Новый двигатель ВАЗ-21116: с легкой душой
В управлении проектирования двигателей Волжского автозавода мы выяснили, чем новый агрегат лучше предшественника и какие переделки для этого потребовались.
1_no_copyright
Модернизацию восьмиклапанного двигателя ВАЗ-21114 приблизили два крупных события: выпуск на рынок «Гранты» и переход всего модельного ряда на следующую экологическую ступеньку — Евро-4. И хотя прежний 1,6-литровый, несмотря на солидный возраст (его корни тянутся к середине 80-х годов прошлого века), не выглядел немощным стариком, новые стандарты и веяния требовали обширных изменений. В то же время возможности маневра мотористам, как это часто бывает, сужали финансовые рамки.
Поэтому пошли по уже проторенной дорожке. Ведь несколькими годами ранее обновление пережил 16-клапанный двигатель того же объема (ВАЗ-21126), на котором обкатали некоторые технические решения. Причем унифицировать смогли не только подход, но и многие детали, например шатун с вкладышами, поршневой палец и кольца. Блок цилиндров хоть и с собственным индексом, но в точности как у двигателя ВАЗ-21126: с дополнительными форсунками для охлаждения поршней маслом и платохонингованием стенок цилиндров, снижающим продолжительность обкатки.
Однако скопировать в точности все изменения не получилось: организовать рабочий процесс в моторе с двумя клапанами на цилиндр сложнее. Тем более что требования к модернизированному восьмиклапаннику оказались жестче. Взять хотя бы ресурс — 160 тыс. км для ВАЗ-21126 и 200 тыс. км для ВАЗ-21116. Что меняли и почему, расскажут фотографии с подписями.
H
Новый H-модуль впуска опробовали еще на промежуточном варианте — двигателе ВАЗ-11183-50 (с катколлектором под Евро-4, но с тяжелой шатунно-поршневой группой). Даже без облегчений, только за счет оптимизации впуска и выпуска удалось улучшить основные характеристики.
Модернизированный узел получил более длинные каналы, что позволило поднять крутящий момент, приблизившись к показателям шестнадцатиклапанника. При этом у ВАЗ-21116 его пик достигнут на 700–800 об/мин ниже. Другая важная особенность: на входе в ресивер теперь установлен электромеханический модуль дроссельной заслонки (обиходное название «е-газ»), а от педали акселератора к двигателю протянут не тросик, а провода. Тем самым блок управления получил возможность полностью контролировать подачу не только бензина, но и воздуха в цилиндры. Это во благо не только экологии, но и безопасности, ведь многие электронные ассистенты (их список на вазовских моделях в скором времени пополнится) удерживают автомобиль на траектории в том числе путем дозирования тяги.
Массы шатуннопоршневых групп для двигателей ВАЗ-21114 (тяжелая ШПГ, данные в скобках) и ВАЗ-21116 (облегченная ШПГ).
Массы шатунно-поршневых групп для двигателей ВАЗ-21114 (тяжелая ШПГ, данные в скобках) и ВАЗ-21116 (облегченная ШПГ).
В прежнем катколлекторе с цилиндрическим блоком четыре канала, идущих от двигателя, сходились почти в одну точку, — потоки выхлопных газов сталкивались, создавая дополнительное противодавление.
H
В модернизированном увеличили длину труб, а приплюснутая форма блока позволила изменить схему их входа в «бочонок»: потоки развели, соответственно, снизив сопротивление и потери.
Сделать каналы еще длиннее не позволила компоновка и нормы по шуму: чем каналы протяженнее, тем громче звук. Кроме того, чем дальше катколлектор отодвинут от двигателя, тем медленнее он прогревается и дольше выходит на рабочий режим. Результат: больше вредных веществ вылетает из выхлопной трубы после пуска.
Одним из самых трудоемких процессов оказался подбор поршня. Поначалу хотели оставить мотор «безвтычным» (при обрыве ремня ГРМ клапаны не загибаются), поэтому первые поршни были с лунками на днище. Но от этой идеи отказались: из-за повышенной термонагруженности в утонённых местах появлялись микротрещины, что сказывалось на ресурсе. Так как у восьмиклапанного мотора часть камеры сгорания расположена в поршне (только так можно обеспечить нормальный процесс горения), подбирали размер так называемой мульды (нем. Mulde — ложбина, корыто) — углубления в днище.
H
Из-за критической температуры в зоне первого поршневого кольца пришлось ввести дополнительное анодирование канавки. Кстати, 16-клапанные моторы испытывают меньшую термическую нагрузку в этой зоне и потому обходятся без дополнительной обработки.
У нового поршня еще одно любопытное и очень важное для наших условий отличие. На юбку наносят графитовое покрытие, снижающее вероятность задиров при холодном пуске. Не исключено, что ВАЗ-21116 поделится графитированием с 16-клапанными агрегатами.
Показатели мощности и крутящего момента восьмиклапанных двигателей ВАЗ: 21114 — с относительно тяжелой ШПГ; 11183–50 — с тяжелой ШПГ, но с новыми впуском и выпуском; 21116 — полностью модернизированный.
Показатели мощности и крутящего момента восьмиклапанных двигателей ВАЗ: 21114 — с относительно тяжелой ШПГ; 11183–50 — с тяжелой ШПГ, но с новыми впуском и выпуском; 21116 — полностью модернизированный.
Еще обширнее изменения в головке блока. Из-за измененной камеры сгорания она подросла в высоту на 1,2 мм — такую корректировку можно вносить без серьезной переналадки работающего в заводских цехах оборудования.
H
Используя компьютерное моделирование, подобрали оптимальное проходное сечение газовых каналов, улучшив их пропускную способность и снизив потери на впуске. Так как мощность повысили, двигатель стал более термонагруженным, поэтому пришлось включить в технологический процесс дополнительную операцию — термообработку. Кстати, ее проходят все 16-клапанные головки. Кроме того, ради более эффективного отвода тепла увеличили сечение охлаждающих каналов, но только тех, которым это действительно необходимо.
Повысили надежность газового стыка, внедрив двухслойную металлическую прокладку: она обеспечивает более высокие удельные давления и герметичность при меньшем усилии затяжки. Это позволило уменьшить диаметр болтов, стягивающих головку и блок цилиндров (с М12 на М10). Преимущества не только в снижении массы и экономии металла: чем ниже усилие затяжки, тем меньше деформируются цилиндры. Конечно, счет идет на микроны, но именно такие мелочи влияют на надежность и ресурс.
H
Так как при обрыве ремня ГРМ на двигателе ВАЗ-21116 поршни встречаются с клапанами, одной из важных задач было разработать более надежный и долговечный привод.
Подобрать ремень помог проверенный партнер — фирма «Гейтс». Серийный образец полностью удовлетворял основным техническим условиям: работать при температуре от —40 до +45 ºС и не требовать замены за весь ресурс двигателя. Да-да, его не придется менять раньше 200 тыс. км! И подтягивать тоже — об этом позаботится автоматический натяжитель.
H
Он не только освобождает от лишней операции, но и обеспечивает правильное натяжение, что влияет на ресурс в не меньшей степени, чем качество самого ремня. Если перетянуть, страдают подшипники роликов и водяного насоса. Последний, кстати, тоже модернизирован: установили более надежные подшипник и сальник, а также подняли производительность (узел от шестнадцатиклапанника, только со шкивом под узкий ремень).
От механических повреждений привод теперь защищает закрытый пластиковый кожух с герметичными уплотнениями.
Николай ГАНЮШКИН, начальник бюро проектирования двигателей:
Николай ГАНЮШКИН, начальник бюро проектирования двигателей
Модернизация восьмиклапанного двигателя для переднеприводных моделей шла два года. Основными целями поставили сокращение расхода топлива и повышение динамических показателей за счет снижения механических потерь двигателя, а попутно — уменьшение вредных вибраций и шумов. И конечно, увеличение надежности. Нормы Евро-4 требуют, чтобы двигатель сохранял первоначальные параметры по выбросам вдвое дольше — до 160 тыс. км. И почти вдвое мы подняли ресурс: со 120 тыс. до 200 тыс. км. Шатунно-поршневая группа у ВАЗ-21116, как и у шестнадцатиклапанника, покупная. В перспективе некоторые детали планируем выпускать сами, а часть будем по-прежнему закупать у иностранных партнеров из группы «Федерал Могул», которые намерены локализовать производство комплектующих в России. Мы учитываем также интересы альянса Renault-Nissan. Если объемы выпуска моторов вырастут, то разумно будет закупать дополнительное оборудование и организовывать производство деталей шатунно-поршневой группы в Тольятти.
Двигатель ВАЗ 21116 1,6л
Двигатель 21116 – это доработанный вариант мотора 21114 модификации, с рабочим объемом в 1,6 литра и мощностью в 87 лошадиных сил. Этот мотор зарекомендовал себя в эксплуатации как достаточно надежный вариант, который сочетает приемистость и отличные показатели экономичности. Мотор прост в обслуживании и позволяет проводить необходимые ремонтные работы автовладельцу самостоятельно.
По сравнению с 16-клапанным мотором ВАЗ 21126 8-клапанный двс 21116 имеет меньшую мощность (87 л.с. против 98), но и обладает рядом преимуществ. Среди них хорошая тяга с низов, отличный момент, приемлемый расход, хорошая ремонтопригодность. Модели Lada c двигателем 21116 лучше подойдут для поездок груженными с дачи или в городских пробках.
Технические характеристики ВАЗ-21116
| Годы выпуска | 2011 – наши дни |
| Материал блока цилиндров | чугун |
| Система питания | инжектор |
| Тип | рядный |
| Количество цилиндров | 4 |
| Клапанов на цилиндр | 2 |
| Ход поршня, мм | 75.6 |
| Диаметр цилиндра, мм | 82 |
| Степень сжатия | 10.5 |
| Объем двигателя, куб.см | 1596 |
| Мощность двигателя, л.с./об.мин | 87/5100 |
| Крутящий момент, Нм/об.мин | 140/3800 |
| Топливо | АИ95 |
| Расход топлива, л/100 км — город — трасса — смешан. |
8.5 5.7 7.2 |
| Расход масла, гр./1000 км | 50 |
| Масло в двигатель | 5W-30 / 5W-40 / 10W-40 / 15W40 |
| Сколько масла в двигателе, л | 3.5 |
| При замене лить, л | 3.2 |
| Ресурс двигателя, тыс. км — по данным завода — на практике |
200 нет данных |
Двигатель 4-тактный, с распределенным впрыском топлива, рядный, с верхним расположением распределительного вала. Система охлаждения — жидкостная, закрытого типа, с принудительной циркуляцией жидкости. ДВС имеет комбинированную систему смазки: под давлением и разбрызгиванием.
Двигатели ВАЗ-21116 и ВАЗ-11186, имеющие 8 клапанов в ГРМ, полностью одинаковы по конструкции и техническим характеристикам и отличаются только изготовителем ШРГ (у двигателя ВАЗ-21116 она импортного производства, у двигателя ВАЗ-11186 — отечественного). Они разработаны на базе двигателя BA3-11183, основное отличие от которого — облегченная на 39% ШПГ, что за счет снижения механических потерь позволило снизить уровень шума и вибраций, уменьшить расход топлива и выброс токсических веществ и повысить ресурс не менее чем до 200 тыс. км.
Внутренние элементы двигателя ВАЗ-21116: 1 – распределительный вал; 2 – регулировочная шайба; 3 – толкатель клапана; 4 – пружина клапана; 5 – впускной клапан; 6 – выпускной клапан; 7 – поршневые кольца; 8 – поршень; 9 – шатун; 10 – крышка коренного подшипника коленчатого вала; 11 – крышка шатуна; 12 – маслоприемник; 13 – вкладыши коренного подшипника; 14 – коленчатый вал; 15 – ремень привода ГРМ; 16 – поршневой палец; 17 – шкив распределительного вала.
Вид ВАЗ-21116 справа по направлению движения автомобиля: 1 – впускная труба; 2 – ресивер; 3 – форсунка; 4 – передняя верхняя крышка привода ГРМ; 5 – шланг подвода картерных газов к крышке головки блока цилиндров; 6 – кронштейн генератора; 7 – генератор; 8 – ремень привода генератора; 9 – шкив привода генератора; 10 – поддон картера; 11 – блок цилиндров; 12 – датчик положения коленчатого вала; 13 – масляный фильтр; 14 – катколлектор.
Вид двигателя 21116 слева по направлению движения автомобиля: 1 – блок цилиндров; 2 – головка блока цилиндров; 3 – корпус термостата; 4 – заглушка; 5 – дроссельный узел; 6 – труба подвода охлаждающей жидкости к насосу; 7 – маховик.
Вид 21116 сзади по направлению движения автомобиля: 1 – дроссельный узел; 2 – ресивер; 3 – труба подвода охлаждающей жидкости к насосу; 4 – топливная рампа; 5 – датчик сигнализатора недостаточного давления масла; 6 – насос охлаждающей жидкости; 7 – датчик положения коленчатого вала; 8 – масляный фильтр; 9 – поддон картера; 10 – пробка сливного отверстия поддона картера; 11 – катколлектор; 12 – диагностический датчик концентрации кислорода; 13 – управляющий датчик концентрации кислорода; 14 – маховик; 15 – датчик температуры охлаждающей жидкости.
Вид ВАЗ 21116 спереди по направлению движения автомобиля: 1 – головка блока цилиндров; 2 – крышка головки блока цилиндров; 3 – свечи зажигания; 4 – крышка маслозаливной горловины; 5 – шланг подвода картерных газов к крышке головки блока цилиндров; 6 – маховик; 7 – катушка зажигания; 8 – датчик детонации; 9 – указатель уровня масла; 10 – блок цилиндров; 11 – поддон картера; 12 – генератор; 13 – крышка масляного насоса; 14 – ремень привода генератора.
Неисправности и ремонт ДВС 21116
На данной модели отсутствуют гидрокомпенсаторы, поэтому есть необходимость в регулярной регулировке клапанов. В случае, если обрывает ремень ГРМ, то в обязательном порядке гнет клапана. Это означает, что капитальный ремонт головки блока цилиндров обеспечен.
Нередкими неисправностями 21116 является троение, плохой пуск обусловлен плохим качеством системы зажигания и формирования воздушно-топливной смеси, которая сгорает не полностью. Следует отметить, что это характерно для большинства двигателей производства ВАЗ и может случаться еще на гарантийном периоде.
Двигатель ВАЗ 21116
1,6-литровый 8-клапанный двигатель ВАЗ 21116 производился концерном с 2011 по 2018 годы. Этот мотор по сути являлся обновленной версией двс 21114 с облегченной шпг Federal Mogul. Аналогичный агрегат, собиравшийся в другом цеху АвтоВАЗа, имел собственный индекс 11186.
В линейку VAZ 8V также входят двс: 11182, 11183, 11186, 11189 и 21114.
Технические характеристики мотора ВАЗ 21116 1.6 8кл
| Тип | рядный |
| Кол-во цилиндров | 4 |
| Кол-во клапанов | 8 |
| Точный объем | 1596 см³ |
| Диаметр цилиндра | 82 мм |
| Ход поршня | 75.6 мм |
| Система питания | инжектор |
| Мощность | 87 л.с. |
| Крутящий момент | 140 Нм |
| Степень сжатия | 10.3 — 10.5 |
| Тип топлива | АИ-92 |
| Экологические нормы | ЕВРО 4 |
ARTICLE
Основные отличия двс 21116 от 21114 описаны в журнале ЗаРулем
COMPANY
Кованые поршни для такого мотора предлагает фирма Поршни СТИ
Описание конструкции двигателя Лада 21116 8 клапанов
В 2011 году конструкторы АвтоВАЗа решили обновить свой наиболее популярный 8-клапанник. Стандартную шатунно-поршневую группу заменили на облегченную от компании Federal Mogul, переработали систему охлаждения двс, добавили антифрикционные вставки на юбки поршней и масляные форсунки для их охлаждения. Появились новые впускной и выпускной коллекторы.
Из-за того, что новые поршни лишены лунок в днище и теперь при обрыве ремня гнет клапана, был всерьез переработан в сторону усиления газораспределительный механизм этого мотора. Появился особо прочный ремень Gates с ресурсом 200 000 км и автоматическим натяжителем.
Очень часто владельцы авто с таким мотором сами меняют поршни на безвтыковые