В отдела за проектиране на двигатели на автомобилния завод в Волга разбрахме защо новият агрегат е по-добър от предшественика си и какви модификации бяха необходими за това.
1_no_copyright
Две основни събития донесоха модернизацията на осмоклапанен двигател VAZ-21114: пускането на пазара на грантове и преминаването на цялата моделна гама към следващата екологична стъпка - Евро-4. И въпреки че бившият 1, 6-литров, въпреки значителната си възраст (корените му се простират към средата на 80-те години на миналия век), не приличаше на слаб стар човек, новите стандарти и тенденции изискват големи промени. В същото време способността за маневриране на мислителите, както често се случва, стесни финансовата рамка.
Затова тръгнахме по вече пресечената писта. Всъщност няколко години по-рано актуализацията преживя 16-клапанен двигател със същия обем (VAZ-21126), на който бяха тествани някои технически решения. Освен това, не само подходът, но и много детайли, например, свързващ прът с втулки, бутален щифт и пръстени, биха могли да се унифицират. Цилиндровият блок, макар и със собствен индекс, е абсолютно същият като двигателя на VAZ-21126: с допълнителни дюзи за охлаждане на буталата с масло и изплакване на стените на цилиндъра, което намалява времето за счупване.
Не беше възможно обаче да се копират точно всички промени: по-трудно е да се организира работният процес в двигател с два клапана на цилиндър. Освен това изискванията за модернизирания осем-клапан се оказаха по-строги. Вземете поне ресурс - 160 хиляди км за ВАЗ-21126 и 200 хиляди км за ВАЗ-21116. Какво се промени и защо, разкажете снимки с надписи.
Н
Н
Новият H-всмукателен модул беше тестван на междинна версия - двигател VAZ-11183-50 (с колектор за Euro-4, но с тежък свързващ прът и бутална група). Дори и без облекчение основните характеристики се подобряват само чрез оптимизиране на всмукателните и изпускателните газове.
2
Обновеният модул получи по-дълги канали, което позволи увеличаване на въртящия момент, приближавайки се до работата на шестнадесетте клапана. Освен това при VAZ-21116 пикът му е достигнат 700-800 оборота в минута. Друга важна характеристика: електромеханичният дроселен модул вече е инсталиран на входа на приемника (общо име е „е-газ“) и проводниците не се протягат от педала на газта към двигателя. По този начин управляващото устройство успя да контролира напълно подаването на не само бензин, но и въздух към цилиндрите. Това е в полза не само на екологията, но и на безопасността, тъй като много електронни асистенти (списъкът им за модели VAZ скоро ще бъде попълнен) поддържат автомобила на траекторията, включително чрез дозиращо сцепление.
Маси на свързващи пръти и бутални групи за двигатели VAZ-21114 (тежък ShPG, данни в скоби) и VAZ-21116 (лек ShPG)
Маси на свързващите пръти и буталните групи за двигатели VAZ-21114 (тежък ShPG, данни в скоби) и VAZ-21116 (лек ShPG)
В бившия колектор с цилиндричен блок четири канала, идващи от двигателя, се сближиха в почти една точка - потоците отработени газове се сблъскаха, създавайки допълнително обратно налягане.
Н
Н
В модернизираната дължина на тръбите се увеличаваше, а сплесканата форма на блока дава възможност да се промени схемата на влизането им в „цевта“: потоците се отвеждат съответно, намалявайки съпротивлението и загубите.
5
Стандартите за оформление и шум не позволяват каналите да бъдат още по-дълги: колкото по-дълги са каналите, толкова по-силен е звукът. В допълнение, колкото по-далеч колекторът се отдалечава от двигателя, толкова по-бавно се загрява и отнема повече време за работа. Резултат: повече вредни вещества излитат от изпускателната тръба след пускане.
Един от най-отнемащите време процеси беше изборът на буталото. Отначало те искаха да оставят двигателя „без включване“(когато зъбният ремък се счупи, клапаните не се огъват), така че първите бутала бяха с дупки на дъното. Но те се отказаха от тази идея: поради повишеното термично натоварване на изтънени места се появиха микропукнатини, които се отразиха на ресурса. Тъй като частта на горивната камера на осмоклапния двигател е разположена в буталото (това е единственият начин да се осигури нормалният процес на горене), ние избрахме размера на така нареченото корито (на немски Mulde - кухо, корито) - вдлъбнатини.
Н
Н
Поради критичната температура в областта на първия бутален пръстен, трябваше да се въведе допълнително анодизиране на канала. Между другото, моторите с 16 клапана изпитват по-малко топлинно натоварване в тази област и поради това се справят без допълнителна обработка.
7
Новото бутало има още една интересна и много важна разлика за нашите условия. Върху полата се нанася графитно покритие, което намалява вероятността от точкуване по време на студен старт. Възможно е VAZ-21116 да споделя графитизация с 16-клапанни блокове.
Индикатори за мощност и въртящ момент на осем-клапанови двигатели VAZ: 21114 - със сравнително тежък ShPG; 11183–50 - с тежка SHPG, но с нов вход и изход; 21116 - напълно обновен
Индикатори за мощност и въртящ момент на осем-клапанови двигатели VAZ: 21114 - със сравнително тежък ShPG; 11183–50 - с тежка SHPG, но с нов вход и изход; 21116 - напълно обновен.
Още по-обширни са промените в главата на блока. Поради модифицираната горивна камера тя нарасна с 1, 2 мм височина - такава настройка може да се извърши без сериозно пренастройване на оборудването, работещо в заводските работилници.
Н
Н
Използвайки компютърна симулация, ние избрахме оптималната площ на потока на газовите канали, подобрявайки тяхната пропускателна способност и намалявайки входящите загуби. С увеличаването на мощността двигателят стана по-натоварен с топлина, така че трябваше да включа в процеса допълнителна операция - термична обработка. Между другото, всички 16-клапанни глави го преминават. В допълнение, за по-ефективно отстраняване на топлината се увеличава напречното сечение на охлаждащите канали, но само за тези, които наистина се нуждаят от него.
9
Те повишиха надеждността на газовата фуга, като въведоха двуслойно метално уплътнение: осигурява по-високи специфични налягания и херметичност с по-малък въртящ момент. Това даде възможност да се намали диаметърът на болтовете, затягащи главата и блока на цилиндъра (от M12 до M10). Предимствата не са само в намаляване на теглото и спестяване на метал: колкото по-малка е силата на затягане, толкова по-малко цилиндрите са деформирани. Разбира се, броят отива на микрони, но точно такива малки неща влияят на надеждността и ресурса.
Н
Н
Тъй като, когато зъбният ремък се счупи на двигателя VAZ-21116, буталата отговарят на клапаните, една от важните задачи беше разработването на по-надеждно и трайно задвижване.
11
Доверен партньор, Гейтс, помогна при избора на колана. Серийната проба напълно отговаря на основните технически условия: работи при температура от -40 до +45 ºС и не изисква подмяна за целия живот на двигателя. Да, няма да трябва да се променя преди 200 хиляди км! И за да се затегне също - автоматичният обтегач ще се погрижи за това.
Н
Н
Той не само освобождава от ненужната работа, но също така осигурява правилното напрежение, което се отразява на ресурса в не по-малка степен от качеството на самия колан. Ако дърпате, лагерите на ролките и водната помпа страдат. Последният, между другото, също е модернизиран: инсталираха по-надеждни лагери и маслено уплътнение, а също и повишиха производителността (единица от шестнадесет клапана, само с ролка под тесен колан).
13
Задвижването вече е защитено от механични повреди от затворен пластмасов корпус с херметични уплътнения.