Маркировка распредвалов ваз классика

Стоковый для 2106 1.6л двигателя вал тат же что и на 2103 движке 1.5л, там стоит вал 2101 только с улучшенной поверхностью кулачков. Напомню, что двигатель 2101 это 1.2л. Т.е. фактически получается, что газораспределение в 1.6л двигателе настроено так же как на 1.2л, при том что разница в объеме целых 0.4л, а это очень прилично — двигатель 2106 на треть(!) пузатее копеечного. Соответственно по ГРМ он ближе к нивовскому 1.7л. Поэтому и РВ надо брать с него. С этим валом двигатель работает мягче, и самое главное не задыхается после 4000 об.

Отличия 21213 вала от 2101 в на 1мм больше подъем впускных клапанов и чуть более длинная фаза впуска, что облегчает наполнение цилиндров, а так же чуть укороченная и запоздненная фаза выпуска, что позволяет дольше находиться смеси в горшке создавая крутящий момент. И немного большее перекрытие фаз увеличивающее время продувки цилиндров. Распредвалы 21213 и 21214 по характеристикам одинаковые, отличаются лишь профилем сбега кулачков — первый оптимизирован под винты, второй под гидрики. На практике нивоводы говорят, что неправильные комбинации проблем не вызывали. НО лучше ставить 213 вал!

Монстра из мотора он не делает, но исчезает явная стенка на 4000 об, Двигатель продолжает набирать обороты не останавливаясь. Тяга на низах тоже слегка улучшилась.

При установке проверяем метки фаз, натягиваем цепь, регулируем клапана, проверяем компрессию, и регулируем карб по-необходимости. На инжекторных может возникнуть проблема, так как метки могут не совпасть на ползуба, то может загореться "ЧЕК", нужна будет прошивка мозгов, или ставить с разрезной шестерней для более точной регулировки.

Борьба за повышение мощности на двигателях ВАЗ ведется не на жизнь, а на смерть. Чего только не прикручивают к героическому классическому двигателю Fiat 124, чтобы он стал хоть немножко мощнее. Давайте попробуем подойти к вопросу с точки зрения безэмоционального практикующего моториста, и разобраться в некоторых тонкостях замены деталей для повышения мощности.

Содержание:

Мощные классические ВАЗы

Никакая это не ирония и не сарказм. Если посмотреть назад, лет на сорок, то Фиат 124 не зря стал автомобилем года в конце 60-х. А мощность классического ВАЗ 2101 составляла 64 лошадиные силы, что позволяло достигать крутящего момента 87 Нм при 3400 об/мин. Это один из самых высоких показателей по удельной мощности на то время, тем более среди советских машин.

И это только начало, потому что ВАЗ 2103 с полуторалитровым мотором имел 77 лошадей, а шестерка с мотором 1,6 литра могла выдать при той же мощности уже 121 Нм крутящего момента при 3000 об/мин. Хотя ни одна из классических моделей по мощности не дотягивает до сотни, того вполне хватает для того, чтобы им не чувствовать себя ущербными даже в 21 веке.

Борьба за мощность

Как бы там ни было, а хочется снять с полуторалитрового мотора ходя бы сотню сил, чтобы дотянуть до уровня более-менее современных автомобилей. Более того, это вполне возможно, самое главное — знания и опыт. Просто так, заменив одну железку на другую, силы не прибавятся. Заменяют практически все, что можно заменить, даже не задумываясь о последствиях. Задумываться надо бы, потому что на ВАЗе модифицируют двигатели не школьники, а грамотные инженеры с большим опытом работы. Довольно комично даже слышать о том, что дядя Петя из соседнего гаражного кооператива поднял мощность на шестерке до 120 сил, и теперь она «валит».

Перед тем, как приступать к хирургии стандартного двигателя, необходимо до тонкостей знать его устройство, взаимозаменяемость деталей, свойства материалов, эксплуатационных жидкостей, знать тонкости условий и режимов работы мотора, чтобы говорить с инженерами ВАЗ на равных. Несмотря на это, постоянно предпринимаются попытки усовершенствовать двигатель классических ВАЗов для того, чтобы поднять мощность.

Способы поднять мощность в двигателе ВАЗ

Мощность — это прекрасно. Но большая половина из тех умельцев, которые суют в продуманный мотор всякое барахло, от которого классика «валит», могут в первый раз услышать, что такое крутящий момент. Мы не станем включать академиков и поучать талантливых умельцев, но мощность и крутящий момент, это как мягкое и теплое. Это разные понятия, и проявляются они по-разному. Вот пример.

Двигатель 2103 имеет 77 лошадиных сил, ровно столько же, сколько двигатель 2106, но крутящий момент у шестерки выше, и составляет 121 Нм на 3000 оборотов. У тройки — 106 Нм при 3400 об/мин. Разницу чувствуете? При одной и той же мощности у двигателя меняются характеристики.

Распредвал 21213

Есть тысяча мнений по поводу того, есть ли смысл ставить распредвал от Нивы на классические модели ВАЗ, но однозначного ответа быть не может, и вот почему. Функция распредвала:

обеспечивать своевременное открытие впускных и выпускных клапанов;
сохранять стабильность фаз газораспределения;
синхронизировать работу клепанного механизма с кривошипно-шатунным.

На всех классических моделях ВАЗ стоит распредвал, который рассчитан на работу двигателя в оптимальном режиме, когда максимальный крутящий момент достигается около 3400-3500 об/мин. Распределительный вал от 21213 отличается от классического 2101 тем, что за счет смещения угла положения кулачков изменены фазы газораспределения. Сделано это для того, чтобы внедорожник Нива имел максимальный крутящий момент не на высоких оборотах, чего добиваются от спортивных двигателей, а на минимальных.

Результаты замены распредвала

Спецификация, которой нет смысла не верить, говорит о том, что двигатель 21213 имеет 82 лошади и максимальный крутящий момент 127 Нм при 3000 об/мин. Следовательно, распределительный вал создает такие условия работы для двигателя, которые обеспечивают максимальный крутящий момент на низких оборотах. В идеале, если поставить распредвал от Нивы на копейку или тройку, прибавки в мощности вы не получите ни при каких обстоятельствах. Законы физики работают одинаково — для 1,2-литрового мотора копейки, так и для 1,7-литрового мотора новой Нивы, и мощность не может вырасти просто от того, что мы сменим углы фаз газораспределения.

Читайте так же:

Регулировка давления сжиженного газа

Замена штатного распредвала, безусловно повысит тягу на низах, то есть трогаться со светофора машина станет веселее. Но на высоких оборотах никакого прироста мощности и скорости от этой операции ждать не стоит.

Для изменения характеристик двигателей ВАЗ существует масса способов, и мы когда-нибудь о них расскажем, а пока, учите матчасть, и удачи на дорогах!

* — параметры серийных распредвалов 2101 и 21213 приводятся для сравнения

• Фазы приведены при установке точки перекрытия клапанов в ВМТ коленвала.
• Распредвалы требуют применения регулируемой звёздочки распредвала.
• После установки распредвала следует отрегулировать карбюратор. УОЗ рекомендуется устанавливать по возникновению детонации. Для оптимизации инжекторных двигателей требуется калибровка контроллера.

Нуждин 21213 — 10.90
Распредвал для гидрокомпенсаторов. Является низовым распредвалом для автомобилей Нива и Шевроле-Нива с двигателем 1.7 л. Прибавляет крутящий момент в диапазоне до 4000 об.

Нуждин 21214 — 11.50
Распредвал для гидрокомпенсаторов. Является универсальным распредвалом для автомобилей Нива и Шевроле-Нива с двигателем 1.7 л. Прибавляет крутящий момент в диапазоне до 6000 об.
Для двигателей с объемом 1.9 — 2.0 л распредвал является низовым.

Статья написана: 27 августа 2011 г.
Обновление: 29 января 2012 г.
Автор статьи, фото-видео материалов: © Квазар
Запрещены без письменного разрешения автора: перепечатка статьи целиком или частично, перепечатка и использование фото-видео материалов, равно как их изменение и редактирование в целях дальнейшей публикации на сторонних сайтах.

Цепные приводы распределительного вала двигателей ВАЗ ВАЗ имеют следующие различия:

— Цепь двигателей ВАЗ-2101 и 21011 насчитывает 114 звеньев, а ВАЗ-2103, 2103310, 2106, 2121, 21213, 2130 — 116 звеньев.
— В растянутой сложенной цепи из 116 звеньев крайние звенья слева и справа одинаковые (например, оба наружные). А у цепи из 114 звеньев — разные.
— У башмаков натяжителей цепи имеется метка в виде цилиндрической выемки на торцевой поверхности кронштейна, приваренного к башмаку.
— У башмаков двигателей ВАЗ-2101 и 21011 метка находится в верхней части кронштейна. А у башмаков двигателей ВАЗ-2103, 2103310, 2106, 2121, 21213, 2130 — в нижней.
— Успокоители цепи двигателей ВАЗ-2103, 2103310, 2106, 2121, 21213, 2130 имеют вертикальную выступающую риску длиной 25 мм на поверхности резиновой накладки.

В таблице ниже приведены стандартные и максимально допустимые длины цепей, а также модели автомобилей, на которых установлены те или другие цепи.

Двигатели ВАЗ с цепным приводом распределительного вала.

Цепной привод распределительного вала в двигателях ВАЗ-2101, 21011, 2103, 2106, 2121, 21213, 2130.

Детали цепного привода распределительного вала двигателей ВАЗ.

Пригодность цепи к работе зависит от степени ее вытяжки, увеличения шага вследствие износа шарнирных сочленений звеньев. При растянутой цепи двигатель работает неровно из-за колебаний фаз газораспределения.

Цепь считается работоспособной, пока натяжитель обеспечивает натяжение. А он обеспечивает его, если цепь вытянулась не более чем на 4 мм. Увеличение шага вызывает хлопанье цепи, поломку успокоителя и ограничительного пальца. Поэтому рекомендуется чаще и тщательнее регулировать натяжение цепи.

Определение степени износа цепи привода распределительного вала двигателей ВАЗ.

Степень износа цепи можно определить прямо на автомобиле. Если можно приподнять ее звенья выше чем до середины высоты зуба на середине дуги прилегания натянутой цепи к звездочке распределительного вала, значит, цепь сильно изношена и ее пора менять.

Существует еще один способ оценки состояния цепи. Необходимо ослабить натяжение цепи, руками растянуть звенья и замерить размер А. Затем сжать звенья и замерить размер Б. Разность А-Б укажет суммарный зазор в двух шарнирах, который образуется за счет износа двух деталей — втулки и оси. Замеры следует производить в трех местах цепи.

Измерение зазоров при растянутых (А) и сжатых (Б) звеньях цепи привода распределительного вала двигателей ВАЗ.

Предельный износ цепи привода распределительного вала двигателей ВАЗ.

А-Б = 0,7 мм, что для всей цепи составляет 0,7 мм х 57 зв. = 3,99 мм (для «короткой» цепи) или 0,7 мм х 58 зв. = 4,06 мм (для «длинной» цепи). То есть регламентированные 4 мм. При таком износе, если цепь натянута слабо, может оторваться успокоитель.

Если новой цепи нет, то для продления жизни старой на некоторое время используют удлинитель натяжителя. Удлинитель — трубку длиной 25 мм с внутренним диаметром 6 мм — надевают на плунжер натяжителя с небольшим натягом, слегка деформируя ее. При необходимости цепь смещают по зведочке распределительного вала на один зуб.

В случае чрезмерной вытяжки, скола втулок или появления трещин требуется замена цепи. Замена цепи может быть выполнена двумя методами — рекомендуемым заводом и разработанным умельцами.

Метод опытных механиков для замены цепи привода распределительного вала двигателей ВАЗ.

При этом способе достаточно снять только воздушный фильтр, карбюратор и крышку головки цилиндров. Первым делом следует разъединить один из шарниров старой и новой цепей. Выпрессовку соединительных пальцев выполняют посредством керна, подставки и молотка. Удобнее проводить выпрессовку специальным съемником.

Сначала нужно утопить палец в шарнир, пока торец пуансона не коснется «щечки» цепи. Окончательно вытолкнуть палец можно любым стержнем диаметром 3,5 мм. Расстыковав старую цепь, наружную пластину последнего звена необходимо пометить напильником. Это поможет избежать потери и длительных поисков нерасклепанного соединительного пальца при случайном сдвиге коленвала.

Съемник для выпрессовки соединительных пальцев цепи привода распределительного вала двигателей ВАЗ.

Затем к правому концу старой цепи следует присоединить конец новой, а соединительный палец вбить на место, но не расклепывать. Вытягивая левый конец соединенной цепи, аккуратно, проворачивая коленчатый вал, провести новую цепь по звездочкам маслонасоса и коленвала. Пока не появится возможность соединить концы цепи на звездочке распределительного вала.

Состыковав на звездочке концы новой цени, соединительный палец необходимо тщательно расклепать. Затем выполнить обычную регулировку — установку фаз газораспределения и опережения зажигания.

Чтобы можно было протянуть цепь через звездочки, коленвал должен вращаться свободно. Для этого нужно вывернуть свечи. Поворачивать вал следует специальным ключом для храповика. А соединенные цепи протягивать осторожно, чтобы все три звездочки вращались синхронно (без изменения фаз газораспределения). Сбой приведет к стопорению коленчатого вала, так как один из поршней упрется в клапан и может погнуть его.

В такой ситуации следует отвернуть гайки шпилек крепления корпуса распределительного вала и приподнять его на 6-7 мм. В этом случае контакт клапана с поршнем исключен, так как все клапаны будут закрыты. Другой вариант — завернуть до конца все регулировочные болты клапанов.

При работе цепь не спадет со звездочки коленчатого вала. Так как ограничительный палец, располагаясь близко к цепи, не дает ей сняться с зубьев звездочки. Однако работать следуем осторожно. Если концы цепи упадут внутрь двигателя, придется изобретать крючки, чтобы извлечь их оттуда.

Корректировка фаз газораспределения после замены цепи привода распределительного вала двигателей ВАЗ.

После замены цепи привода распределительного вала, фазы газораспределения будут нарушены. Необходимо совместить метки на шкиве коленчатого вала и звездочке распределительного вала с метками на неподвижных деталях двигателя. Корректировку нужно выполнять путем перестановки цепи на зубьях неподвижной звездочки при вращении коленчатого вала в ту или иную сторону.

Для этого следует снять звездочку с распределительного вала и, переставив на несколько зубьев звенья цепи, вновь установить на место (помня о состоянии штифта). Проверить совпадение меток вращением коленчатого вала и т. д. до точного совпадения меток. Следует учитывать, что перемещение метки по дуге на шкиве коленчатого вала в 2,8 раза больше, чем перемещение метки на звездочке распределительного вала при перестановке цепи на один зуб.

После завершения работ по совмещению меток нужно проверить и отрегулировать зазоры между рычагами и кулачками распределительного вала, момент зажигания, натяжение ремня привода вентилятора и генератора.

Регулировка натяжения цепи привода распределительного вала двигателей ВАЗ и ремонт натяжителя.

Для регулировки натяжения цепи привода распределительного вала двигателей ВАЗ необходимо ослабить колпачковую гайку натяжителя. При этом освободится стержень и цепь натянется башмаком, на который действует пружина. А затем повернуть коленчатый вал на 1-1,5 оборота. В результате пружина натяжителя автоматически натянет цепь до нормы. Далее следует затянуть гайку натяжителя. Стержень зажмется цангами сухаря, и пружина будет отжимать плунжер от головки стержня.

Для ремонта натяжителя необходимо снять колпачковую фиксирующую гайку, зажимной сухарь и пружинное кольцо. Затем вынуть плунжер, пружину и стержень вместе с малой пружиной и шайбой. Нужно проверить, нет ли на сухарях и на стержне задиров. А на рабочих поверхностях башмака, плунжера натяжителя и успокоителя цепи — повышенного износа. Изношенные или поврежденные детали необходимо заменить исправными.

В приводе распределительного вала двигателей ВАЗ-21213 и ВАЗ-2130 имеются особенности ремонта натяжителя цепи. Плунжер удерживается от выпадания из корпуса не пружинным кольцом, а с помощью кернения корпуса в трех точках. Для разборки натяжителя следует опиливать края корпуса в местах кернения. После установки в корпус натяжителя плунжера необходимо раскернить корпус в трех точках. При этом выступы от кернения не должны касаться поверхности при движении плунжера.

По материалам книги «Ремонт двигателя своими руками».
Волгин В.В.

Как определить смещение меток цепи ГРМ?

Цепь надежнее ремня. Она не проскальзывает, на практике случаи обрыва практически отсутствуют. Но со временем она может растягиваться, что приводит к изменению фаз газораспределения из-за смещения позиции коленчатого вала относительно распредвала и к более позднему открытию клапанов.

Читайте так же:

Котлы навьен регулировка подачи газа

Определить неисправность можно по следующим признакам:

Металлический стук на холостых оборотах – начальная стадия растянутой цепи. Сначала звук появляется «на холодную» и по мере прогрессирования беспокоит.
Потеря мощности и затрудненный запуск – появляется тогда, когда нарушена работа газораспределительного механизма. Если вовремя не провести регулировку, двигатель перестанет заводиться.

Иногда фазы газораспределения смещаются «на один зуб» вследствие повреждения шкивов, которые могут люфтить и ослаблять цепь ГРМ. Не спешите соглашаться на капремонт, а проверьте метки и внимательно осмотрите звездочки.

Полезные замечания

Если у вас «семёрка» с карбюратором, то после замены цепи ГРМ требуется выполнить регулировку зажигания, ведь звёздочка привода прерывателя-распределителя зажигания (в просторечии трамблёра) тоже снималась со своего посадочного места. Инжекторные модели такой регулировки не требуют.

Карбюратор в автомобилях ВАЗ 2106-2107 отличается стабильной работой и редко выходит из строя. Тем не менее ремонт может понадобиться даже этому узлу. Подробности проведения процедуры изложены здесь: https://vazweb.ru/desyatka/dvigatel/remont-karbyuratora-vaz-2107.html

На советские и ранние российские автомобили классического семейства традиционно ставили двухрядные цепи ГРМ. Это давало повышенную надёжность за счёт того, чтоб обрыв одного звена не провоцировал мгновенное столкновение поршня с клапаном в открытом положении. Недостатком был повышенный вес. В целях экономии и облегчения конструкции цепь стали делать однорядной. Ресурс двойной цепи доходит до 100 — 120 тысяч километров, в то время как однорядной — в два раза меньше. Некоторые автовладельцы возвращают в свои силовые агрегаты двухрядную цепь. Правда, для этого придётся заменить также все шестерни, входящие в зацепление с цепью. Сегодня комплект таких деталей найти достаточно сложно, поэтому готовьтесь к поисковой работе, если хотите повысить надёжность механизма ГРМ.

Двухрядная цепь ГРМ имеет гораздо больший ресурс, однако подобрать комплект деталей для её установки гораздо сложнее

Цепь ГРМ — передаточный механизм, за состоянием которого владелец машины должен следить особенно тщательно. Опытные водители недаром советуют слушать свой автомобиль. Посторонний шум с позвякивающими нотами — верный признак того, что пора вскрыть по меньшей мере крышку головки блока цилиндров, прокрутить коленвал и обследовать цепь хотя бы внешне. При тревожных признаках цепь нужно будет достать и заменить. Уверенность, аккуратность и данная инструкция помогут вам сэкономить немалую сумму денег, ведь замена цепи или ремня на «классике» стоит по стране около 2000 рублей.

Увеличение рабочего объема двигателя ВАЗ

Как известно, одним из важнейших параметров применительно к ДВС является рабочий объем. От того, какой объем имеет мотор, зависит его мощность, приемистость агрегата и т.д.

Эксплуатировать более мощную машину комфортнее, так как запас крутящего момента и мощности позволяет не сильно «крутить» двигатель, так как приемлемая тяга появляется на меньших оборотах.

Что касается увеличения рабочего объема, существует два основных способа:

изменить диаметр цилиндров;
увеличить ход поршня заменой коленчатого вала;

Данные способы активно практикуются для тюнинга серийных двигателей АвтоВАЗа, которые встречаются под капотами разных моделей. Если точнее, речь идет как о самом первом двигателе на «копейке» 2101 с мощностью 60 л.с. или «одиннадцатом» моторе 21011, так и о силовом агрегате ВАЗ 2103-06 с мощностью 71-75 л.с. Также не стоит забывать и о карбюраторном 80-сильном 1.7 литровом моторе на модели Нива и других модификациях указанных выше ДВС.

Итак, рассмотрим конкретный пример. Если имеется двигатель ВАЗ 2101, можно расточить цилиндры до 79 мм, после чего поставить поршни от мотора 21011. Рабочий объем составит 1294 см3. Для увеличения хода поршня нужно иметь коленчатый вал от 2103, чтобы ход составил 80 мм. Затем потребуется приобрести укороченные шатуны (на 7мм.) В итоге объем составит 1452 см3.

Вполне очевидно, что если расточить цилиндры и одновременно увеличить ход поршня, конечным результатом будет объем двигателя «копейки», который составит 1569 см3. Отметим, что аналогичные операции проводятся и с другими моторами на «классических» моделях.

Еще важно учитывать, что после установки другого коленвала и увеличения хода поршня происходит увеличение степени сжатия, что потребует использования бензина с более высоким октановым числом. Также возможно понадобится дополнительная корректировка степени сжатия. Главное, правильно подобрать укороченные поршни шатуны и т.д.

Также добавим, что самым простым и дешевым методом можно считать расточку под ремонтные поршни. Однако даже если расточить блок в последний ремонтный размер, объем увеличивается не больше, чем на 30 «кубиков». Другими словами, на значительный прирост мощности рассчитывать в этом случае никак не стоит.

16-клапанные двигатели ВАЗ-2110-2112

Если регулировка разрезной шестерни выполняется для этих моторов, то вместе с ней рекомендуется также устанавливать тюнингованные распределительные валы. Ориентироваться следует на отметки, сделанные на заводе-изготовителе. По ним приблизительно настраивают закрытие/открытие клапанов. Затем в положение верхней мертвой точки подводят поршень на первом и втором цилиндрах. Также на шестерню аккуратно надевают ремень.

После этого необходимо установить индикаторы. Они помогут определить, как будут перемещаться клапаны. Нужно отыскать такое положение, при котором механизмы четвертого цилиндра окажутся полностью закрыты. Далее при помощи шестерни и индикатора настраивают закрытие. Затем можно закрутить фиксирующие болты, собрать силовой агрегат и выполнить тестовый заезд.

Что такое фазы газораспределения?

Моторы работают на бензине, газе, спирте или дизельном топливе — по 2- или 4-тактному циклу. И в любом случае их характер сильно зависит от того, что называют фазами газораспределения. Так с чем же их едят? Зачем нужно регулировать фазы? Давайте посмотрим.

Газообмен

От того, как мы дышим, зависит многое в нашей жизни. Да и сама жизнь; в мире д.в.с. примерно так же. Возьмем 1,5-литровый ВАЗовский 16-клапанник; хотите, чтобы он тянул на V при 600 мин -1 ? Для прикола. Вопрос выбора фаз газораспределения: подберем профиль кулачков впускного распредвала так, чтобы впуск начинался примерно на 24° (по углу поворота коленчатого вала) после в.м.т. Кулачки сделаем настолько «тупыми», что клапаны поднимаются только на 3 мм, а заканчивается впуск где-то на 6° после н.м.т.

Читайте так же:

Ваз 21074 карбюратор как отрегулировать педаль газа

Начало выпуска регулируем на 12° до н.м.т., а закрываются выпускные клапаны пусть как раз в в.м.т.; их подъем оставляем «по штату». Градусы и миллиметры подъема клапанов и есть те самые фазы: раньше, позже.

Круговая диаграмма фаз газораспределения 4-тактного двигателя

Проверьте экспериментально: при правильной настройке зажигания и впрыска горючего модифицированная «четверка» покажет наибольший крутящий момент в 75-80 Нм — где-то на 6 сотнях оборотов! Максимальная мощность — 10-12 л.с. при 1500 мин -1 ; не обессудьте. Однако мотор и в самом деле потянет от самых «низов» — как (маленькая) паровая машина. Жаль только, ни оборотов, ни мощности он не развивает.

Полная диаграмма впуска (выпуска): миллиметры подъема клапана по углу поворота коленчатого вала

Не нравится… Зайдем с другого конца: профиль кулачков такой, что впуск начинается на 90° до в.м.т., а заканчивается на 108° после н.м.т; подъем — до 14 мм. Есть разница? И выпуск тоже: начало на 102° до н.м.т., завершение — на 96° после в.м.т. Как говорят спецы, перекрытие выпуска и впуска — 186° по углу поворота коленвала! И что? Смотрите: с правильной настройкой зажигания и впрыска [А также с тарелками клапанов увеличенного диаметра, расточенными и отполированными впускными и выпускными каналами…] ваш 1,5-литровый ВАЗ выдаст что-то вроде 185 Нм крутящего момента — под… 11 тыс. оборотов! А при 13500 мин -1 разовьет около 330 л.с. — безо всякого наддува. Конечно, если выдержат ГРМ и кривошипно-шатунный механизм (вряд ли). Лет 40 назад такую мощность показывал хороший 3-литровый двигатель Формулы 1… Правда, ниже 6000 мин -1 форсированный ВАЗ окажется совсем дохлым [Обороты «холостого» хода придется выставлять где-то на 3500 мин -1 …] ; его рабочий диапазон — 9-14 тыс. оборотов.

А почему так? С «низами» все понятно: во-первых, крайне позднее закрытие выпускных и раннее открытие впускных клапанов (перекрытие) ведут к тому, что в цилиндр натягивает много отработанных газов от предыдущего цикла. Топливововоздушная смесь никудышная, пропуски вспышек. Во-вторых, позднее закрытие впускных клапанов означает, что поршень на ходе сжатия вытолкнет добрую половину смеси обратно во впускные каналы. Откуда тут крутящий момент…

На «верхах» наоборот: широкие фазы газораспределения позволят на все 100% мобилизовать резонанс газовых потоков на впуске и выпуске, — как говорят, акустический наддув. При правильном подборе длин и сечений (индивидуальных) впускных и выпускных патрубков, коэффициент наполнения цилиндров достигнет в зоне 11 тыс. оборотов уровня 1,25-1,35; получите искомые 185 Нм.

Вот что такое фазы газораспределения: они задают газообмен д.в.с. — впуск-выпуск. А газообмен определяет все остальное: протекание крутящего момента, оборотность двигателя, его максимальную мощность, эластичность… На паре примеров видно, как сильно меняется характер одного и того же мотора в зависимости от фаз. Тут же возникает мысль: фазы газораспределения нужно регулировать — прямо на ходу. И тогда под капотом вашего авто окажется не один-единственный движок — на все случаи жизни, а множество неодинаковых!

Как учил лучший друг автомобилистов, «кадры решают все». Перефразируя знаменитое выражение, примем, что все решают фазы (газораспределения). Генералиссимус умел регулировать кадровые вопросы, а моторостроители всегда стремились управлять фазами.

Фазовращение

Легко сказать, но трудно сделать; у 4-тактного двигателя фазы газораспределения заданы профилем кулачков (из высокопрочной закаленной стали). Изменять его по ходу — задача не из простых. Однако кое-что удается сделать даже и с неизменным профилем, — скажем, сдвигать распредвал по углу поворота коленчатого вала. Вперед-назад; то есть, продолжительность впуска остается неизменной (во 2-м примере — 378°), однако он и начинается, и заканчивается раньше. Допустим, впускные клапаны открываются теперь на 120° до в.м.т. и закрываются на 78° после н.м.т. Так сказать, на «раньше-раньше». Или наоборот — на «позже-позже»: впуск начинается на 78° до в.м.т. и заканчивается на 120° после н.м.т.

Двигаем неизменную диаграмму впуска на «позже-позже»: фазовращение

Такое решение (для впуска) впервые применили у ALFA Romeo на 2-литровой 8-клапанной «четверке» Twin spark [Понятно, что фазовращение применимо, когда впускные и выпускные клапаны приводятся 2-я отдельными распредвалами; в середине 80-х Twin spark представлял собой одну из редких конструкций DOHC. А с тех пор 2 вала в головке цилиндров получили широкое распространение — именно ради фазовращения.] — еще в 1985 году. Его называют фазовращением и применяют (на впуске и/или на выпуске) довольно широко. И что оно дает? Немного, но все же лучше, чем ничего. Так, при холодном пуске двигателя с каталитическим нейтрализатором выпускной распредвал поворачивают на опережение. Выпуск начинается рано, и на нейтрализатор идут отработанные газы повышенной температуры; он быстрее прогревается до рабочего состояния. В атмосферу выбрасывается меньше вредных веществ.

Или едете вы равномерно со скоростью 90 км/ч, от мотора требуются лишь 10% его максимальной мощности. Значит, дроссельная заслонка сильно прикрыта; повышенные насосные потери, перерасход горючего. А если сильно сдвинуть впускной распредвал на «позже-позже», то часть (допустим, 1/3) топливововоздушной смеси выбрасывается на ходе сжатия обратно во впускной коллектор [Не беспокойтесь, она никуда не денется. Так называемый «5-тактный» цикл.] . Крутящий момент и мощность двигателя понижаются (до нужного по условиям движения уровня) без излишнего дросселирования на впуске. То есть, дроссельная заслонка хотя и прикрыта, но не так сильно, насосные потери значительно меньше. Экономия бензина — и кое-что еще; разве не стоит того?

Читайте так же:

Ваз 21099 как отрегулировать багажник

Возможности фазовращения ограничены тем, что как говорится, «хвост вытащил — нос увяз». Когда вы уменьшаете опережение открытия клапанов, ровно на столько же увеличивается запаздывание закрытия.

Лопастной гидромеханизм углового сдвига распредвала

Час от часу не легче. Вот если каким-то образом изменять продолжительность впуска-выпуска… Допустим, во 2-м примере сокращать ее, — когда надо, — с 378 до 225°. Двигатель сможет нормально работать также и «на низах» — без потери мощности «на верхах».

Осуществляются мечты: прошло 4 года после появления Twin spark с фазовращением, и Honda Motor показала 1,6-литровый 16-клапанник В16A с революционным VTEC. Двигатель оснащался — впервые в истории — 2-режимным клапанным механизмом (на впуске и выпуске); процесс пошел. Однако иной раз приходится слышать: подумаешь, VTEC — всего 2 режима. А у мотора моей «короллы» фазы регулируются бесступенчато — континуум режимов. Ну да, — если не видеть две большие разницы…

Классический хондовский механизм VTEC: 3 кулачка на пару клапанов. Центральный кулачок «широкий», 2 боковых (для симметрии) – «узкие». Блокировка коромысел поршеньком дает широкие фазы впуска (выпуска)

В нашей солнечной стране принято зачем-то дважды в год истязать людей переводом стрелок на час — на «раньше-раньше» весной и на «позже-позже» осенью. Бог им судья, речь о другом. Переводить стрелки технически несложно не только на час каждые полгода, но и хоть каждый день по минуте. Так сказать, бесступенчато. Фазовращение подобно переводу часов — и эффект примерно такой же.

А изменять продолжительность светового дня не пробовали? Пусть не бесступенчато, только два режима, — скажем, 9 часов и 12? Так вот, хондовские инженеры нашли решение задачи такого класса; почувствуйте разницу. Допустим, в «нижнем» режиме продолжительность впуска — 186° (по углу поворота коленвала), а в «верхнем» — 252°. Радикальное изменение условий газообмена: под капотом как бы два неодинаковых мотора. Один эластичный и тяговитый на «низах», другой — «острый», крутильный и мощный на «верхах»; 25 лет назад о таком и не мечтали. И кстати, ничего не стоит присоединить к VTEC еще и фазовращение, что у Honda и сделали в конструкции i-VTEC. Тогда как наоборот — придать VTEC к фазовращению — не выйдет; фирменный механизм не так прост и обложен патентами.

Две неодинаковые диаграммы впуска у одного и того же мотора

Обратите внимание: VTEC позволяет варьировать диаграмму впуска (и выпуска)! Не просто двигать ее на «раньше-раньше» или «позже-позже», а изменять профиль. Качественное продвижение против банального фазовращения — хотя режимов только 2 (в позднейших вариантах — аж 3). У Honda немало подражателей и последователей: Mitsubishi MIVEC, Porsche VarioCam Plus, Toyota VVTL-i. Во всех случаях применяются кулачки неодинаковых профилей с блокировкой привода клапанов; представьте, работает.

Valvetronic

Ну а в 2002-м баварские конструкторы обнародовали знаменитый ГРМ Valvetronic. И если VTEC — «монтана», то Valvetronic — «полный …». Механизм в массовой эксплуатации уже 5 лет, но автообозреватели до сих пор так и не постигли его смысл и принцип работы. Да что журналисты, если и пресс-служба BMW… Посмотрите и убедитесь: в фирменных пресс-релизах Valvetronic трактуют как механизм изменения подъема клапанов! А если призадуматься? Нет ничего проще, чем регулировать подъем — не сложнее фазовращения. Однако же Valvetronic — изощренное устройство; наверное, там есть кое-что сверх того.

Бесступенчатое варьирование диаграммы впуска (изменяется ширина основания): баварский Valvetronic. Обратите внимание: схема механизма показана неправильно – он не сможет работать. Фирменная пресс-служба… max = 9,5 mm; min = 0,2 mm

О необычном механизме поговорим отдельно. А пока признаем, что баварские моторы Valvetronic стали первыми двигателями Отто, мощность которых регулируется без дросселирования на впуске! Как у дизелей. Они обходятся без самой зловредной детали в конструкции двигателя с искровым зажиганием; сравнимо с изобретением карбюратора. Или магнето. В 2002 году мир изменился, хотя никто и не заметил…

Электромагниты

Снимаю шляпу перед инженерами BMW, и тем не менее Valvetronic — лишь эпизод в развитии двигателя Отто. Промежуточное решение — в ожидании радикального. А оно уже на пороге: бескулачковый ГРМ с электромагнитным приводом клапанов. Никаких распредвалов с их приводом, толкателей, коромысел, гидрокомпенсаторов зазоров и пр. Просто стержень клапана входит в мощный электромагнит [С усилием по оси клапана до 80-100 кг! Иначе клапаны не успевают за своими фазами. А обеспечить такие усилия в компактном механизме непросто, в чем и состоит главная трудность создания э-магнитного ГРМ.] , напряжение на который подается под контролем ЦПУ. Вот и все: на каждом обороте коленвала ЦПУ управляет моментами начала открытия и закрытия клапанов — и высотой их подъема. Отсутствуют кулачки с их неизменным профилем, нет раз и навсегда заданных фаз газораспределения.

Электромагнитный клапанный механизм (Valeo): безграничные возможности 1 – шайбы; 2 – электромагнит; 3 – пластина; 4 – клапан; 5 – пружины; 6 – сжатие; 7 – растяжение

Диаграммы впуска и выпуска регулируются свободно и в широких пределах (ограниченных только физикой процессов). Раздельно для каждого из цилиндров и от цикла к циклу — как момент впрыска и количество подаваемого горючего. Или зажигания. По существу двигатель Отто станет самим собой — впервые в истории. И не оставит никаких шансов дизелю. Как компьютеры нашли себя с появлением микро-«чипов», и карманные калькуляторы мгновенно вытеснили электромеханические счетные машины. Тогда как в конце 40-х ЭВМ строили на вакуумных лампах и электромагнитных реле; считайте, что двигатели с искровым зажиганием все еще находятся на той самой стадии. Ну разве что Valvetronic…

голоса

Рейтинг статьи

Маркировка распредвалов ваз классика