что такое 16v в двигателе
Секретный Goldfisch-неизвестная история 16 цилиндрового двигателя BMW.
12 цилиндровые двигатели являются аристократами в моторостроении.Но есть Боги-это 16 цилиндровые.Так давайте узнаем тайну такого подразделения в компании BMW.
-Руководство компании узнало о создании модели, когда прототип уже проходил дорожные испытания.
-Чтобы большой двигатель уместился под капотом 7 серии, пришлось систему охлаждения перенести в багажник.
-Весной 1988 года Goldfish впервые попал на испытания, и выдал результат 408 л.с.
Как могло вообще такое произойти?Давайте разберемся.История началась в 1972 году, когда инженеры пытались создать двигатели V12, и в конце 1970-х, но им помешали топливные кризисы.Но в те времена BMW не являлась роскошной маркой.
Да, в Германии и Европе марка уже утвердилась на рынке, но в мировом масштабе BMW находилась в тени компании Mercedes, которая имела давние традиции в построении больших двигателей и считалась роскошной маркой.Начиная с 1980 года, топ моделью марки BMW считалась 745i с 6 цилиндровым 3210 куб.см. двигателем, также имелся турбонаддувной 3430 куб.см. мотор мощностью 252 л.с.
Этого вполне хватало на автомобиле премьер министра Баварии, но правители западных держав предпочитали V8 с звездой на капоте
BMW СТАВИТ БОЛЬШИЕ И МОЩНЫЕ МОТОРЫ.
В 1987 году дебютировала 12 цилиндровая 7 серия.Но перед этим важным событием в истории, менеджеры BMW обсуждали вопрос.Какой ещё более больший двигатель представит Mercredes в S-классе?Все знаки в небе говорили, что необходимо иметь ответ и иметь туза в рукаве.
Карл Хайнц Ланге был тогда руководителем отдела исследований и разработок двигателей в BMW. В интервью подтверждает: Мы рассматривали сценарий на случай того, что наши конкуренты также ответят „V12-к провалу”. Один из них предусматривал что-то действительно уникальное, а именно, мы хотели увеличить количество цилиндров в двигателе
Кроме того, рассматривали возможность применить двойной наддув. В конце концов, BMW имело опыт работы с системами битурбо. Если увеличить количество цилиндров, то только до 16. Это казалось безумием, но тоже оправдано технически, ибо угол наклона блока цилиндров 12-цилиндрового M70 отлично подходит также для варианта с 16-цилиндровым.
Карл Хайнц Ланге получил зеленый свет на создание одного V16 8 июля 1987 года. Проект был строго секретный, Ланге мог включить в него только несколько инженеров и субподрядчиков, как, например, Бош или литые блоки двигателя. Даже офис выделенный для этого проекта был удален от помещений, в которых продолжались плановые работы конструкторов. В начале проекта, совет директоров BMW не был в курсе происходящего!
В технической документации даже не было отдельной папки для данного проекта, поэтому двигатель не получил даже заводского обозначения, как, например М70 для V12.Поэтому команда инженеров обозначило своё великое детище как Goldfisch.
Использовали блок от M70.Дополнительные 4 цилиндра увеличили объём двигателя до 6.7 литра.
Весной 1988 года. „Goldfisch” впервые попал на испытание. Результат: 408 л.с., а в некоторых измерениях были даже значения 430 л.с. Благодаря блоку двигателя из легких сплавов, блок V16 весил в общей сложности 310 кг. Соотношение массы к мощности был здесь, следовательно, эффективнее, чем в двигателе V12 (0,72-0,75 кг/КМ против 0,83 кг/КМ).
ТОЛЬКО 6 СТУПЕНЧАТАЯ МЕХАНИКА.
Следующий шаг: установка одного двигателя в прототип. Для „Goldfisch” нашли BMW 735iL, т. е. удлиненный вариант в цвете „Nerzbraun”. На дорожных испытаниях использовали спортивную 6 ступенчатую коробку в сочетании с двигателем.
Чтобы большой двигатель поместить под капотом „семерки”, инженерам пришлось перенести всю систему охлаждения в багажник. В этот момент стало ясно, что кузов обычной „семерки” не справляется с тайными компонентами. Лучше было бы разработать с нуля новый автомобиль.
Но ведь о проекте „Goldfisch” еще не знали боссы BMW. Только летом 1988 года. пригласили директоров на прогулку „особенно сильной семерки”.Только не сказали. Карл Хайнц Ланге вспоминает, что во время презентации несколько коллег заслоняли собой задние воздухозаборники, чтобы не бросались боссам так сильно в глаза…
Только после поездки инженеры рассказали членам совета директоров детали проекта. Президент был впечатлен огромной мощности и 625 Нм крутящего момента. „Goldfisch” однако, несмотря на это зеленый свет не получил. С тех пор прототип стоит неподвижно в музее BMW и без соответствующей подготовки невозможно запустить его.
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.