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.

Вечный спор: 8 или 16 клапанов. Выясняем подробно

Здравствуйте Уважаемые подписчики и читатели моего канала! Сегодня хочу разобрать что к чему в плане выбора двигателя для автомобиля, а именно какой лучше — восьмиклоп или шестнарь (8-клапанный или 16-клапанный).

Полазив по интернету я нашел много всяких мнений и высказываний в пользу каждого двигателя. Кто-то считает, что 8-клапанный двигатель куда более надёжный чем «шестнарь», а кто-то думает, что 8-клапанному двигателю никогда не угнаться за 16-клапанным. Так ли это? Что выбрать?

Разберём все плюсы и минусы каждого из этих двигателей и постараемся выяснить — какой же двигатель всё-таки лучше.

Немного о технической составляющей

Если рассматривать двигатели с 8 и 16 клапанами, то в них разница довольно существенна. Но вся разница проявляется только в ГБЦ (головке блока цилиндров). Хочется отметить, что из каждого 8-клапанного двигателя можно 16-клапанный и наоборот. Особенно часто это практикуют на отечественных автомобилях в зависимости от пожеланий автовладельца.

Что уж говорить про ГБЦ, ведь наши умельцы и с карбюратора переделывают на инжектор автомобили в гаражных условиях 😉

А сейчас давайте более детально рассмотрим каждый тип двигателя, выявим плюсы и минусы каждого.

8-клапанный двигатель

Как видно из картинки у 8-клапанного двигателя только один распределительный вал, который контролирует как систему впуска, так и систему выпуска.

Если более детально, то на каждый цилиндр приходится по 2 клапана, один открывается когда в цилиндр подаётся топливовоздушная смесь, а второй когда нужно избавиться от отработанных газов после сгорания смеси.

Распределительный вал имеет конусные выступы, которые именуются кулачками. При работе двигателя распределительный вал вращается, и кулачками в определённом порядке надавливает на клапана. Таким образом в каждом цилиндре он открывает либо впускной клапан либо выпускной.

Так как в двигателях, в основном, по 4 цилиндра, то мы получаем 4 х 2 = 8 клапанный двигатель. Конечно есть автомобили и по 6 и по 8 цилиндров, но также по 2 клапана на цилиндр, но такие двигатели встречаются крайне редко.

Плюсы

Простота. 8-клапанные двигатели по своей конструкции гораздо проще 16-клапанных. Простота эта (грубо говоря) заключается в том, что в таком двигателе всех деталей в 2 раза меньше, а соответственно ремонт и зап. части (такие как распредвалы, клапана, и всё с этим связанное) будут в 2 раза дешевле.

1. Нет гидрокомпенсаторов. Ещё одна упрощающая особенность «восьмиклопа». Соответственно механизм и регулировка движения клапанов будут так же проще и дешевле 16-клапанного аналога.
2. «Безвтыковые» поршни. В большинстве 8-клапанных двигателей установлены «безвтыковые» поршни. Это означает, что если у вас порвётся ремень ГРМ, то вы не попадёте на «капиталку» и у вас ничего «не загнёт». Вы просто установите новый ремень, выставите метки, и можете спокойно ехать дальше.
3. Неприхотливость. 8-клапанные двигатели менее требовательны к качеству масла и топлива. Да, можно залить полусинтетику и 92 бензин, но это уже как говорится — на любителя, или если позволит совесть 🙂

1. Габариты. Так как распределительный вал всего один, то и свободного места под капотом становится больше.

Минусы

1. Мощность. В «восьмиклопе» 2 клапана на цилиндр, поэтому двигателю приходится больше стараться, чтобы производить процессы впуска и выпуска.
2. Расход топлива. Всё так же, по причине меньшего количества клапанов по сравнению с «шестнарём» двигателю сложнее проталкивать отработанные газы. Ведь через один клапан их вытолкнуть сложнее чем через два.
3. Шумность. Если поставить рядом «шестнарь» и «восьмиклоп», то «шестнарь» вы вряд ли услышите на фоне 8-клапанного двигателя. Связано это с тем, что из-за механических толкателей и отсутствия гидрокомпенсаторов клапана и зазоры нужно регулярно регулировать, так как имеют место выработки на толкателях.

16-клапанный двигатель

В таком типе двигателя уже имеется по 4 клапана на цилиндр. Соответственно и распределительных валов уже два: один на впуск, второй на выпуск.

Но зачем это нужно? Это даёт неплохую прибавку к скорости получения топливной смеси и выпуску отработанных газов. Возрастает КПД двигателя. Более экологичные по сравнению с «восьмиклопами» из-за более точной работы ГРМ.

Минусов тут тоже хватает, особенно в денежном плане. Но давайте обо всём по порядку.

Плюсы

1. Мощность. 16-клапанные двигатели мощнее своих 8-клапанных собратьев, а значит и максимальная скорость выше и время разгона меньше.
2. Расход топлива. Более высокий КПД двигателя позволяет сэкономить на топливе, так как нужно меньше «крутить» мотор, чтобы набрать скорость.
3. Тишина. В отличие от 8-клапанного в этом двигателе есть гидрокомпенсаторы, которые автоматически регулируют клапана, да и сама конструкция предполагает более тихую и плавную работу.

Минусы

1. Масло. Из-за наличия гидрокомпенсаторов двигателю требуется более качественное моторное масло для их нормальной работы. Желательно лить синтетическое, которое стоит на порядок дороже полусинтетики для 8-клапанных двигателей.
2. Топливо. Так же на топливе не стоит экономить и лить минимум 95-й бензин.
3. Ремонт. Если что-то выйдет из строя, то ремонт «шестнаря» будет в два раза дороже.
4. Габариты. Из-за увеличенной ГБЦ будет уже не так просто добраться до каких-либо узлов, генератора или стартера.

Вывод

Подводя итог я хочу разделить автовладельцев на две группы: практичные и гонщики.

Практичным однозначно стоит покупать автомобили с 8-клапанным двигателем. Практически не убиваемый вариант, мощности хватает для повседневных поездок, больше выбора масел и топлива (полусинтетика — синтетика, 92 — 95), стоимость автомобилей зачастую дешевле. Единственное — работает чуть шумнее.

Гонщикам однозначно 16-клапанный двигатель — выше мощность, меньшее время разгона, тишина, драйв, экологичность. Единственное — стоимость ремонта и обслуживания.

Примечание. Эта статья носит исключительно информативный характер и не является пособием или руководством как делать правильно и что выбрать. Проще говоря, я просто делюсь с вами своими мыслями и никого ни к чему не принуждаю! 😉