Как создавался новый двигатель LADA

На первый взгляд, в новом ВАЗовском моторе нет ничего интересного. 1,8 литра рабочего объема, 122 лошадиные силы – кого этим сейчас впечатлишь? Вот кабы было раза в два больше, тогда «автоэксперты» были бы довольны. Ведь любой гаражный тюнер скажет вам, что с ВАЗовского мотора снять 122 силы – «вообще не проблема». Залил новую прошивку, расточил блок, поставил кованые поршни… И почему АВТОВАЗ столько лет вынашивал этот продукт?

А дело все в том, что гаражный тюнинг отличается от серийного производства. Увеличение отдачи мотора в заводских условиях – это действительно очень долго и сложно.

История

«Новейшая история» 1,8-литрового двигателя началась на АВТОВАЗе в 2006 году. Тема была инициирована тогдашним главным конструктором завода Владимиром Ивановичем Губой в рамках проекта «Силуэт», он же ВАЗ-2116, он же «ВАЗовский С-класс». Мотор задумывался как верхний или один из верхних в линейке. Планировался под установку не только на С-класс, но и на внедорожники. Конструкция мотора была детально проработана, но проект встал по причине того, что С-класс в целом не был поддержан руководством предприятия.

В следующий раз тема возникла в 2008 году и уже с совершенно новым видением – мотор планировалось создать с «привязкой» к действующему производству двигателей, ибо было понятно, что абсолютно новую конструкцию заводу не потянуть. Был проведён ряд консультаций с иностранными компаниями, занимающимися разработкой систем регулирования фаз газораспределения VVT, и в итоге в октябре 2008 года появился контракт с британской фирмой Ricardo.

В августе следующего 2009 года в Тольятти собрали первые моторы и отправили англичанам на испытания. В конце 2009 года были подтверждены все проектные показатели и начался процесс доводки. История у двигателя получилась непростая – много раз проект в силу тех или иных причин останавливался и запускался вновь. Но в феврале 2016 года стартовало его серийное производство.

Технические характеристики и общее направление разработки

Двигатель был спроектирован так, чтобы его можно было с минимальными затратами запустить в действующем производстве. В силу этого за «базу» нужно было принять какой-то из уже существующих моторов. Такой базой для двигателя ВАЗ-21179 стал 1,6-литровый ВАЗ-21127 (или, в варианте для Vesta и Xray, ВАЗ-21129). Встречающееся далее в рассказе словосочетание «базовый двигатель» следует трактовать именно таким образом.

Мощность двигателя ВАЗ-21179 составляет 122 л. с./90 кВт (у базового двигателя –106 л. с./78 кВт), а максимальный крутящий момент – 170 Нм (у базового двигателя – 148 Нм). Особенно важно то, что «левая ветвь» внешней скоростной характеристики (ВСХ) этого мотора (то есть зона низких оборотов) получилась «приподнятой». То есть уже с 1 000 об/мин водителю доступен момент 127 Нм – значение, до которого первые ВАЗовские моторы не дотягивались даже «в пике». Итак, мотор получился «моментным», то есть обеспечивающим хорошую приёмистость, а значит, и позитивные эмоции на разгоне.

В действительности потребителю нужно, чтобы двигатель был мощным, но при этом расходовал мало топлива и был недорогим. Это, как мы понимаем, во многом противоречивые требования. Дать мощность – один набор решений. Чтобы при этом остался приемлемым расход топлива – второй набор. А чтобы двигатель по стоимости не ушёл в премиальный сегмент – третий набор. Всё это компромиссы, и зачастую нелёгкие.

На АВТОВАЗе долгое время отдавали приоритет расходу топлива, а энерговооружённость по сравнению с иномарками была скромной. ВАЗовские конструкторы-мотористы долгое время «бежали впереди производства», т.к. мечтали о двигателе большего объёма, дающим удовольствие от вождения. Но нужно было, чтобы ситуация созрела – с точек зрения рынка, экономики и техники.

Так как же повысить энерговооружённость атмосферного мотора? Один из наиболее распространённых приёмов, применяемых в тюнинге двигателей – увеличение рабочего объёма за счёт хода поршня. Ранее на ВАЗе уже использовали этот приём, пошли этим путём и в этот раз – на замену коленвалу, обеспечивающему ход поршня в 75,6 мм, был разработан тот, что давал 84 мм. Казалось бы, простейший приём, чисто геометрический элемент форсирования, заключающийся в том, чтобы позволить двигателю потреблять больше воздуха.

Но реальность не укладывается в чистую геометрию – потреблению воздуха сопротивляются газовые каналы, клапаны, их сопряжения с сёдлами… Чтобы двигатель мог эффективно засасывать в себя возросшие объёмы воздуха, и понадобились услуги Ricardo, владеющей мощными программными средствами расчёта характеристик двигателя в динамике.

В результате их расчётов двигатель хоть и остался похож на базовый, поменялся значительно – из-за нового модуля впуска, иных газовых каналов, увеличенного диаметра клапанов… Но ведь и на этом дело не кончается – после того, как мотор всосал рабочую смесь, её нужно максимально полно сжечь. Для достижения этой цели в Ricardo применили комбинацию горизонтальных и вертикальных вихрей в цилиндрах.

А ведь ещё нужно обеспечить хорошую детонационную стойкость мотора, чтобы его не пришлось кормить высокооктановым Аи-98! В первую очередь эта стойкость зависит от формы камеры сгорания и расположения свечи, и у базового мотора эти параметры были близки к оптимальным.

Второй важный момент при борьбе с детонацией – температурный режим. Для его оптимизации были внесены изменения в охлаждение блока цилиндров, а главное – радикально переработана рубашка охлаждения головки блока. Интересный факт: у появившихся в 1996 году 16-клапанных моторов ВАЗ расход жидкости через новую головку блока был в 2,5 раза меньше, чем через прежнюю восьмиклапанную. Всё логично: больше деталей, клапанов, каналов – всё это «съело» внутреннее пространство и затруднило приток жидкости через головку. При проектировании мотора 1,8 литра внимательно работали над обеспечением хорошего притока жидкости через головку, над охлаждением стенок цилиндров и в целом над улучшением антидетонационных свойств.

Тем самым удалось реализовать большие углы опережения зажигания, а значит и заложить основу экономичности нового двигателя. Ключевой показатель для двигателистов во всём мире – удельный расход при среднем эффективном давлении Pe = 0,2 МПа. Этот показатель является характерным, он позволяет сравнивать расход топлива в городском режиме проектируемого двигателя с другими агрегатами. Так вот, у базового двигателя этот показатель был равен 404 г/(кВт•ч), а у нового получился на уровне 370 г/(кВт•ч).

И ещё один немаловажный момент – снижение механических потерь. Это целый комплекс мер – в частности, у нового коленвала более тонкие шатунные шейки. К мехпотерям относят также и потери на газообмен, и поэтому в новом двигателе выпускные каналы катколлектора имеют диаметр 39 мм (у базового – 36 мм), и в итоге, с учётом модернизации впуска, газовых каналов и клапанов, новый мотор легче «вдыхает» и «выдыхает».