарь в жигули: 16 клапанный двигатель в Жигули для зимнего дрифта
16 клапанный двигатель в Жигули для зимнего дрифта
Не так давно, месяцев 5 назад :), в социальных сетях мы выкладывали запись об автомобиле ВАЗ 2104, построенном нашими силами для участия в зимнем чемпионате Clubturbo winter drift battle сезона 2018-2019.
Напомним, что мощность мотора при замере на колесном стенде составила 169,2 л.с.
Эта запись вызвала достаточно большое количество вопросов от наших подписчиков как мы получили такую мощность двигателя. В этой статье более подробно будет рассказано об этапах постройки этого двигателя.
Часть первая. Предпосылки.
Сезон 2017-2018 силами Clubturbo был подготовлен автомобиль ВАЗ 2107. Основной упор в подготовке автомобиля был сделан на работу с подвеской. В качестве силовой установки был использован штатный инжекторный 8клапанный классический мотор мощностью 74 л.
с. Уже в течение сезона пилот команды отмечал откровенную слабость мотора во всех диапазонах его работы. Напомним читателям характеристики классического мотора 1,6 литра.
По современным меркам цифры вызывают только грустную улыбку. Мотор вроде есть, но ехать эффективно он никуда не может.
В середине сезона были предприняты скромные попытки поднять мощность мотора и его крутящий момент. Заменой вала, увеличением степени сжатия и работой с выпусной системой. Результат безусловно был, но не такой как того хотелось бы.
Часть вторая. Формирование технического задания на постройку нового мотора.
По результатам сезона 2017-2018 и анализа прошедших мероприятий. Было принято решение о постройке нового 16 клапанного мотора.
Требования к мотору были сформированы следующие:
16 клапанный2. Мотор должен обладать крутящим моментом не менее 170 Н*м
3. Мотор должен отдавать до 90% крутящего момента начиная с 2500 об/мин.
4. Максимально возможная по ширине «полка» крутящего момента
5. Высокая эластичность мотора
6. Предельные обороты не выше 7000об/мин.
7. Использовать максимальное количество серийно выпускающихся не дорогих деталей
Часть третья. Подготовка.
На дворе 21 век. Кругом компьютеры, смартфоны и тп. Вычислительные мощности телефонов выше, чем мощности, использованные при расчетах полета Гагарина в космос в 1961-ом. К чему это все. А к тому, что в наше время можно перепробовать сотни конфигураций мотора, не поднимая «пятой точки» с кресла используя специализированные пакеты для расчетов.
Ниже перечень того, что требуется:1. Диаметр поршня
2. Ход поршня
3. Количество цилиндров
4. Диаметр коренных шеек коленчатого вала
5. Ширина коренных шеек коленчатого вала
6. Диаметр шатунных шеек коленчатого вала
7. Ширина шатунных шеек коленчатого вала
8. Диаметр шеек распределительного вала
9. Ширина шеек распределительного вала
10. Вес маховика
11. Диаметр маховика
12. Диаметр впускного клапана
13. Длина порта впуска
14. Объем порта впуска
15. Продувка порта впуска
16. Объем камеры в головке блока
17. Объем камеры в поршне
18. Толщина прокладки
19. Диаметр отверстия в прокладке
20. Недоход поршня
21. Диаметр выпускного клапана
22. Длина порта выпуска
23. Объем порта выпуска
24. Продувка порта выпуска (не обязательно)
25.
Диаметр канала в ресивере26. Длина ранеров ресивера
27. Продувка ресивера (не обязательно)
28. Объем ресивера
29. Размер дросселя
30. Длина патрубка от фильтра до дросселя
31. Диаметр первичных ранеров выпуска
32. Длина первичных труб
33. Длина от соединения первычных труб в одну до резонатора
34. Развал кулачков распредвала
35. Фаза распредвала от 1 мм
37. Подъем вала
38. Тип толкателя
39. Передаточное отношение рокера, если есть.
Аккуратно собрав все данные в одну большую таблицу, начался процесс подбора деталей.
Высокий крутящий момент с самых низов – это прежде всего рабочий объем. Как нельзя кстати ВАЗ запустил в производство мотор 21179 объемом 1774 куб см или округлённо 1,8 литра. Такой объем достигается в нем путем замены коленчатого вала на вал с ходом 84 мм,
шатунов 128 мм и поршней модели 21179 диаметром 82,0 мм.
Все перечисленные комплектующие есть в свободной продаже. А это одно из условий технического задания.
Если с «низом» мотора все было в принципе просто и понятно, то с конфигурирование головки блока заняло значительно больше времени. От летней машины ВАЗ 2107 DFTZ в ЗИПе команды оставалась подготовленная головка блока. Головка была выставлена на продажу за ненадобностью, но покупателя так и не нашлось. Данные по головке можно найти здесь. После множества итераций расчетов и переборов различных комбинаций распределительных валов остановились на паре распредвалов: впуск 11.05 мм фаза 292 градуса, на выпуск был установлен вал 9,06 мм 270 градусов.
Оба вала производства Нуждин.
В качестве впускного коллектора по параметрам очень хорошо подходил впускной коллектор MNR производства Clubturbo. Но момент работ по двигателю такой коллектор производили только для переднеприводных автомобилей ВАЗ.
Коллектор был немного переосмыслен в плане компоновки и установлен на мотор. Теперь он доступен для приобретения всем желающим.
Подведя итоги получили следующей двигатель, который полностью удовлетворяет поставленным требованиям:
|
Количество цилиндров, шт |
4 |
|
Рабочий объем, куб.см |
1774 |
|
Количество клапанов на цилиндр, шт |
4 |
|
Распредвал впускной |
Нуждин 11,05 292 |
|
Распредвал выпускной |
Нуждин 9,06 270 |
|
Впускной коллектор |
Clubturbo MNR Классика |
|
Выпускной коллектор |
Clubturbo 4-1 16v, выход на 63 мм |
|
Максимальный крутящий момент, Нм |
187 при 5000 об/мин |
|
Максимальная мощность, л. |
169,2 при 6400 об/мин |
|
Крутящий момент при 2500об/мин, Нм |
159 |
6 главных проблем двигателя ВАЗ 1.6 — журнал За рулем
Почему заводская инструкция умалчивает, что этот мотор — единственный на рынке — требует обкатки? ЗР знает ответ.
1. История
Цепь или ремень: какой привод ГРМ лучше?
Нынешняя модификация мотора 1.6 корнями восходит к двигателям, специально созданным для поперечного расположения на автомобилях семейства ВАЗ-2108. Изначально это был карбюраторный мотор рабочим объемом 1,3 л. В его доводке принимали участие специалисты фирмы Porsche. Двигатель имел конструкцию и характеристики, отвечавшие требованиям того времени. Впервые ВАЗ-2108 с новым мотором показали широкой публике на выставке «Автопром-84».
Какие же конструктивные особенности повлияли на всю дальнейшую судьбу семейства двигателей ВАЗ для переднеприводных автомобилей? Поперечное расположение потребовало «короткого» блока цилиндров. Вначале работы велись над двигателем 1,3 л с диаметром цилиндров 76 мм. Было принято межцилиндровое расстояние, равное 89 мм. Когда при создании модификаций большего рабочего объема увеличили диаметр цилиндров до 82 мм, стало невозможным обеспечить протоки рубашки охлаждения между цилиндрами, что вызвало увеличение теплонапряженности двигателя и заставило искать новые способы охлаждения цилиндров. Дальнейшее повышение рабочего объема было получено путем увеличения рабочего хода до 75,6 мм.
Сегодня различные модификации вазовского двигателя 1.6 устанавливают на целый ряд автомобилей: Лада Гранта, Ларгус, Веста и Иксрей, а еще Datsun on-DO и mi-DO.
2. Приобретенные недостатки
Коленвал у двигателя 1,6 вполне современен, он полнопротивовесный, то есть на продолжении каждой щеки вала имеется противовес (всего восемь штук). Импортные моторы часто располагают лишь четырьмя противовесами. Экономят.
Всюду видно «похудение». Тонкий стержень шатуна переходит в уменьшенную нижнюю головку. Поршень облегчен до предела. Оставлена зона расположения поршневых колец и два небольших «язычка», заменяющих прежнюю полноценную юбку.
Короткая юбка поршня — в духе современного автостроения, но такое решение не лучшим образом влияет на моторесурс. Мало того, что опорная поверхность поршня мала, так еще и перекладка (боковые колебания) возможны больше, чем со старыми, высокими поршнями.
Шатуны нынешней модификации двигателя стали заметно тоньше по сравнению со старыми, с индексом 2108. А еще появилась высокотехнологичная отламываемая крышка шатуна, но значительно уменьшилась ширина шатунного вкладыша. Да, массу шатуна таким образом удалось немного снизить. Но это однозначно повысило нагрузки на подшипник. При этом ширина шейки на валу осталась прежней . Вполне можно было бы ставить шатун с «широкой» нижней головкой.
Хорошо видно, насколько нижняя головка шатуна ýже шейки коленвала.
3. Привод ГРМ
Вазовский двигатель последней генерации стал «невтыковым» (то есть при обрыве ремня ГРМ поршни не гнут клапаны), что, с одной стороны радует, а с другой навевает печаль. Почему-то больше ни один автопроизводитель в мире не печется о «невтыковой» конструкции. Выходит, что привод ГРМ у вазовцев настолько ненадежен, что производителю пришлось подстраховаться таким вот образом, предусмотрев выемки под клапаны на поршнях.
Помпа замедленного действия: о чем умалчивают на ВАЗе
При этом за последние годы производитель почему-то уменьшил ширину ремня ГРМ.
У «восьмерки» был ремень шириной ¾ дюйма – 19 мм, а сейчас стало 17 мм. То же самое касается и шестнадцатиклапанной версии двигателя. Был 1 дюйм (25,4 мм) в ширину, а теперь всего 22 мм. Зачем снизили несущую способность ремня? Ведь чем он шире, тем надежнее. Много ли резины сэкономили?
Мало того, что сам по себе ремень стал меньше в ширину, так он еще и работает в паре с не очень-то надежными узлами – роликами и насосом охлаждающей жидкости. Качество отечественных насосов – это головная боль всех владельцев вазовских переднеприводников, начиная с «восьмерки».
Впрочем, и наша культура обслуживания оставляет желать лучшего. Некоторые владельцы вазовской техники сами провоцируют неисправности: кто воду зальет в систему охлаждения, и замерзшая помпа порвет ремень ГРМ, а кто — антифриз поддельный, который погубит сальник и подшипник помпы. Известны случаи, когда такой антифриз в условиях высокотемпературной кавитации разрушал лопасти насоса. Еще одним слабым местом являются натяжной и обводной (паразитный) ролики привода ГРМ.
При низком качестве подшипников или недостатке смазки возможен обрыв ремня ГРМ.
На рынке запчастей слишком много некачественных комплектующих для вазовских моторов. Один из самых проблемных узлов — насос охлаждающей жидкости. Его следует выбирать особенно тщательно.
На надежность мотора еще влияет конструкция и материалы, из которых изготовлены элементы системы охлаждения. Ненадежный термостат может способствовать перегреву или переохлаждению мотора. Шланги низкого качества способны оставить двигатель без охлаждающей жидкости. А еще часто трескается расширительный бачок.
4. Особенности эксплуатации и обслуживания
9 главных вопросов про эксплуатацию Лады Весты
Вазовский мотор имеет чугунный блок цилиндров. Чугун как конструкционный материал хорош тем, что допускает неоднократную расточку цилиндров под ремонтные размеры. Однако на большинстве моторов импортного производства в паре с чугунным блоком (да и с алюминиевым тоже), используют поддон картера в виде прочной отливки из алюминиевого сплава.
Такая конструкция, изначально рассчитанная как одно целое при проектировании, значительно повышает жесткость всей нижней части двигателя. Это уменьшает деформации постелей коленвала и искажения формы цилиндров под действием нагрузок.
А вот на тольяттинский мотор, который работает в паре с вазовской механикой или АМТ (в основе которой все та же вазовская МКП), устанавливают «жестяной» поддон с мягкой прокладкой. Жесткость всей конструкции при этом значительно меньше. Это одна из причин, по которой вазовский двигатель до сих пор требует обкатки.
Конечно, в инструкции давно нет информации об этом. Сказано лишь, что на первых тысячах километров пробега желательно не перегружать двигатель. Однако статистика редакционных машин из Тольятти говорит о том, что расход масла уменьшается и стабилизируется на минимальном уровне после пробега порядка 10 000 км. Что-то в вазовском моторе прирабатывается. При этом у большинства иномарок расход масла в двигателе с самого начала эксплуатации мизерный.
Тольяттинские моторы, работающие в паре с вазовской коробкой передач, довольствуются поддонами, штампованными из тонкой листовой стали.
А еще конструкция привода клапанов на восьмиклапанной версии двигателя (ВАЗ-11186) довольно часто требует регулировки. К примеру, у популярных Hyundai Solaris и Kia Rio в гамме тоже имеется двигатель без гидрокомпенсаторов, однако регламент обслуживания значительно реже требует регулировки зазоров. Более того, реальная потребность в этой работе, как правило, наступает при больших пробегах.
Шестнадцатиклапанные вазовские моторы снабжены гидрокомпенсаторами, к работе которых претензий нет.
5. Конкурентоспособен или нет?
Технические характеристики двигателя ВАЗ 1.6
| Модель двигателя | 11186 | 21126 | 21127 |
|---|---|---|---|
| Клапанный механизм | 8 клапанов | 16 клапанов | |
| Диаметр цилиндра × ход поршня, мм | 82,0 × 75,6 | ||
| Рабочий объем, см3 | 1596 | ||
Номинальная мощность, л. с.при частоте вращения коленчатого вала двигателя, мин–1 | 87 5100 | 98 5600 | 106 5800 |
| Максимальный крутящий момент, Н∙м при частоте вращения коленчатого вала двигателя, мин–1 | 140 3800 | 145 4000 | 148 4200 |
Показатели отечественного мотора рабочим объемом 1,6 л весьма далеки от современных. Судите сами: большинство зарубежных двигателей рабочим объемом 1,6 л имеют мощность более 120 л.с. И это свидетельствует о том, что конструкция вазовского мотора устарела. Даже примененная на 106-сильной версии двигателя управляемая длина впускного трубопровода не заменит систем изменения фаз газораспределения.
А ведь на иномарках ее внедряют и на выпускной распределительный вал (в дополнение к впускному). Вообще, если вспомнить знаменитые хондовские моторы девяностых годов, то они за счет управления газораспределением и высоких оборотов выдавали порядка 160 л.
с. и более при рабочем объеме 1.6 л. И это были безнаддувные двигатели для массовых машин.
Аналогичная линейка силовых агрегатов у партнера по альянсу — компании Renault. Имея схожие технические характеристики, французские моторы, тем не менее, более совершенны с конструктивной точки зрения. Да и по части надежности обыгрывают вазовские двигатели.
6. Маркетинговый просчет
Не пора ли вам «капиталить» мотор: основные признаки
Автовладельцы негативно относятся к моторам, у которых мощность чуть за 100 л.с. Ведь такая мощность подразумевает более высокий налоговый коэффициент, а отдача от мотора при этом по-прежнему минимальная по современным меркам. Именно поэтому модификация 21127, на мой взгляд, особого смысла не имеет.
Семейство вазовских двигателей было вполне конкурентоспособным сорок лет назад, когда его создавали. Теперь двигатель морально устарел, так и не излечившись от некоторых болячек.