Выбор офиса обслуживания
г. Новосибирск (г.Новосибирск, ул. Добролюбова , дом 10/1)
10.10.2017 Двигатель ВАЗ-21179 объемом 1,8 л: снаружи и изнутри
Текст и фото: Сергей Цыганов
Источник: Drom.ru

Этот двигатель вазовцы начали проектировать в самом начале 2000-х годов, то есть как минимум 15 лет тому назад. Работы то интенсифицировали, то замораживали, примерно так же, как это происходило с Проектом С, под который, собственно говоря, и начали делать мотор рабочим объемом 1,8 литра. С окончательной смертью Проекта С, совпавшей с приходом в Тольятти альянса Renault-Nissan, двигатель ВАЗ-21176 положили, казалось, на совсем дальнюю полку… но в 2012 году неожиданно достали, стряхнули пыль и начали готовить к серийному производству. Ибо этот мотор отлично подходил не только к стремительно локализуемым Ларгусам, но и к проекту Lada B, получившему впоследствии имя Лада Веста.

Надо предостеречь читателей от возможной путаницы: у Волжского автозавода есть еще один двигатель объемом 1,8 литра (ВАЗ-2130), который суть просто «расточенная» версия «классического» мотора 21213, спроектированного под более тяжелые, чем стандартная «Нива», модели 2120 «Надежда» и 2131 (пятидверная «Нива»). Мотор 2130 выдает всего 85 л.с., но берет «моментом», который нужнее при работе на высоких нагрузках.

Новый «переднеприводный» мотор 1,8/122 л.с., называемый сейчас ВАЗ-21179, это эволюционная ветвь старого 16-клапанного двигателя 1,6 (21126), которым комплектуются почти все тольяттинские модели. Агрегату увеличили рабочий объем на 200 «кубиков» и применили фазовращатель на впуске. Вот и вся модернизация, как сказал бы Дмитрий Медведев. Однако…

Под новый двигатель завод значительно реорганизовал моторное производство, закупил и запустил новое сборочное оборудование, мало уступающее (или не уступающее вовсе) тому, что смонтировано на линии сборки двигателей Renault и Nissan. Линия эта рассчитана (на первом этапе) на 60 тыс. в год. При этом весь бюджет затеи составил смешные 30 млн евро.

О том, что собой представляет мотор ВАЗ-21179 «в разрезе», рассказывает Евгений Байборин, руководитель отдела испытаний силовых агрегатов.

Евгений Байборин, руководитель отдела испытаний силовых агрегатов «АвтоВАЗа»

— На вазовских моторах никогда не было механизма регулируемых фаз ГРМ, это у нас впервые такой опыт. Изменение фаз стало параметром калибровки, и наши инженеры, варьируя фазы, могут влиять на мощность, крутящий момент, расход топлива, параметры токсичности, причем избирательно — СО, СН, NOX. К сожалению, достижение хороших результатов по отдельным параметрам вступает в конфликт со смежными характеристиками, поэтому здесь нужен баланс. Главное, что мы можем менять калибровки работы фазера так, как это нужно конкретному автомобилю.

— Сама конструкция фазовращателя разработана в Тольятти?

— Нет. Сегодня нет смысла тратить ресурсы на разработку каких-то узлов. Мы будем долго учиться и все равно сделаем хуже, чем специализированная фирма. Проще купить готовые изделия, которые выпускаются миллионами штук, как патроны.

Фазовращатель в механизме газораспределения двигателя ВАЗ-21179 (справа)

— Каков диапазон изменения фаз?

— Плюс-минус 30 градусов. Это очень много. Более чем достаточно, чтобы закрыть все потребности рабочего процесса.

— А как вообще происходит изменение фазы?

— Раньше между распределительным и коленчатым валами была жесткая конструкция в виде шкива. Теперь этот зубчатый шкив стал сложным и может перемещаться относительно ступицы за счет гидравлики, а в качестве рабочего тела используется моторное масло. По команде блока управления электроклапан меняет направление течения масла, а специальный датчик отслеживает угловое положение.

— Инерционность системы высока?

— Миллисекунды. Мы проводили как стандартные испытания двигателя, так и специальные, акцентированные на работоспособности фазера — работа с жесткой перекладкой, чтобы убедиться в его безотказности.

Испытания двигателя ВАЗ-21176

— Что еще изменили в моторе по сравнению с 21126?

— Блок цилиндров является модернизацией того блока, который сегодня используется в производстве. Но пришлось сделать дополнительные каналы для охлаждения перемычек между цилиндрами. Мы называем это V-образное отверстие, через которое дополнительно проходит охлаждающая жидкость и эту перемычку охлаждает. То есть блок цилиндров — это практически базовая деталь.

Головка цилиндра внешне похожа на таковую от мотора 1.6, но начинка у нее совершенно другая. Там фактически заново спроектировали газовые каналы, с учетом измененных скорости потока и вихреобразования, как в вертикальной плоскости, так и в горизонтальной.

— На 126-м моторе этого нет?

— 21126 был сделан, по сути, из самого первого «переднепроводного» двигателя, который еще с Porsche разрабатывали в середине восьмидесятых. Инженерная мысль с тех пор, мягко говоря, на месте не стояла.

При конвертации 1.6 в 1.8 мы должны были не просто увеличить рабочий объем, а переработать путь поступления воздуха через головку цилиндров внутрь камер сгорания. Сегодня есть технические решения по приданию этому потоку не только ламинарного направления, но и по закрутке. Которая позволяет не просто повысить энергетическую отдачу двигателя, но и сделать его более экономичным. Этот мотор действительно мощнее и экономичнее предшественника.

— Закрутка делается на этапе впуска или уже в цилиндре?

— В цилиндре, но тут играет роль положение впускных каналов, их форма. Получается неразрывная конструкция — форма камеры сгорания и форма впускных каналов.

— Как изменилась форма камеры сгорания?

— Она достаточно консервативно выглядит. Только увеличен размер клапанов, впускного и выпускного. А стержни их уменьшились в диаметре с 7 мм до 5 мм.

Изменили рубашку охлаждения, она оптимизирована по сопротивлению, по теплосъему (большое значение уделялось съему тепла с горячих точек). Дело в том, что мы в двигатель подаем много воздуха. Казалось бы, сжигай, получай новую энергию! Но часто это невозможно, потому что горячие стенки камер сгорания провоцируют аномальное детонационное сгорание, которое сводит все наши усилия на нет. Поэтому мы говорим о системе охлаждения как способе понизить температуру стенок, чтобы ликвидировать эту склонность к аномальному детонационному сгоранию. Теперь мы можем закачать больше воздуха и получить на выходе больше энергии.

— Что, реально воспламенение происходило близ стенок?

— Нет, просто стенки осуществляют подогрев. Мы топливную смесь подали в цилиндр, она должна поджигаться искрой. Простейшая физика, процесс детонации: искра подожгла — пошел фронт пламени, он уплотняет смесь в другом конце камеры сгорания, и там смесь, соприкасаясь с горячими стенками, воспламеняется самопроизвольно, взрывным способом.

— От давления или от температуры?

— В совокупности. Но на давление мы влиять не можем, а на температуру стенок и подогрев заряда — это пожалуйста. Поэтому нельзя повышать мощность двигателя, не совершенствуя систему охлаждения.

С этой же целью оптимизировали прокладку головки цилиндра: отверстия в ней были спрофилированы таким образом, чтобы как можно выше отвести тепло от горячих точек.

Изменен и ход клапанов, который, вообще-то, с фазами газораспределения нужно рассматривать как единое целое. Если мы сделаем очень высокий подъем клапана, то фаза получится очень широкой и провалится момент «внизу». Тут надо искать баланс. И мы нашли, хотя запас по увеличению подъема клапанов есть даже при таком стержне. Если мы клапан облегчаем, то можем и инерционные нагрузки поднять, и скорость открытия-закрытия клапана будет выше.

В головке блока цилиндров применены распредвалы сборной конструкции, облегченные. Это, строго говоря, труба, на которой закреплены кулачки, полученные методом порошковой металлургии. Крепятся они пайкой. Сейчас это распространенная технология, но до сих пор мы на «АвтоВАЗе» делали монолитные тяжелые распредвалы, одной деталью.

— Насколько удалось облегчить распредвал?

— Порядка 40%. Это снизило инерционные потери. Спеченные кулачки показали очень высокую износостойкость, фактически там микронные износы, даже после 500 часов в режиме полной нагрузки.
 
— Каков ресурс всего мотора?

— Для наших товарных автомобилей всегда было 120 тысяч км за исключением «Нивы», у которой 90 тысяч км. Заявляемый ресурс на новые автомобили будет 200 тысяч км.

— Давайте дальше по компонентам пройдемся…

— Шатунно-поршневая группа от Federal-Mogul, у них есть завод в Тольятти. Поршень получился достаточно легким.

— По геометрии он отличается от 126-го?

— Да, отличается. Немного выше компрессионная высота, это тоже было результатом длительной доводки шатунно-поршневой группы.

Шатунно-поршневая группа двигателя ВАЗ-21179

— Рабочий объем в 1,8 литра получился только за счет хода поршня или диаметр цилиндров тоже увеличили?

— За счет увеличения хода поршня. Коленчатый вал применен не с ходом 75,6 мм, а с ходом 84 мм.

— Шатунно-поршневая группа взаимозаменяема со 126-й?

— Нет. Компрессионная высота, то есть расстояние от оси пальца до верхней плоскости поршня, другое. Шатун другой длины. Это следствие доводки. И чтобы была нормальная износостойкость верхних колец, нам пришлось поднять высоту.

Коленчатый вал внешне похож на прежний, но шатунная шейка с целью уменьшения механических потерь уменьшилась в диаметре с 47 до 43 мм. Мы применили измененные каналы подвода масла, из шейки в шейку. В 126-м коленвале есть система каналов, часть из них глушится заглушками. Это как бы недостаток, потому что стружка или грязь могут скопиться, а при подводе масла из шейки в шейку можно все прочистить.

Далее — вкладыши. Они поставляются фирмой «Дайдо Металл Русь» из Заволжья. Фирма гарантирует селективную подборку по зазорам. Разброс по шатунным шейкам — не более 47 микрон, по коренным — не более 50.

— Вручную подбирают?

— Нет, конечно. Там автоматическое оборудование стоит, которое определяет конкретный размер. Вкладыши покрашены в разные цвета — условно зеленый, синий и красный — и сборщик двигателя знает, какой брать и куда его ставить.

Коренные вкладыши тоже не без оригинальности, у них масляная канавка имеет переменный профиль. На 30% увеличена производительность масляного насоса. У нас же появился дополнительный потребитель масла — фазовращатель, ему нужен запас по давлению. Поставляется насос с тольяттинского завода корейской фирмы GMB, они тут его локализовали.

Ну и объем масла пришлось увеличить, раньше было 3,5 литра, теперь — 4,4. Мотор получился довольно легким, он всего на 5 кг тяжелее 21126 и весит 120 кг.

— Особые требования к маслу предъявляются? Сейчас принято жестко регламентировать его параметры.

— Когда мы в 1997 году начинали выпуск двигателя 2112, первого 16-клаппаника, то разрешали масло уровня не менее SG по API. Сегодня такое масло уже категорически не допускается ввиду уменьшения размеров поршневых колец, которые более чувствительны к залеганию от образования смол, нагара. Ужесточение норм по токсичности — это тоже регламентация некоторых вредных веществ, содержащихся в масле. Поэтому сегодня мы работаем только с маслами уровня SM, SN, SL.

Водяной насос обновленный, от той же GMB. У него выше расходные характеристики, чтобы обеспечить функционирование двигателя с повышенной теплоотдачей.

Выпускной коллектор отличается тем, что его верхние каналы выполнены с большим диаметром, увеличен объем катблока. Поставщик — уральская фирма «Экоальянс».

У модуля впуска от тольяттинской фирмы «Мотор Супер» увеличили сечение каналов, чтобы можно было «загнать» в двигатель побольше воздуха.

— Он пластиковый? Помню, на ранних прототипах мотора 1.8 стоял алюминиевый впуск…

— Да, пластиковый, постоянной длины. От металлического отказались, он дороже. Крышка головки цилиндров тоже пластиковая, сборная, в ней улучшена функциональность — вынос масла через систему вентиляции картера снижен в два раза. Поддон масла — алюминиевый, цельнолитой.

Прототип двигателя ВАЗ-21179 с пластиковым впускным коллектором
Ранний вариант мотора ВАЗ-21176, датированный 2011 годом. Обратите внимание: впуск алюминиевый

Демпфер крутильных колебаний коленчатого вала оригинальный, он настроен под частоту, присущую двигателю 1.8. Задача демпфера — нейтрализовать опасные крутильные колебания, которые возникают в коленчатом вале. Он состоит из двух металлических деталей, разделенных резиной. Когда коленвал закручивается в одну сторону, то демпфер противодействует за счет сил инерции и гасит эти крутильные колебания.

Маховик модернизирован под сцепление диаметром 215 мм. Раньше у нас было 200 мм, но пришлось увеличить, момент-то усилился со 148 до 173 Нм. А на низких оборотах примерно со 103 до 120 Нм.

Евгений показывает мне графики мощности и момента, но переснять их нельзя — типа секрет. На них видно, что есть очень большой подъем тяги на 1800 об/мин и провал в районе 2,5 тыс. оборотов. Это довольно неприятно — машина будет дергаться при переключении на вторую передачу. Делюсь наблюдением с Байбориным.

— Увы, это специфика всех вазовских двигателей...

— А калибровками нельзя было выровнять характеристику?

— Это недостаток воздуха — как следствие конфигурации системы впуска, всех загибов, поворотов и прочего.

— Каковы предельные обороты?

— У нас традиционно на 6200 оборотах срабатывает электронная отсечка топлива, но ее можно по результатам доводки на конкретном автомобиле скорректировать.

— Я смотрю, мощность в этом диапазоне не падает.

— Да, раньше большинство вазовских моторов имели загибы графика мощности на высоких оборотах, сейчас такого нет. Значит, мы хорошо поработали с системой подачи воздуха, с модулем впуска, с газовыми каналами головки цилиндров и с клапанами. И отмечу, что этот мотор у нас уже есть в варианте Евро-6.

— Что потребовалось изменить в производстве, чтобы этот двигатель стал серийным?

— Мы старались использовать те мощности, что у нас есть. Но и нового оборудования довольно много пришлось смонтировать. В частности, линию сборки головки блока с проверкой на герметичность. Сборочная линия тоже новая, на 60 000 двигателей в год, но она универсальная, там можно собирать и другие наши агрегаты. Фактически, появление 1.8 привело к модернизации всей линии. Ввели, например, подбор вкладышей под коленвал и холодные испытания готовых моторов, когда коленвал приводится во вращение снаружи. Это экономичнее — не надо жечь бензин, подводить масло и т.д. Ну и больше возможностей для диагностики.

— Сейчас двигатель 1.8 ставится только на XRAY и только с коробкой АМТ. Каковы перспективы увидеть его на других моделях?

— Lada 4х4 NG, платформа Lada С. Ну и все автомобили на платформе B0 — Largus, XRAY… Для коробок JR и JH есть решения в виде углубления в коленвале и оригинальных картеров сцеплений. Конечно, рассматриваем и Весту, и Калину с Грантой. В двух вариантах — с нашей коробкой 2180 и с «реношной» JR.

Коробка передач ВАЗ-2182 АМТ для модели XRAY

— При таком богатстве вариантов производственной мощности в 60 000 в год явно не хватит.

— Можно делать и больше, с минимальными дополнительными инвестициями. Тут уже вступает ограничение по литейному комплексу для новой головки блока, он может выдавать максимум 70 000 отливок в год.

— А как иностранные акционеры относятся к новому двигателю? Они же всеми силами стараются свои моторы вам впарить.

— Где-то три года назад французы рассматривали идею ставить наши двигатели на свои машины. Но потом отказались, формально — «по соображениям качества». Хотя все у нас в порядке с качеством! Но сейчас уже с интересом смотрят, как 1.8 встает в платформу B0.

— А что за чехарда с индексами, почему раньше был 176, а сейчас стал 179?

— 21179 — это для платформы B0, 21176 — для Приоры и Гранты/Калины, там подвеска двигателя немного другая, кронштейны другие. Для платформы 4х4 NG — индекс 21174.

— А 21238?

— Это тот же 21179, но с двумя фазовращателями вместо одного. Перспективная конструкция, она пока только ждет внедрения.

05.06.2018
Модель Ford Mustang Shelby GT500 удивит соперников отдачей
05.06.2018
Обновлённый Ford EcoSport встал на конвейер в России
05.06.2018
Компания McLaren построит второй производственный центр
05.06.2018
Концерн JLR снова взялся за автопилот для бездорожья
05.06.2018
Спорткары Mercedes-AMG GT отозваны в России из-за ремня
05.06.2018
Хэтчбек Geely Emgrand GS превратился в электрокар GSe
05.06.2018
Кабриолет Skoda Sunroq раскрыл ученический потенциал
05.06.2018
Ford-Cosworth DFV. Полтора десятилетия мирового господства
05.06.2018
Компания Jaguar вернётся к идее гиперкара на батареях
05.06.2018
Король едет. Обзор самого роскошного внедорожника в мире — Rolls-Royce Cullinan. Видео