Управление главного конструктора АВТОВАЗ (коллектив авторов) - Высокой мысли пламень (Часть третья)
Большую роль в снижении механических потерь и улучшении виброакустических свойств двигателя сыграли облегчённые поршни и шатуны фирмы Federal Mogul (FM).
Всё семейство 2110 имеет единый мотоотсек, в который устанавливаются все наши двигатели.
А уж какой автомобиль чем комплектовать – это другой вопрос.
8-клапанный двигатель с впрыском имеет индекс 2111. Он был первым впрысковым двигателем, освоенным на ВАЗе, 16-клапанник (2112) пошёл чуть
озже.
При совместной работе с западными фирмами мы всегда получаем для себя что-то новое.
Как раз начиналось компьютерное проектирование, мы смотрели и учились, впитывая в себя всё новое.
Так, правый кронштейн двигателя нам рассчитали на Порше методом конечных элементов. Но всё равно это требует проверки в реальных условиях.
Теперь об исследовательском центре ф. Порше. Многое они разрабатывают сами, часть заказывают на сторону. Вся Европа находится во взаимодействии. Все считают деньги и никогда не будут сами делать то, что лучше и дешевле сделают другие. Так, на ф. Порше никто толком не знает, как проектировать поршень. Зачем? Для этого есть специализированные фирмы.
Узкая специализация обеспечивает и качество, и эффективность, и темпы развития.
А вообще-то доводка – процесс бесконечный.
У нас говорят: она начинается с первого образца и заканчивается, когда двигатель снимается с производства. Она идёт и сейчас.
Масса, шум, вибрация, расход, качество комплектующих, ресурс – всё это постоянно в работе.
Стало заметно, что устарела поршневая группа. Шум, вибрация, мехпотери. Применив новую, мы получили прибавку 4 – 5 кВт. Американская компания Federal Mogul скупила в Европе много заводов. У них и закупаем.
Автоматический натяжитель ремня потребовал новых профилей шкивов. Улучшен профиль распредвала, проведены калибровочные работы.
Будущее за специализацией. Будущий завод двигателей должен работать по технологии Big Six (большая шестёрка). Шесть позиций: блок, головка, коленвал, распредвал, шатун и сборка вкупе с испытаниями. Всё остальное надо закупать, это и дешевле, и качественнее.
По впрыску нельзя сказать, что кто-то вырвался вперёд, поскольку идёт консолидация. И если мы собираемся внедриться в мировую экономику, нам этого тоже не избежать.
Сейчас все оценивают прибыль. Поэтому в Штатах двигатели, как правило, устаревшие, если это чисто американская разработка. Они более тяжёлые. Но в целом эффективность автопрома в Штатах высокая, поэтому появляются мировые двигатели. Так, корпорация Форд имеет отделения в Детройте, Европе и Японии.
И все они, взаимодействуя между собой, создают один двигатель. Он уже ближе к европейским.
Японцы начинают теснить американцев даже на их родине. И те не считают зазорным у них в чём-то поучиться.
А для технарей проводятся мировые симпозиумы по двигателю, на которые мы не ездили. В прошлом году поехали впервые, Мешков даже сделал там доклад. Там идёт интенсивный обмен информацией и мнениями, поэтому у всех конструкции достаточно близки. Вопрос только в эффективности экономики.
М. Коржов, конструктор.
В семействе автомобилей 2110 было предусмотрено применение двигателей в трёх исполнениях, последовательное освоение которых позволяло производить автомобили с новыми потребительскими качествами.
Базовым являлся двигатель 2110 рабочим объёмом 1,5 л, с карбюраторным смесеобразованием и бесконтактной системой зажигания, разработанный на основе 1,5-литрового карбюраторного двигателя 21083 семейства Самара.
На его основе была разработана модификация 2111 с распределённым впрыском и электронной системой управления рабочим процессом. В этом двигателе основные нововведения касались системы впуска – впускная труба с ресивером и оригинальным воздушным фильтром, с квадратным фильтрующим элементом.
Использование основных базовых деталей в двигателе 2111, унифицированных с двигателем 2110, позволило сократить время доводочных работ и подготовки производства.
Значительный объём работ был выполнен в создании третьей модификации двигателя – 2112, с 4-мя клапанами на цилиндр[8], с оригинальными системами впуска и выпуска.
Волжский автозавод уже имел опыт экспериментальных работ по двигателю с 4-мя клапанами на цилиндр – ещё в 70-е гг. такой двигатель был спроектирован выпускником ТПИ А. Охрямкиным (на его основе впоследствии изготавливались спортивные версии).
Для разработки 4-клапанного двигателя 2112 было принято решение подключить фирму Porsche. В объём услуг партнёра входили: разработка конструкции верха двигателя (головка цилиндров, системы впуска и выпуска), механизма газораспределения и поршня.
Условием разработки было максимальное использование основных деталей базового двигателя или оборудования для их производства.
Специалисты фирмы Porsche подвергли сомнению надёжность блока цилиндров и коленчатого вала. Были проведены специальные испытания двигателя 21083 на фирме Porsche, которые сняли сомнения.
Надо иметь в виду, что в конце 80-х гг. выход на рынок автомобилей с 4-клапанными (на цилиндр) двигателями был только в начальной стадии. Поэтому модификация двигателя с рабочим объёмом 1,5 л оказалась практически уникальной – до этого подобные решения были характерны для двигателей большего рабочего объёма.
По этой причине специалисты фирмы Porsche не могли взять с полки готовое решение и предложить его Волжскому автозаводу. В общем, головку цилиндров двигателя 2112 пришлось разрабатывать с нуля.
Фирма Porsche подключила к технологической разработке отливки головки цилиндров австрийскую фирму Mandel & Berger. Поэтому в первом исполнении мы увидели изящную, непривычную для нас конструкцию детали с тонкими стенками.
Дальнейшее технологическое согласование головки цилиндров и освоение её отливки привело к партнёрству сначала с итальянской фирмой Fata, а затем с итальянской фирмой Mazzuconi.
Доводка по технологичности, как потом оказалось, привела к потере некоторых качеств, изначально заложенных разработчиками, в частности – по системе охлаждения головки, по детонационным качествам.
Конструкция ресивера системы впуска получилась не сразу. От первого варианта, отличавшегося простотой и технологичностью, где ресивер был объединён с крышкой головки цилиндров, пришлось отказаться из-за проблем по шуму.
В дальнейшем фирма Porsche нашла решение и запатентовала его, но для двигателя 2112 конструкция ресивера была переработана.
Он был отсоединён от крышки головки цилиндров.
Все детали были алюминиевыми. Впоследствии АВТОВАЗ перешёл на применение пластмассового ресивера – модуля впуска.
Фирмой Porsche была разработана и оптимизирована камера сгорания двигателя, обеспечивающая бездетонационную работу при высоких степенях сжатия.
На начальном этапе опытно-конструкторские работы по двигателю велись с использованием электронной системы управления фирмы Bosch. Затем работы были продолжены с системой GM.
Работа по проекту была организована на фирме Porsche с участием специалистов Волжского автозавода. Это В. Мочалов, Н. Батенин, П. Бывшев, Г. Литвин, В. Ретнёв, Л. Новиков, В. Жмиевский, которые совместно с командой фирмы Porsche во главе с В. Топфером успешно завершили работы по данному проекту.
Самое активное участие в проекте принимали специалисты технологических служб – В. Максимов, В. Миненко, Б. Московчук и возглавлявший работы по реализации проекта В. Акоев.
Волжский автозавод первым в отечественном автопроме освоил производство современного 4-клапанного двигателя с распределённым впрыском топлива и электронной системой зажигания.
Но ужесточение законодательных требований по токсичности выхлопных газов в странах традиционного экспорта автомобилей ВАЗ потребовало их оснащения нейтрализаторами и системами электронного впрыска топлива с управлением от кислородного датчика.В отечественной промышленности массового производства компонентов подобных систем не было.
В сотрудничестве с фирмой General Motors (GM) были адаптированы варианты электронной системы управления этой фирмы к двигателям автомобилей Нивы, Самары, а также к вновь разрабатываемым восьми– и шестнадцатиклапанным двигателям для семейства автомобилей 2110.
