Обзор нового двигателя ВАЗ 11182 (1.6л., 8 клапанов, 90л.с.)

Тюнинг двигателя V AZ — направление, которому уже не менее 30 лет. Вот рецепты, как снять с мотора номинальной мощностью 80 л.с. все двести «лошадей» и увеличить мощность на 25-30 %! Но заводская модификация тем и отличается от тюнинга, хоть «гаражного», хоть «фирменного», что у инженеров нет задачи поднять мощность любой ценой. Нужно обеспечить правильный баланс массы показателей, многие из которых находятся в прямом противоречии друг с другом. ВАЗ-11182 — пример такого же применения. И чтобы разобраться в этом непростом вопросе, мы воспользовались тем, что на испытании новой Lada Largus присутствовал начальник бюро расчетов и регистрации силовых агрегатов АвтоВАЗа Андрей Михайлович Аввакум. Мы не можем упустить такой шанс, и хотим поделиться с вами фактом из нашей продолжительной беседы.

В России 1,6-литровый восьмиклапанный двигатель появился в 1985 году. Он развивал мощность 51,5 кВт, то есть 70 л.с. при 6600 об/мин, и был заимствован от более раннего 1,3-литрового мотора ВАЗ-2108 за счет увеличения диаметра цилиндров в новом двигателе. Естественно, это потребовало больших изменений. Именно этот двигатель стоял под капотом Lada Samara и автомобилей десятого семейства в начале своего жизненного цикла.

В 1988 году появилась модификация двигателя ВАЗ-21083, которая была оснащена новой шатунно-поршневой группой с плавающим поршневым пальцем и оригинальным распределительным валом. Мощность ВАЗ-2110 составляла 52 кВт (70,7 л.с.), но уже на бензине АИ-19 — СССР к тому времени пытался унифицировать марки топлива с Европой и ЕС как поставщиками нефти для своей страны. АИ-93 и ИА 94 появились в конце 1990-х годов. В некоторых случаях АИ-91 уступает АИ-92.

В 1996 году на автомобильном заводе появился первый двигатель, оснащенный системой впрыска. При сохранении мощности на уровне 70 л.с. он смог получить стандарт выбросов Евро-2

В дальнейшем появились модификации двигателя от 51,5 кВт (70 л.с.). До 56,4 кВт (76 л.с.) с нормой выбросов от R83 до Евро-3 можно снизить потребляемую мощность С введением норм Евро-2 в России начался поэтапный впрыск топлива. На ВАЗ-2111 и 21083 устанавливались карбюраторные двигатели 2101.

В 2004 году на выставке в Тольятти был представлен новый двигатель с индексом 21114/21183 объемом 1,6 литра. Двигатели были абсолютно идентичны.

Новинка должна была оснащать новые модели ВАЗа — семейства Kalina и Priora. Основной целью модернизации было увеличение крутящего момента на низких оборотах.

На этот раз конструкторы отказались от парно-параллельного впрыска топлива, сделав выбор в пользу фазированного впрыска. Подкапотный каталитический нейтрализатор (каталитический нейтрализатор, установленный непосредственно рядом с головкой блока цилиндров) снизил сопротивление выхлопной системы и обеспечил мощность 59 кВт (180 л.с.).

Двигатель соответствовал стандартам выбросов EURO 3 и 4.

Дальнейшая эволюция была связана с внедрением в 2022 году облегченной шатунно-поршневой группы, овального роликового коллектора с уменьшенным сопротивлением и электронной дроссельной заслонки. Полуавтомат натяжения ремня ГРМ устанавливался под капотами двигателей 21116/11186 (11289) мощностью 64 кВт или 85 л В результате этой модификации поршень стал «защемленным» (то есть при обрыве ремня ГРМ гнулись клапаны), что значительно снизило долю симпатических потребителей.

На Lada Vesta были улучшены системы выхлопа, впуска и подвески. В итоге, не попав под капот Весты по маркетинговым соображениям, двигатель 11189 с 2022 года используется на Ларгусе. С июля 2022 года его поршень вернулся на беспоршневую траекторию с одновременной оптимизацией бокового профиля и заменой антифрикционного покрытия юбки на более износостойкое.

В 2021 году двигатель Lada-Priora впервые появится на публике в кузове автомобиля Lada Priora.

V AZ показал прототип «десятки» с 16-клапанным двигателем. А Lada Largus оснащена 106-сильным 16-клапанным ВАЗ-21129.

В планах по модернизации восьмиклапанного двигателя заводские конструкторы поставили себе планку не делать максимальную мощность выше 67,5 кВт или 90 л.с. (для налоговиков такое равенство необъяснимо).

Но самое главное, что производители автомобилей с двигателями, мощность которых превышает указанную, платят дополнительный акциз (увеличивающийся год от года), что неизбежно ведет к росту цен на автомобили.

Не лучше ли было бы форсировать 16-клапанный двигатель? Нет, не лучше. 16-клапанные головки имеют другую конструкцию, два распредвала и большее количество клапанов. Стоимость самого блока получается значительно выше! 8-клапанный двигатель был выбран в рамках задачи, потому что он обеспечивал конкурентоспособную цену для нового автомобиля.

При этом 8-клапанник оказался лучше приспособлен для эксплуатации в городских условиях — за счет более благоприятной для субъективного восприятия кривой крутящего момента езда становится легче. Да, 16-клапанник выиграет. Его мощность и скорость выше; но в этом и есть его преимущество — у него более мощная силовая установка! Но для легкого коммерческого автомобиля скорость — не главное. Largus имеет достаточно тяжелую конструкцию, снаряженная масса может достигать 1300 кг. Таким образом, для такого автомобиля крутящий момент на низких оборотах важнее пиковой мощности. В погоне за крутящим моментом на низких оборотах конструкторы ВАЗа достигли очень серьезных успехов. Да, показатели мощности не поражают воображение — это понятно. Важно то, что улучшение объективно и оценивается на автомобильных тестах.

Назовем ее VSX — внешняя скоростная характеристика двигателя. В результате при 1000 об/мин прежний двигатель выдавал всего 102,5 Нм, а новый 11182 — уже 117,5. Этот двигатель способен развивать 140 Нм уже при 2500 об/мин, тогда как его предшественнику необходимо разогнаться до 3800 об/мин. В реальной жизни разница ощущается сразу — как при старте с места, так и при разгоне на относительно низких скоростях.

Ну, а теперь давайте посмотрим, за счет чего удалось добиться желаемых характеристик и какие детали затрагивает серьезная модернизация. А все они технологически и конструктивно очень сложны.

Головка блока цилиндров начинается с «Колыбельной» Ощущения от нее изменились. Инженеры ВАЗа полностью изменили рубашку охлаждения и перепроектировали впускные и выпускные каналы. В частности, изменена форма головки блока и поршня. В двигателе 189 поршень был плоским, а камеру сгорания формировала в основном головка. В конфигурации, выбранной для использования шатунов длиной 133 мм с 16-клапанными двигателями. При плоских поршнях не было возможности реализовать потенциал крутящего момента двигателя, поскольку угол опережения зажигания приходилось уменьшать. Это не самая оптимальная форма камеры сгорания, и единственный способ борьбы с этим явлением — уменьшение угла опережения зажигания.

Новый двигатель имеет более короткие шатуны длиной 128 мм от 1,5-литрового двигателя. Объем камеры сгорания в значительной степени сформирован за счет выборки поршня в нижней части цилиндра. Это позволило улучшить вихревой поток топливовоздушной смеси и добиться значительно лучшего смешивания воздуха с топливом, а значит, улучшить антидетонационные свойства камеры сгорания.

Увеличение степени сжатия вызывает закономерный вопрос: не вызовет ли это повышенных требований к октановому числу используемого топлива, ведь чем больше степень сжатия — тем выше должны быть антидетонационные свойства топлива? Для всех выпускаемых на АвтоВАЗе двигателей сегодня рекомендуется использовать 95-й бензин, но когда проводятся проверочные испытания — проверяется и возможность использования «92-го» или «ёмкости» этого топлива. Согласно «Руководству по эксплуатации автомобиля с двигателем 11182» при отсутствии или наличии бензина допускается применение топлива, отличного от 100-го. Приведенные выше цифры из таблиц технических характеристик именно таковы.

В двигателе ВАЗ-11182 впервые применены трехкомпонентные маслосъемные кольца вместо двух. Завод проводит испытания новых колец, в них используется новая технология, а поставщики предлагают новое решение. Усталость зависит от нагрузки и числа оборотов. В ходе испытаний двигателей 182 и 1900 измерялся расход масла при 2 000 об/мин. Старый двигатель показал 9-10 г/ч, а новый — всего 5 г/ч. В каждом диапазоне оборотов скорость сгорания уменьшилась в несколько раз. Изменился и пламенный пояс: он стал шире при сохранении неизменной массы поршня. Кроме того, увеличился отвод тепла из камеры сгорания, а температура поршневого кольца снизилась.

Теперь у двигателя новый шатун и новый поршень. При обрыве ремня ГРМ поршень остается без резьбы, так как не имеет специальных вырезов для клапанов. 16- и 8-клапанные поршни теперь имеют 16, 8 или 11 клапанов. Пока ремень ГРМ не порвался, владельцу не придется тратить деньги на восстановление двигателя. Опять же, многие могут задать вопрос: почему ременной привод имеет больший срок службы? Причина проста: он дороже в производстве. ВАЗ заявляет о ресурсе ремня двигателя в 180 000 км.

В целом, механизм синхронизации был обновлен довольно радикально. Теперь все замки и кольца новые. Он стал легче, ширина рабочей поверхности кулачков увеличилась с 15 до 11 мм, а задняя часть кулачков — с 177 см. Изменился профиль по отношению к корпусу Изменилась высота выпуска кулачков. Изменены развал и фазировка кулачков распределительного вала, а общий вес распределительного вала уменьшен примерно на 500 г по сравнению с предыдущей версией двигателя. С 2650 до 2069 вес двигателя уменьшился примерно вдвое — это около 430 граммов по сравнению с 360 граммами предшественника — 240 килограммов!

Клапаны стали легче, так как диаметр стержня клапана уменьшился до 5 мм. В седла клапанов встроены более тонкие шестерни, и они имеют меньшую ширину. Маслосъемные колпачки были позаимствованы у 16-клапанного двигателя альянса Renault-Nissan.

Конструкция толкателей клапанов ГРМ полностью изменилась. Раньше это были две пружины и шайба. Теперь есть пружина и толкатель без регулировочной шайбы, поэтому при регулировке клапанов меняются сами ролики. В двигателях альянса Renault-Nissan и Kia используются аналогичные решения. В результате клапаны требуют регулировки только при пробеге 90 000 км. Это хороший показатель, но главное, что такая конструкция позволила отказаться от нулевого технического обслуживания и первой регулировки на 2 000 км пробега. В целом, процедура регулировки теперь заключается в замене толкателей.

Технология сборки была радикально изменена. Головка блока цилиндров теперь собиралась отдельно, и на ней регулировались клапаны. Собранную головку устанавливали на двигатель и затягивали винты крепления головки. Затяжка винтов происходила не так, как хотелось бы. Теперь сборка происходит на двигателе: головка устанавливается, затем регулируется, при этом обеспечиваются зазоры между толкателями и кулачками.

Верхняя крышка двигателя была изменена: теперь она алюминиевая и имеет шесть точек крепления вместо двух, а также новую прокладку для надежного уплотнения крышки головки блока цилиндров. Маслоотделитель был перепроектирован для лучшего отделения масла от картерных газов после сепарации. По сравнению с предыдущим двигателем масла выходило меньше: если раньше это было около 2 г/ч, то теперь — менее 1. В принципе, у восьмиклапанного двигателя не было проблем с расходом масла.

Конструкторы увеличили диаметр дроссельного сопла, что позволило более точно дозировать воздух на низких оборотах. Это позволило снизить обороты холостого хода с 850 до 770 об/мин, что очень важно для потребителя: этот показатель напрямую влияет на расход топлива. В то же время можно ожидать, что владельцы новых автомобилей забудут о такой типичной для восьмиклапанных двигателей проблеме, как плавающие обороты.

В головке блока цилиндров все осталось без изменений — только в ней были изменены конфигурации масляных и охлаждающих каналов. В результате уменьшение ширины шатунных шеек привело к уменьшению их диаметра с 47,8 до 43 мм. Было уменьшено количество противовесов: у старого восьмиклапанного двигателя их было 8 (это решение используется и для двигателей Renault).

В подшипниках скольжения была изменена схема подвода масла к их опорам. В результате сократилось количество ступеней: сначала сверлилась одна секция, затем вторая. Теперь один диагональный канал проходит от поверхности кривошипа к шатуну и выходит на его поверхность. Это не только снизило затраты на изготовление детали, но и улучшило перепитку масляной лопатки в подшипниках скольжения.

Кроме того, оптимизирована прокладка головки блока цилиндров и свечи зажигания.

Что мы получили в результате? В результате в линейке двигателей, выпускаемых на заводе «АвтоВАЗ», появился достаточно современный и относительно недорогой двигатель. На данный момент он сертифицирован по нормам Евро-5, но экологические стандарты будут ужесточаться. В ближайшие 5-6 лет он, безусловно, будет востребован.