что такое 16v в двигателе
Рождение «шеснаря»: как 16-клапанные двигатели ВАЗ дожили до наших дней
Вазовские автомобили редко могли похвастать особой авангардностью конструкции, хотя и от мировых трендов старались не отставать. Определенные успехи тоже были – к примеру, ВАЗ-2101 получил верхневальный двигатель именно вследствие настойчивости и даже упорства советской стороны. А рождавшаяся в непростой для страны период машина десятого семейства уже на уровне разработки могла похвастать другим техническим нововведением – 16-клапанным двигателем, как у «горячих» модификаций европейских одноклассников. Сегодня мы вспоминаем историю разработки многоклапанного мотора 2112, ставшего основой для многих других двигателей ВАЗ – в том числе и самых современных.
Веяния времени
И спользуя агрегатную базу и платформу «восьмерки» для новой модели, в Тольятти понимали, что к моменту старта серийного производства ВАЗ-2110 «восьмой» мотор неизбежно устареет. Ведь уже с начала восьмидесятых в мире ужесточались экологические требования, да и литровая мощность постоянно увеличивалась. «Заряженные» модификации Volkswagen Golf MKII и Opel Kadett E были практические вдвое мощнее базовых версий (и отечественной Самары!), ведь их моторы выдавали 130-140 «лошадок»! Вдобавок стало ясно, что мотор должен быть не только мощнее и экологичнее, но и экономичнее предшественника.
Добиться этого можно было несколькими способами. Во-первых, на ВАЗе безоговорочно приняли переход на более современный распределённый впрыск, что теоретически позволяло выполнить любые актуальные на тот момент нормы по чистоте выхлопа.
Во-вторых, нужно было повышать литровую мощность, чтобы поднять количество «лошадок» под капотом, оставшись в прежнем рабочем объеме. Ведь далеко не во всех странах мира покупатели приветствовали «большие» двигатели из-за налогов. Да и НАМИ жестко определял «литровый диапазон» советской техники – ВАЗы должны были укладываться в диапазон 1,2-1,6 литра.
На тот момент в мире уже были обкатаны на практике два способа «взбодриться» — установка турбонаддува или же переход на многоклапанную головку блока, где количество впускных и выпускных клапанов для каждого цилиндра увеличивалось вдвое. Взвесив все «за» и «против», на ВАЗе остановились на втором варианте, поскольку наддув потребовал бы куда больших затрат и технологических нововведений, в то время как схема с четырьмя клапанами на цилиндр в остальном («по низу») не сильно отличалась от восьмиклапанника, а за счет лучшей наполняемости цилиндров показатели мощности и крутящего момента при прочих равных должны были увеличиться на 10-15%. Это значит, что вкупе с «инжектором» с полуторалитрового мотора реально было снять не менее 90 л.с.
Снова Porsche
Не имея собственного опыта в проектировании подобных конструкций, вазовцы «по старой памяти» обратились к специалистам Porsche. К тому же советской стороне требовалась помощь немцев по аэродинамической доводке кузова «десятки». Подписанный в 1987 году контракт предусматривал как работы по аэродинамике, так и разработку 16-клапанного двигателя с распределённым впрыском. При этом рабочий объем оставался прежним — 1,5 литра.
Однако и на ВАЗе отнюдь не сидели сложа руки, переложив хлопоты по разработке нового двигателя на плечи и руки немецких «спецов»! Под руководством А. Симульмана был скомпонован вариант многоклапанной головки блока с литыми свечными колодцами — то есть, без вставных деталей.
Конструкция 16-клапанной головки блока рождалась в тесном сотрудничестве с иностранными специалистами и при этом получилась полностью оригинальной
Предложенный же Porsche вариант был менее технологичным — в частности, он требовал очень сложной по форме прокладки головки блока, за изготовление пресс-формы для производства которой советские специалисты по РТИ просто не брались. Зато немецкая фирма Elring, к которой обратились вазовские специалисты, согласилась все сделать за четыре месяца и 400 000 немецких марок! И первое, и второе совсем не устраивало ВАЗ, поэтому пришлось. разработать конструкцию силами вазовского же РТИ НТЦ, для чего хватило одного месяца и 1 500 рублей.
Однако в дальнейшем к технологической разработке и доводке отливки головки специалистам Porsche пришлось подключать малоизвестные и узкоспециализированные компании из Австрии и Италии. При этом свечные колодцы на ранних 16-клапанных двигателях были вставными, а начиная со 124-го двигателя стали литыми, как изначально задумывали в Тольятти.
Головка блока цилиндров двигателя ВАЗ-2112
Шестнадцатиклапанная головка потребовала серьезной модернизации «восьмерочного» мотора, ставшего по просьбе ВАЗа своеобразной заготовкой для «шеснаря».
Кроме собственно шестнадцатиклапанной конструкции с двумя распределительными валами, двигатель 2112 отличался и наличием гидротолкателей с автоматической регулировкой теплового зазора, ведь только компактные «гидрики» позволили разместить в головке цилиндров и еще один вал, и восемь дополнительных клапанов. Кроме механизма газораспределения «двенадцатый» мотор получил также оригинальные впуск и выпуск.
Несмотря на компоновочное сходство с 8-клапанным двигателем ВАЗ-21083, «верх» нового мотора получил два распредвала, 16 клапанов и ряд принципиальных отличий
Впускной коллектор на 16-клапаннике разнесли с выпуском. Первоначально впуск изготавливался из лёгкого сплава, а на 1,6-литровом моторе он стал пластиковым
Специалисты Porsche сразу засомневались в том, подойдут ли блок и коленчатый вал бывшего «восьмиклапанника» новому мотору — ведь нагрузки с учетом увеличившихся мощности и момента неизбежно вырастут. Специальные стендовые испытания двигателя ВАЗ-21083 в Германии подтвердили, что его конструкция и механическая прочность вполне допускают подобный «тюнинг», но впоследствии для перестраховки противовесы на коленвале для впрысковых моторов немного увеличили, а блок при превращении мотора в 16-клапанник получил важную доработку: в опорах коренных подшипников появились дополнительные масляные каналы с запрессованными в них форсунками, благодаря чему днища поршней омываются маслом под давлением.
Немецкая сторона также разработала и оптимизировала форму камеры сгорания, благодаря чему даже с учетом высокой степени сжатия (10,5) на бензине с ОЧ 91-95 двигатель ВАЗ-2112 работал без детонации.
На ранних этапах доводки 16-клапанного мотора применялись привычные для специалистов Porsche компоненты распределенного впрыска немецкой фирмы Bosch, однако в дальнейшем (с 1990 года) советская сторона стала активно сотрудничать с американской компанией GM, перейдя на «джиэмовскую» систему не только для многоклапанных моторов, но и на обычных восьмиклапанниках как «восьмого», так и «классического» семейств. Ирония судьбы заключалась в том, что через пять лет ВАЗ вновь вернулся к «бошевским» компонентам впрыска на своих двигателях, прекратив сотрудничество с GM в этом направлении.
Долгие роды, короткая жизнь
Впервые «десятку» с новым двигателем официально продемонстрировали в конце 1992 года в Московском Манеже, а в 1994-м АвтоВАЗ «засветил» предсерийный прототип ВАЗ-2110 и на Парижском автосалоне.
«Десятка» с шестнадцатиклапанником стала настоящей звездой мартовского журнала За Рулем за 1993 год: кроме обложки, яркой новинке отвели четыре первые страницы
16 клапанов – так это будет по-русски
Как оказалось, под большой пластиковой крышкой с «заграничной» надписью «16 VALVE» скрывался именно 16-клапанный двигатель ВАЗ-2112, который развивал 94 л.с. при 5 600 об/мин. При этом мотор оказался и достаточно тяговитым — 130 Нм он выдавал уже при 3 600 об/мин. Таким образом, литровая мощность нового двигателя составила 62 л.с. — не самый плохой показатель по меркам начала девяностых. По крайней мере, европейские и японские аналоги с похожей конструкцией мотора развивали примерно 65-70 л.с. на литр рабочего объема.
Спидометр не врёт: с 16-клапанником новая модель ВАЗа вплотную подобралась к отметке 200 – особенно по спидометру. Если же быть точным, то «сто третья», по данным производителя, разгонялась до 185 км/ч
Двигатель ВАЗ-2112 сочетался с вентилируемыми передними тормозами и усиленной трансмиссией
Более мощный двигатель потребовал усиления и деталей трансмиссии — в частности, применения нового вторичного вала с повышенной жесткостью, а также увеличения диаметра сцепления со 190 до 200 мм.
16-клапанный мотор в «десятку», в отличие от Самары, заложили уже на уровне проектирования компоновки
Выпуск ВАЗ-2110 планировался с 1995 года — первые «десятки» были собраны в ОПП АвтоВАЗа 27 июня, однако полноценное серийное производство началось лишь в 1996-м. При этом многие первые «живые» машины оснащались не новомодным «шеснарем», а банальным карбюраторным (!) двигателем с индексом 2110.
Прототипы и предсерийные образцы ВАЗ-2110 внешне отличались от товарных машин
А «сто третья» (ВАЗ-21103) с тем самым полуторалитровым 16-клапанником ВАЗ-2112 попала на основной конвейер лишь в 2001 году.
Теоретически 16-клапанный ВАЗ мог подогреть интерес зарубежного покупателя к продукции из Тольятти. На практике же мощная «десятка» всерьез заинтересовала лишь внутреннего потребителя
Планировалось, что 16-клапанник получит и «зубило» — этакий запоздалый ответ АвтоВАЗа на Volkswagen Golf GTI.
Однако в дальнейшем выяснилось, что установка этого мотора под капот Самары требует доработок кузова, несовместимых с крупносерийным производством, поэтому от такой затеи в дальнейшем отказались, а 16-клапанный двигатель ВАЗ-2112 так и остался прерогативой «десятого» семейства.
Впрочем, 16-клапанные двигатели под капот Самар всё же «просочились»: тольяттинское ЗАО «Супер-Авто» выпускало ВАЗ-2113 и ВАЗ-2114 в «улучшенной комплектации», которая включала в себя и 1,6-литровые моторы (21124 и 21126) с четырьмя клапанами на цилиндр. Почти 100 сил позволяли «суперзубилам» не только на равных тягаться с остальными вазовскими шестнадцатиклапанниками, но и вступать в светофорные гонки с бюджетными иномарками.
8v и 16v — в чем разница?
Всем доброго времени суток!
Так как с машиной ничего пока не происходит, то и писать особо не о чем! Надеюсь не скоро будут грустные посты и будем общаться лишь на темы приятные)
И так по заголовку понятен смысл поста! Как начинающий водитель считаю своим долгом узнавать больше информации про автомобили в принципе. В очередной раз просматривая страницы интернета наткнулся на видео! Смотри ниже:
И так как у меня 16 клапанный двигатель, то внимание вопрос: всё таки двигатель с 16-ю клапанами мощнее на деле, чем такой же с 8-ю клапанами?
Я не любитель гонок и мерки мощностей, просто для общего развития и сравнение ваших мнений)
P.S. Позавчера купили для друга VW Мультиван Т4. Буду и его параллельно изучать. На драйве его нет)
Ну и чтобы согрелись — вдруг мёрзнете где-то)))
Volkswagen Golf 2001, двигатель бензиновый 1.6 л., 105 л. с., передний привод, механическая коробка передач — наблюдение
Машины в продаже
Комментарии 19
Да на счет прихотливости я заметил, что 16 клапанные более капризные так сказать) Спасибо за такой подробный ответ!
Полный багажник картофана лучше на 8кл, поджигать резину у торгового центра(чтоб бабы визжали) на 16кл
Секретный Goldfisch-неизвестная история 16 цилиндрового двигателя BMW.
12 цилиндровые двигатели являются аристократами в моторостроении.Но есть Боги-это 16 цилиндровые.Так давайте узнаем тайну такого подразделения в компании BMW.
-Руководство компании узнало о создании модели, когда прототип уже проходил дорожные испытания.
-Чтобы большой двигатель уместился под капотом 7 серии, пришлось систему охлаждения перенести в багажник.
-Весной 1988 года Goldfish впервые попал на испытания, и выдал результат 408 л.с.
Как могло вообще такое произойти?Давайте разберемся.История началась в 1972 году, когда инженеры пытались создать двигатели V12, и в конце 1970-х, но им помешали топливные кризисы.Но в те времена BMW не являлась роскошной маркой.
Да, в Германии и Европе марка уже утвердилась на рынке, но в мировом масштабе BMW находилась в тени компании Mercedes, которая имела давние традиции в построении больших двигателей и считалась роскошной маркой.Начиная с 1980 года, топ моделью марки BMW считалась 745i с 6 цилиндровым 3210 куб.см. двигателем, также имелся турбонаддувной 3430 куб.см. мотор мощностью 252 л.с.
Этого вполне хватало на автомобиле премьер министра Баварии, но правители западных держав предпочитали V8 с звездой на капоте
BMW СТАВИТ БОЛЬШИЕ И МОЩНЫЕ МОТОРЫ.
В 1987 году дебютировала 12 цилиндровая 7 серия.Но перед этим важным событием в истории, менеджеры BMW обсуждали вопрос.Какой ещё более больший двигатель представит Mercredes в S-классе?Все знаки в небе говорили, что необходимо иметь ответ и иметь туза в рукаве.
Карл Хайнц Ланге был тогда руководителем отдела исследований и разработок двигателей в BMW. В интервью подтверждает: Мы рассматривали сценарий на случай того, что наши конкуренты также ответят „V12-к провалу”. Один из них предусматривал что-то действительно уникальное, а именно, мы хотели увеличить количество цилиндров в двигателе
Кроме того, рассматривали возможность применить двойной наддув. В конце концов, BMW имело опыт работы с системами битурбо. Если увеличить количество цилиндров, то только до 16. Это казалось безумием, но тоже оправдано технически, ибо угол наклона блока цилиндров 12-цилиндрового M70 отлично подходит также для варианта с 16-цилиндровым.
Карл Хайнц Ланге получил зеленый свет на создание одного V16 8 июля 1987 года. Проект был строго секретный, Ланге мог включить в него только несколько инженеров и субподрядчиков, как, например, Бош или литые блоки двигателя. Даже офис выделенный для этого проекта был удален от помещений, в которых продолжались плановые работы конструкторов. В начале проекта, совет директоров BMW не был в курсе происходящего!
В технической документации даже не было отдельной папки для данного проекта, поэтому двигатель не получил даже заводского обозначения, как, например М70 для V12.Поэтому команда инженеров обозначило своё великое детище как Goldfisch.
Использовали блок от M70.Дополнительные 4 цилиндра увеличили объём двигателя до 6.7 литра.
Весной 1988 года. „Goldfisch” впервые попал на испытание. Результат: 408 л.с., а в некоторых измерениях были даже значения 430 л.с. Благодаря блоку двигателя из легких сплавов, блок V16 весил в общей сложности 310 кг. Соотношение массы к мощности был здесь, следовательно, эффективнее, чем в двигателе V12 (0,72-0,75 кг/КМ против 0,83 кг/КМ).
ТОЛЬКО 6 СТУПЕНЧАТАЯ МЕХАНИКА.
Следующий шаг: установка одного двигателя в прототип. Для „Goldfisch” нашли BMW 735iL, т. е. удлиненный вариант в цвете „Nerzbraun”. На дорожных испытаниях использовали спортивную 6 ступенчатую коробку в сочетании с двигателем.
Чтобы большой двигатель поместить под капотом „семерки”, инженерам пришлось перенести всю систему охлаждения в багажник. В этот момент стало ясно, что кузов обычной „семерки” не справляется с тайными компонентами. Лучше было бы разработать с нуля новый автомобиль.
Но ведь о проекте „Goldfisch” еще не знали боссы BMW. Только летом 1988 года. пригласили директоров на прогулку „особенно сильной семерки”.Только не сказали. Карл Хайнц Ланге вспоминает, что во время презентации несколько коллег заслоняли собой задние воздухозаборники, чтобы не бросались боссам так сильно в глаза…
Только после поездки инженеры рассказали членам совета директоров детали проекта. Президент был впечатлен огромной мощности и 625 Нм крутящего момента. „Goldfisch” однако, несмотря на это зеленый свет не получил. С тех пор прототип стоит неподвижно в музее BMW и без соответствующей подготовки невозможно запустить его.
Новый 16-клапанный двигатель Volkswagen.
Но все же, информации мне не хватает 🙂 Не хочу наглеть и писать в личку, но я бы с удовольствием почитал и зарубежные статьи на технические темы из прессы прошлого века. Например, истории о разработке какой-либо модели. Ведь в тестах многое остается за кадром, а мне бы хотелось знать, чем руководствовались инженеры при внедрении тех или иных изменений. Приведу пример такой статьи. В школьные годы я любил ходил в библиотеку и читал там автомобильные журналы. Те, что не продавались у нас киосках. Один из самых любимых был «Автомобильная промышленность США». Выпускался он в СССР с 1961 года и в нем было масса интересной информации из зарубежных источников. Я с большим удовольствием черпал оттуда информацию, расширял кругозор и обогащал свои знания. Итак, статья, как образец того, чего не хватает на Drive2 сегодня. Недавно я перечитал ее и получил большое удовольствие:
Новый 16-клапанный двигатель Volkswagen
Компания Volkswagen подготовила к производству новый двигатель. Одним из основных факторов при конструировании этого рядного четырехцилиндрового шестнадцатиклапанного двигателя рабочим объемом 1,8 л. с двумя верхними распределительными валами для недавно показанной модели Scirocco 16V (вторая половина 1986 года), было требование вписать его в моторный отсек уже выпускаемой модели.
Но именно это ограничение возможно сыграло исключительную роль, поскольку VW удалось создать компактный многоклапанный, оригинальный по ряду технических решений двигатель, развиваемый мощность 129 л.с. при 5800 об/мин. (версия с катализатором), что на 37% больше по сравнению с уже выпускающимся двигателем 1,8 литра, мощностью 90 л.с., на базе которого он разработан. Главной особенностью двигателя 1,8-16V является малый поперечный габарит.
На виде спереди головка блока выглядит не шире, чем у 1,8 с одним верхним распредвалом.
Восьмиклапанная версия по прежнему будет предлагаться покупателям. По прогнозам VW, треть из 14000 шт. предполагаемого объема продаж Scirocco в 1987 году составит версия 16V.
Появится этот двигателях и на моделях Golf/Jetta в версиях GTi.
Для уменьшения поперечного габарита было принято решение осуществить привод зубчатым ремнем только одного распределительного вала (действующего на выпускные клапаны) в отличии от обычной практики зубчато-ременного привода обоих валов. Второй распределительный вал приводится от первого однорядной роликовой цепью, размещенной в задней части литой из легкого сплава головки блока.
Главный конструктор по двигателям компании Volkswagen of America Г. Делф утверждает, что применение только одного ведомого зубчатого шкива позволило уменьшить расстояние между осями валов в отливе головки. Устранение второго шкива и соответствующее сокращение размеров кожуха ремня позволило уменьшить поперечный габарит на 25-30 мм.
Первоначально предполагалось применить зубчатую передачу для привода второго распределительного вала, но от этой конструкции пришлось отказаться из-за высокого уровня шума при низкой частоте вращения, который не удалось снизить. Volkswagen использовали весь свой богатый опыт по доводке зубчатых передач, варьируя форму зубьев и шестерен. Было сделано все, что есть в литературе и чего в ней нет, но понизить шум до уровня, приемлемого для производства двигателя, оказалось невозможным. Инженеры Volkswagen были настолько уверены в успешном решении проблемы шума шестерен, что компания полностью провела технологическую подготовку производства варианта головки с зубчатой передачей. Это задержало доводку двигателя 16V на целый год!
Малое расстояние между осями распределительных валов позволило также уменьшить угол развала клапанов до 25 градусов, что в свою очередь дало возможность получить компактную камеру сгорания. При этом инженеры компании постарались полностью реализовать открывшиеся перед ними возможности. Выпускные клапаны с натриевым наполнением расположены вертикально, параллельно оси цилиндра, что обеспечивает максимально возможную площадь камеры сгорания, улучшая параметры рабочего процесса. В приводе клапанов двигателя 16V есть еще одна особенность. Поверхность дна стакана стакана гидравлического толкателя клапана выполнена сферической с большим радиусом кривизны. В сочетании со смещением на 2 мм оси симметрии толкателя относительно оси симметрии кулачка это обеспечивает принудительное вращение толкателя и клапана при работе двигателя.
В днищах поршней напротив впускных клапанов имеются углубления. Это предотвращает соударение поршней и клапанов при большой частоте вращения (максимальная частота вращения по границе красной зоны шкалы тахометра — 6800 об/мин., при ее превышении до 7000 об. электронная система зажигания с датчиком Холла перестает работать).
Примечание от digree: Это справедливо только для катализаторной версии данного мотора. Бескат крутится до 7200.. Степень сжатия 16V повышена до 10,0 по сравнению с 8,5 у восьмиклапанного двигателя с одним распределительным валом. Несмотря на это Volkswagen рекомендует использовать обычный бензин без антидетонационных присадок. Примечание от digree: Бензин Normal можно было употреблять только в катализаторной версии. В бескат, он же KR, разрешалось лить исключительно Super — октановое число не ниже 97. Для повышении долговечности седла клапанов изготовлены из металлокерамики. В центре неглубокой компактной камеры сгорания, имеющей поясной завихритель (squish-band) для интенсификации процесса сгорания, находится комбинированная ( с частично-поверхностным разрядом) свеча зажигания. Система зажигания электронная, цифровая, с датчиком детонации. На одном из первых опытных образцов автомобиля Scirocco 16V, опробованном редакцией, наблюдалась кратковременная детонация двигателя вслед за увеличением подачи топлива при движении на высших передачах с малой скоростью.
Обращаясь к схеме четыре клапана на цилиндр, инженеры Volkswagen учитывали, что основной ее негативной стороной является недостаточный крутящий момент при низкой и средней частоте вращения. Несмотря на это, кривая крутящего момента у Scirocco 16V впечатляюще пологая для двигателя рабочим объемом 1,8 литра, что позволяет автомобилю даже при частоте вращения 2000 об/мин. ускоряться на четвертой и пятой передаче со скорости 80 км/ч (передаточные отношения соответственно соответственно 1,13 и 0,91). Утверждается, что этого удалось достичь благодаря конструкции выпускной системы. Пологая характеристика крутящего момента обеспечена на 95% за счет подбора конфигурации, длины и диаметра патрубков впускного коллектора. Доводочные работы в этом направлении были весьма обширными и потребовали наибольших затрат времени.
Максимальный крутящий момент развиваемый двигателем составляет 168 Нм при 4250 об/мин. (145 Нм при 3300 у восьмиклапанного варианта). По утверждению Делфа, в длинном впускном трубопроводе при 1800 об/мин. проявляется эффект динамического наддува, наиболее ярко проявляющийся при 2800 об/мин. Volkswagen провела испытания электронного изменения геометрии впускного тракта фирмы Toyota (система T-VIS), но отказалась от нее ввиду чрезмерной сложности. Примечание от digree: В ней используется два отдельных канала на цилиндр. Один из которых оснащен своей собственной дроссельной заслонкой, которая может либо открывать канал либо закрывать его. Клапана, открывающие каналы подключены к общему валу, который вращается при помощи вакуумного привода расположенного за пределами впускного коллектора. Система T-VIS не может управлять клапанами по отдельности. Блок управления двигателем управляет соленоидом, который на низких оборотах образует вакуум в приводе, что приводит к закрытию клапанов. При высоких оборотах, в районе 4200 оборотах в минуту питание на соленоид не поступает, вакуум исчезает и пружина, установленная внутри привода толкает его обратно, тем самым открывая клапана. Суть системы состоит в том, что в нижней зоне оборотов двигателя скорость воздуха будет увеличена, так как сечение канала для каждого цилиндра будет уменьшено. А при увеличении оборотов второй канал будет открыт, скорость потока воздуха уменьшится с одновременным увеличением объема воздушного потока, что как раз необходимо на высоких оборотах.
Патрубки впускного коллектора двигателя Scirocco 16V имеют переменное сечение, а диаметр впускных каналов составляет 40 мм (на 10 мм меньше, чем у двигателя с двумя клапанами на цилиндр), что способствует увеличению скорости проходящего через них потока.