Как выглядит 16 клапанный двигатель

Чем отличается 8 клапанный двигатель от 16 клапанного

Наиболее распространенным вариантом бензинового двигателя, встречающимся на подавляющем большинстве легковых автомобилей начального и среднего классов, является 4-цилиндровый мотор. Такие агрегаты сочетают в себе относительно высокую мощность, экономичность и доступную цену. Однако между «четверками», даже устанавливающимися на одну и ту же модель, могут иметься существенные различия в производительности и технических характеристиках. Одной из основных причин такой разницы является разное количество впускных и выпускных клапанов на цилиндр. И здесь споры не утихают до сих пор – кто-то рьяно отстаивает 8-клапанные 4-цилиндровые моторы, кто-то убежден, что 16-клапанный двигатель по всем параметрам лучше. Постараемся разобраться, в чем именно заключается разница между ними и какой все-таки двигатель лучше – с 8 или 16 клапанами?

Устройство 8 клапанного двигателя

Такие двигатели используются преимущественно на моделях начального ценового сегмента. Здесь на каждый цилиндр приходится по 2 клапана: 1 на впуск и 1 на выпуск.

Другой немаловажной особенностью таких силовых установок является то, что здесь нужен только 1 распредвал, который управляет системой впрыска бензина и выпуска отработанных газов. Для приведения его в действие достаточно простейшего ременного либо цепного механизма. Такая система гораздо проще в обслуживании и ремонте по сравнению со сложными ГРМ более дорогих машин. А такая элементарная конструкция существенно сказывается на итоговой стоимости автомобиля.

Для примера приведем схему устройства 8 клапанного двигателя ВАЗ-2114.

Плюсы и минусы 8 клапанного двигателя

У такой схемы двигателя, несмотря на ее почтенный возраст, есть немало достоинств:

Однако есть здесь и немало существенных минусов:

Устройство 16 клапанного двигателя

В таких 4-цилиндровых двигателях на каждый цилиндр приходится уже по 2 пары впускных и выпускных клапанов. Для работы такой системы требуется 2 распредвала. А для их слаженной работы используется гораздо более сложный газораспределительный механизм. В то же время 2 впускных клапана позволяют подавать в цилиндры за 1 такт больше топлива – а отсюда существенное увеличение мощности и КПД. В то же время сокращается и расход топлива благодаря наличию 2 выпускных клапанов.

Для прижимания клапанов к валу в таких двигателях часто используются гидрокомпенсаторы. В отличие от 8-клапанников с механическим толкателями такая система работает более плавно и тихо. Также это обеспечивает дополнительную прибавку мощности и дополнительную экономию топлива.

Еще одна специфическая черта 16-клапанников, которая становится особенно актуальной на фоне постоянно ужесточающихся экологических требований, такие моторы благодаря более точной работе газораспределительного механизма более безопасны для окружающей среды.

Для примера приведем схему устройства 16 клапанного двигателя ВАЗ 2112.

Читайте также: Чем отличается инжекторный двигатель от карбюраторного и что лучше.

Плюсы и минусы 16 клапанного двигателя

Итак, вот основные преимущества 4-цилиндровых моторов с 16 клапанами:

Как видно, плюсы у таких двигателей существенные. Но есть у них и весомые недостатки:

Основные отличия 16 и 8 клапанного двигателей

С особенностями этих видов двигателей мы разобрались, теперь конкретизируем отличия между ними.

8-клапанные моторы конструктивно значительно проще, что положительно сказывается на цене всего автомобиля, его обслуживания и ремонта. Однако они значительно уступают в мощности 16-клапанным аналогам с тем же рабочим объемом – в среднем разница в мощности здесь составляет 15-25 л.с. Из-за этого страдает приемистость двигателя, динамика разгона, максимальная скорость.

В то же время 4-цилиндровые моторы с 8 клапанами гораздо проще и доступнее в ремонте. Здесь существенно меньше элементов, которые могут сломаться, а если что-то все-таки выходит из строя, то устранить поломку можно меньшими силами. Да и запчасти для таких моторов, как правило, дешевле.

С экономичностью все не так однозначно. Да, 8-клапанники расходуют больше топлива – но в то же время в них можно лить менее качественный недорогой бензин. Масло тоже может быть не самым дорогим. Еще один спорный момент – использование гидрокомпенсаторов. Они устанавливаются на 16-клапанные двигатели и избавляют от необходимости систематически регулировать клапана. В то же время они иногда выходят из строя, а их замена влетит в копеечку.

Нужно также отметить еще один важный момент: в 16-клапанных двигателях может взаимно заклинить поршень и клапаны – а это неизбежно приводит к затратному ремонту, а иногда и к полной замене двигателя. У 8-клапанников же такой болезни в принципе нет. Однако такие заклинивания встречаются, как правило, на российских и китайских машинах, которые по умолчанию уступают западному и японскому автопрому.

Читайте также: Что такое распредвал в автомобиле и для чего он нужен.

Что лучше 16 клапанов или 8

Итак, попробуем определить, какой вариант и в какой ситуации все-таки будет предпочтительнее. Новые машины с 4-цилиндровыми двигателями, предлагаемые в салонах, практически всегда оснащаются исключительно 16-клапанниками, такие двигатели уже вытеснили с рынка устаревшую 8-клапанную конструкцию. Однако у некоторых производителей, как правило, из нижнего ценового сегмента такие упрощенные варианты еще встречаются. Их главным преимуществом является как раз более доступная цена.

Но, если есть возможность доплатить, авто выбирается для личного, а не коммерческого использования, и обслуживать его самостоятельно вы не собираетесь, то резоннее будет купить машину с 16-клапанным двигателем. Она порадует вас более высокой мощностью и динамикой, а также экономичностью и уменьшенной шумностью.

В ситуации, когда автомобиль берется с рук, 8-клапанные варианты могут оказаться предпочтительнее. Дело в том, что они конструктивно проще и более неприхотливы в выборе топлива и масла, соответственно, здесь шанс взять авто с «живым» и бодрым двигателем будет выше, чем в случае с более чувствительными 16-клапанниками.

Однозначно же сказать, какой вариант лучше, здесь нельзя. Нужно, прежде всего, учитывать собственные цели и задачи, финансовые возможности, условия, в которых будет эксплуатироваться автомобиль. Если для вас первостепенными требованиями являются надежность и неприхотливость, то имеет смысл присмотреться к 8-клапанным модификациям. Если же вам важна скорость, мощность, то выбор лучше делать в пользу 16-клапанных двигателей.

Читайте также: Что такое гидрокомпенсаторы в двигателе и почему они стучат.

Источник

Отличия в конструкции 16 клапанных двигателей ВАЗ (2112,21124,21126 «Приора» и 11194 «Калина»)

Сегодня поговорим о 16 клапанных двигателях автомобилей ВАЗ. А конкретно об их отличиях. Как не ошибиться в комплектующих, при сборке своего первого мощного двигателя?

Не секрет, что мечта любого тазовода это «16 клапанов». И я не исключение. И уже года 2 у меня установлен двигатель 2112 1.5 16 кл. Разбираясь в тонкостях всего процесса, пришла идея написать статью, в помощь начинающим, а так же с целью исключить лишние вопросы.

16 клапанные двигатели ВАЗ серийно стали устанавливать на автомобили ваз 10 семейства. Сначала устанавливались моторы объемом 1,5 литра и имели маркировку 2112. Через некоторое время ему на смену пришел двигатель объемом 1,6 литра с маркировкой 21124. Ну а «новейшей» разработкой стало появление двигателей с маркировкой 21126, которые устанавливаются на автомобили ВАЗ 2170, она же ЛАДА Приора.

Начнем разбираться в отличиях двигателей 2112 и 21124, но для начала обсудим отличие блока 2112 от блоков 21083 и 2110.

Блок цилиндров 2112, не отличается внешне от блоков цилиндров 21083 и 2110, однако с ними он не взаимозаменяем. Особенностью блока цилиндров 2112, являются крепежные отверстия для головки блока. Отверстия имеют размер М10х1.25. Есть еще одно существенное отличие блока 2112 от 21083 и 2110. В 2-й, 3-й, 4-й и 5-й опорах коренных подшипников блока 2112 выполнены дополнительные каналы для масла, в которые запрессованы специальные масляные форсунки. Во время работы двигателя, через эти масляные форсунки масло под давлением, омывает днища поршней. АВТОВАЗ утверждает, что эти масляные форсунки способствуют значительному снижению термической нагрузки на двигатель в целом. О масляных форсунках поговорим в следующей статье. Стоит их ставить или оставить все, так как есть.

Теперь двигатели 2112 и 21124.

Двигатель 2112 имеет блок цилиндров 2112 с высотой 194,8 мм, двигатель 21124 имеет блок цилиндров 11193 с высотой 197,1 мм (так называемый «высокий» блок). Высотой блока принято считать расстояние от оси вращения коленчатого вала (коленвала), до верхней поверхности блока. Следующее отличие данных моторов связано с установкой различных коленчатых валов. Двигатель 2112 имеет так называемый «коленвал 71» с радиусом кривошипа 35,5 мм, при таком коленчатом вале ход поршня составляет 71 мм. Двигатель 21124 оборудован «коленвалом 75,6» – с радиусом кривошипа 37,8 мм, при таком коленчатом вале ход поршня составляет 75,6 мм. В итоге разница в высоте блоков и ходе поршня, позволила достигнуть объема двигателя 21124 в 1,6 литра.

Следующее отличие данных двигателей заключается в поршнях. Поршни двигателя 2112 имеют небольшую глубину выборки под клапана, так называемые «циковки под клапана», что при обрыве ремня ГРМ обеспечивает «качественный» загиб клапанов))) В отличие от поршней 2112, поршни 21124 имеют глубокие выборки под клапана и при обрыве ремня ГРМ для вас все закончится только заменой ремня ГРМ на новый. Шатуны на обоих двигателях одинаковые. Головка блока цилиндров отличается впускными отверстиями, в связи с этим впускной коллектор от двигателя 21124 (1,6 литра) можно поставить на двигатель 2112 (1,5 литра) но не наоборот. Это связано с отличием впускных коллекторов этих двигателей. Двигатель 2112 имеет алюминиевый впускной коллектор (так называемые «рога») и алюминиевый ресивер. «Рога» и коллектор соединены между собой резиновыми трубками и хомутами. При установке, между впускным коллектором и головкой блока цилиндров укладывается прокладка. Между ресивером и дросселем также устанавливается асбестовая прокладка. Двигатель 21124 имеет цельный впуск, то есть впускной коллектор и ресивер одна пластиковая деталь. Между впускным коллектором и головкой блока цилиндров устанавливаются резиновые уплотнительные колечки, между ресивером и дросселем устанавливается резиновая уплотнительная прокладка.

Следующее отличие в шкивах распределительных валов. На шкивах от двигателя 21124 (1,6 литра) метки для выставления ремня ГРМ смещены на 2 градуса, поэтому шкивы от двигателя 21124 не взаимозаменяемы со шкивами двигателя 2112.

Далее по списку идут клапанные крышки. Система зажигания двигателя 21124 основана на индивидуальных катушках зажигания и для крепления этих катушек на клапанной крышке имеются специальные резьбовые отверстия. Масло заливная горловина клапанной крышки двигателя 21124 имеет резьбу и соответствующую для этой горловины крышку, вентиляция картерных газов оборудована специальным отливом. Клапанная крышка двигателя 2112 имеет шпильки для крепления модуля зажигания, масло заливная горловина такая же как на восьми клапанных моторах ваз семейства САМАРА и САМАРА2.

Существенное отличие этих двигателей заключается в топливной системе. Двигатель 2112 имеет топливную систему со сливом избытка топлива обратно в топливный бак (две топливные трубки) и топливную рампу с регулятором давления топлива. Топливная система двигателя 21124 не сливает избыток топлива в бак (имеется одна топливная трубка), регулятор давления топлива находится непосредственно в топливном насосе. Топливо подается под одним неизменным давлением.

Следующее отличие в кожухе ремня ГРМ, 2112 имеет цельный кожух ГРМ, а 21124 раздельный, что упрощает возможность осмотра ремня при необходимости.

Выпускная система на двигателе 21124 организована с двумя датчиками кислорода (так называемый «Евро-3»), катализатор находится непосредственно у головки блока цилиндров. Двигатель 2112 имеет один датчик кислорода, «Евро-2». (фото будет ниже)

Вот и все отличия. Переходим к двигателю 21126, он же двигатель ЛАДА Приора.

Двигатель 21126 имеет блок цилиндров 21126, конструктивно не отличающийся от блока цилиндров 11193. Основное отличие блока 21126 заключается в качестве обработки стенок цилиндров. Хонингование цилиндров осуществляется по технологии фирмы Federal Mogul, что обеспечивает получение более качественных рабочих поверхностей.

Двигатель 21126 имеет на 9 лошадиных сил больше чем двигатель 21124, это обеспечивается тем, что шатунно поршневая группа двигателя 21126 значительно легче, чем на двигателе 21124. Общая масса поршня, шатуна, шатунного пальца и коренных вкладышей на двигателе 21126 равна примерно 795 грамм, в то время как на двигателе 2112 вес составляет примерно 1235 грамм, и не надо быть математиком, чтобы рассчитать разницу в 440гр. Поршень в двигателе 21126 «Приора» имеет практически плоскую поверхность, что способствует повышению степени сжатия и повышению мощности, но при такой конструкции обрыв ремня ГРМ приведет к гнутым клапанам, а уменьшение размера поршня привело к уменьшению жарового пояса и большей вероятности прогорания поршня при активной работе педалью газа. Также имеют отличия коренные вкладыши на этих двигателях. На двигателе 21124 коренные вкладыши шире и тоньше, а на двигателе 21126 они уже и толще. Прокладка головки цилиндров на двигателе 21124 безасбестовая, толщиной 1,15 мм, а на двигателе 21126 прокладка металлическая, толщиной 0,43 мм.

Источник

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.

Источник