Ремонт двигателей Lada 2112 (ВАЗ 2112) в СПб

Бесплатная проверка по 54 параметрам

Гарантия на ремонт 6 месяцев

 
Каждый водитель мечтает, чтобы его машина еще долгое время после покупки ездила, как новая. Но это не всегда возможно из-за проблем с двигателем. Что делать, если мотор Lada 2112 не оправдал ваших ожиданий и появились нежелаемые повреждения или посторонние звуки? Старайтесь сразу же обращайтесь в наш сервис, не тяните, поломка двигателя требует незамедлительного устранения. Ведь на ранней стадии можно устранить неисправность быстрее.

Признаки проблем с мотором Lada 2112

Проанализируйте особенности вашей машины при движении:

• высокий расход масла и бензина;
• дымный выхлоп;
• сбои в работе двигателя на холостом ходу;
• посторонние шумы, скрежет, постукивания в двигателе;
• резкое падение мощности.

Наша компания специализируется на ремонте двигателей ВАЗ 2112 на протяжении долгих лет.

Стоимость капитального ремонта двигателя ВАЗ 2112

Записаться на бесплатную диагностику двигателя

Специалист согласует с Вами свободное время для диагностики

Этапы проведения ремонта двигателя Lada 2112 под ключ

1. Визуальный осмотр двигателя, а также его диагностика с использованием специального компьютерного стенда
2. Классификация поломки, ее характера и сложности решения
3. Поиск наиболее оптимальных решений
4. Демонтаж, а также разборка силового агрегата
5. Ремонт, либо замена вышедших из строя элементов
6. Сборка мотора и его установка
7. Проверка работоспособности (несколько уровней)

Дополнительные услуги по ремонту ВАЗ 2112:

Диагностика двигателя	Шлифовка коленчатого вала	Регулировка клапанов
Капитальный ремонт двигателя	Расточка блока цилиндров	Ремонт шатунов
Снятие и установка двигателя	Замена гидрокомпенсаторов	Замена масла в двигателе
Замена сальников коленвала	Замена распределительных валов	Промывка двигателя
Ремонт головки блока цилиндра	Замена ремня ГРМ	Замена помпы двигателеля
Замена подушки двигателя	Замена цепи ГРМ	Замена форсунки двигателя
Замена прокладки ГБЦ	Перепрессовка поршней	Замена фильтра двигателя
Замена прокладки клапанной крышки	Гильзовка блока	Замена свечей накаливания
Замена прокладки поддона картера	Замена масляного насоса	Замена двигателя
Замена бензонасоса	Замена маслосъемных колпачков	Замена опоры двигателя

Мы ремонтируем следующие модели двигателей Lada 2112

1999-2008

• 2112 1. 5 i (91 Hp) , Механика, 1499 куб.см., 91 л.с.
• 2112 1.5 i 16V MT (92 Hp), Механика, 1499 куб.см., 92 л.с.
• 2112 1.5 i MT (78 Hp), Механика, 1500 куб.см., 78 л.с.
• 2112 1.5 MT (71 Hp), Механика, 1499 куб.см., 71 л.с.
• 2112 1.6 i 16V MT (89 Hp), Механика, 1597 куб.см., 89 л.с.
• 21121 1.6 i MT (80 Hp), Механика, 1597 куб.см., 80 л.с.
• 21122 1.5 i MT (78 Hp), Механика, 1499 куб.см., 78 л.с.
• 21124 1.6 i MT (80 Hp), Механика, 1597 куб.см., 80 л.с.

Наши механики

Павел Тумачев

Старший мастер

Андрей Гаркач

Мастер-механик

Артём Маков

Мастер-механик

Иван Щербаков

Мастер-механик

Максим Маков

Мастер-механик

Мотор — сердце автомобиля. Хотите быть уверенными в качестве ремонта, записывайтесь на диагностику и приезжайте в наш автосервис! Мастера проконсультируют по всем вопросам работы двигателя Lada 2112.

Мы гарантируем высокое качество услуг и приемлимые цены!

Двигатель ВАЗ 21124 16 клапанов: описание, тюнинг, ремонт

Двигатель ВАЗ 21124 16 клапанов появился в 2004 году, путем реконструкции и усовершенствования двигателя 2112 и монтировался на автомобили, производимые концерном АВТОВАЗ, моделей 2111, 2112, 2111.

Обновленный ДВС получил увеличенный литраж — 1.6 л. Увеличенный объем двигателя ваз 21124 достигнут путем увеличения расстояния между осями коренных и шатунных шеек коленчатого вала на 7,3 мм (было — 30,5 мм, стало 37,8 мм). Причем, увеличение объема произошло без изменения диаметра цилиндров, он остался прежним — 82 мм.

Таким образом был достигнут замысел конструкторов — доведение характеристик экологичности до европейского уровня. Рассмотрим его описание более подробно.

Конструктивные особенности

Основная деталь двигателя — блок цилиндров (каталожный номер 11193-1002011), также отличается размерами от своего предшественника. Он имеет заводскую окраску синего цвета. Его высота, расстояние от оси коленвала до верхней плоскости, стала составлять 197.1 мм, против 194.8 мм на модели 2112.

Изменились размеры отверстий для болтов крепления головки блока, они с тали с резьбой М10×1.25. Опоры коренных подшипников на 124-ом моторе, со второй по пятую, стали оборудованы каналами, предназначенными для подачи масла, охлаждающего поршня во время работы.

Коленвал устанавливаемый такой же, как и на моделях 21126 и 11194, с отлитой на шестом противовесе маркировки 11183. За счет радиуса кривошипа 37.8 мм, обеспечили ход поршня 75.6 мм. На валу устанавливается шкив зубчатый, для ременного привода ГРМ. На ремне шириной 25.4 мм, имеются 136 зуба, параболической формы. Ресурс ремня —45 000 км пробега.

Шкив предназначен для привода дополнительных агрегатов с помощью клинового ремня. Применяются ремни трех типов, отличающиеся длиной, в зависимости от оборудования:

• Если привод только на генератор — длина ремня 742 мм.
• При наличии гидроусилителя руля — 1115 мм.
• При наличии ГУРа и кондиционера 1125 мм.

Шкив сконструирован таким образом, что выполняет роль демпфера, снижая крутящие нагрузки, действующие на вал. Еще одна функция — определение положение коленчатого вала, при помощи датчика и зубчатого колеса, вмонтированного в демпфер.

Улучшение коснулось поршней. Их днища выполнены с выемками под клапана глубиной 5.

53 мм, чтобы избежать удара клапанов о днище поршня при обрыве ремня ГРМ.

На предыдущих моделях ВАЗ 16v без выемок или с выемками меньшей глубины, в такой ситуации, существовал риск загнуть клапана, что приводило к дорогостоящему ремонту. Так что, опасения и часто возникающие вопросы — гнет ли клапана на этом двигателе, снят.

Маслосъемные и компрессионные кольца производятся из стали или чугуна. Соединение поршней и шатунов осуществляется при помощи пальцев плавающего типа, диаметром 22 мм, длиной — 60.5 мм, с фиксацией стопорными кольцами. Пальцы и шатуны заимствованы от модификации ВАЗ 2110.

Головка блока на 16 клапанный мотор ЛАДА 21124 имеет увеличенную площадку стыковки фланца впускного коллектора. Оба распределительных вала, для выпускных и впускных клапанов, как и сами клапана, пружины, гидрокомпенсаторы также сохранились от предыдущей модификации двигателя.

Для того, чтобы избежать путаницы валы промаркированы цифровым кодом. Если он заканчивается на 14, то это вал выпускных клапанов, если на 15, то это впускной вал.

Еще одно отличие — на впускном валу, присутствует необработанная полоса, рядом с первым толкателем. Добавив в конструкцию гидрокомпенсаторы, производитель ушел от необходимости производить обслуживание клапанов в плане регулировки. Но, они весьма чувствительны к чистоте и качеству смазки. Некачественное масло быстро выведет детали из строя и подлежат замене, такой ремонт ВАЗ 124 не предусмотрен.

Пружинно-клапанная группа аналогична модели 2112. Клапана с одной пружиной и стержнями диаметром — 7 мм (на восьмиклапанных головках их диаметр — 8мм). На распредвалы установлены зубчатые шкивы с метками для установки фаз газораспределения. По сравнению с моделью 2112, метки смещены друг относительно друга на 2°.

Так же как и валы, шкивы имеют отличия в конструкции и в маркировке — на впускном, с задней стороны приварена планка, на выпускном она отсутствует. Оба шкива имеют на ступице метки в виде кружочков.

Правильная натяжка ремня производится посредством опорного и натяжного роликов с ребордами (для исключения возможности соскальзывания).

Прокладка ГБЦ производится из материала, не содержащего асбест. Отверстия под цилиндры выполнены с металлическим кантом.

Впускной коллектор объединен с ресивером и выполнен из пластика.

Впервые в автомобилях семейства ВАЗ 2110, установили каталитический нейтрализатор, объединенный с выхлопным коллектором. В зависимости от того под какие требования EURO 4 или 5 предназначен 124 мотор, устанавливается свой тип коллектора.

Обновилась конструкция топливной рампы, её начали производить из нержавеющей стали. Из топливной системы убрали сливную линию, вместо неё, для сброса излишнего давления установили перепускной клапан на насосе. Для подачи топлива непосредственно в цилиндры, применялись форсунки производства Бош и Сименс.

Катушки зажигания установили на свечи, каждой свече индивидуальная катушка, с дополнительной фиксацией к клапанной крышке. При таком способе высоковольтные провода стали не нужны, а управление зажиганием стало осуществляться блоками управления Бош М7. 9.7 или российской Январь 7.2, предназначенными для EURO-4 и 3.

Тюнинг

Простая прошивка или чип-тюнинг на 124 двигатели, особо технические характеристики не изменит. Для ощутимого увеличения мощности необходимо производить доработку двигателя.

• Наиболее простой и распространенный тюнинг двигателя 21124— установка спортивных распредвалов, прямоточного резонатора, увеличенного дросселя — таким способом можно поднять мощность до 120 л.с. Немного мощности к этому может добавить установка более легкой поршневой. Это, заодно, снизит расход топлива ваз 21124.
• Около 150 л.с. может обеспечить доработка головки блока и установка распредвалов с увеличенными фазами раскрытия клапанов.
• Примерно такой же эффект кажет установка компрессора, он устанавливается на восьмиклапанные моторы и на шестнадцатиклапанные.
• Стабильную работу двигателя на любых оборотах обеспечивает установка четырех дросселей, по одному на каждый цилиндр. По народному опыту, наиболее подходящий вариант — установка впрыска от ToyotaLevin. Для этого собирается комплект из самих дросселей, переходный коллектор, фильтр нулевого сопротивления, форсунки, датчик абсолютного давления и регулятор давления топлива. В связи с тем, что обороты превышают предельные, необходимо установить облегченную поршневую и широкофазные распределительные валы. С такой доработкой мощность двигателя может достигать 200 л.с. Но, такая модернизация резко снижает ресурс мотора, чревата частыми выходами из строя и необходимостью производить серьёзный ремонт ВАЗ 124, из-за того, что движок легко и часто раскручивается до 9 000 об/мин.

Неисправности и ремонт

Наиболее распространенная неисправность, с которой сталкиваются владельцы ВАЗ 2110, это когда троит двигатель 21124.Выражается это в нестабильной работе мотора, перебои в работе, усиленная вибрация, шум и расход бензина. Какие могут быть причины этого неприятного явления и какой предстоит ремонт двигателя ВАЗ 21124.

Если троит двигатель на любом автомобиле ВАЗ 2110, то, во-первых, необходимо выяснить причину, провести диагностику зажигания, системы подачи топлива, газораспределительного механизма, электроники и механической части (поршни и коленвал) и произвести ремонт ВАЗ 124, хоть даже и своими руками.

• Зажигание — поочередно со свеч снимаются провода. Если при отсоединении провода троение усиливается, значит цилиндр работает. Если троит по-прежнему, значит проблема в нем. В этом случае проверяются свеча и высоковольтный провод. Проще всего поставить новые, и если проблема не решится, то диагностику необходимо продолжить проверкой модуля зажигания. Его также можно попробовать заменить на работающий или тестируется его схема мультиметром.
• Причиной перебоев может быть топливо плохого качества. В таком случае надо сменить его, а также произвести промывку форсунок.
• Поршневая и клапанная группы тестируются вместе. Для начала можно отсоединить шланг сапуна. Если из сапуна идет белый дым, значит проблема скрыта в поршнях, а точнее в их кольцах. Если дыма нет, то необходимо замерить компрессию. Пониженная компрессия, обычно, свидетельствует о неисправности клапана. При нормальной компрессии можно попробовать отрегулировать клапана. Сбои работы моторамогут возникать из-за зажатых или наоборот, слишком ослабленных клапанов. Эти случаи грозят опасностью производить самый сложный и дорогостоящий ремонт ВАЗ 21124.
• Также перебои могут возникать из-за неисправного датчика положения коленвала. Его снимают, пометив его положение, и проверяют сопротивление катушки датчика. В норме, он должен показывать сопротивление 550-750 Ом.

Других особых проблем двигатель 124не вызывает. Ранее была проблема с ударом клапанов о поршень и загибанием клапанов и последующей необходимостью производить ремонт ВАЗ предыдущих модификаций. Но, 124-ый двигатель от этой проблемы избавлен, за счет выемок в днище поршней.

Замена клапана

Сэкономьте 10-40% на техническом обслуживании и ремонте вашего автомобиля. Мы можем гарантировать, что любая услуга, которую вы заказываете через нас, будет стоить вам меньше, чем любая розничная цена, которую вы можете найти.

Наши данные получены из более чем 100 000 ремонтов и тысяч различных ремонтных мастерских и проверены нашей редакционной командой, сертифицированной ASE.

Закажите замену клапана в Plano с помощью CarAdvise от 0 долларов США.

час мин сек

час мин сек

СРЕДНЯЯ СТОИМОСТЬ В Plano

Стоимость замены клапана в магазине Plano.

Клиенты CarAdvise экономят в среднем 0 долларов США на замене клапана.

ПОПУЛЯРНЫЕ АВТОМОБИЛИ

Средняя стоимость замены клапанов для популярных моделей автомобилей в Плано:

Honda Civic

Ср. стоимость
$8

Хонда Аккорд

Ср. стоимость
$9

Ford F-150

Ср. стоимость
$10

ВАЖНОСТЬ ЗАМЕНЫ КЛАПАНА

Что такое клапан и как он работает?

Клапан, который в зависимости от функции часто называют «впускным» или «выпускным» клапаном, представляет собой устройство внутри двигателя внутреннего сгорания. Клапан открывается и закрывается синхронно с внутренним вращением двигателя во время его работы в результате вращательного действия распределительного вала (ов), соединенных (посредством зубчатого ремня / цепи) с коленчатым валом. Впускной клапан открывается в какой-то момент процесса сгорания, чтобы позволить топливу и воздуху попасть в камеру сгорания для сжигания. Выпускной клапан, в свою очередь, открывается, позволяя выхлопным газам выйти из цилиндра после завершения процесса сгорания и попасть в выхлопную трубу.

Клапан выглядит как диск на конце длинного тонкого стержня («стержень клапана») и обычно изготавливается из закаленной стали, что позволяет ему подвергаться воздействию экстремальных температур и сжатию. В современном двигателе с верхним расположением распредвала может быть до тридцати двух клапанов.

ОБЩИЕ ПРИЗНАКИ

Как узнать, что клапан нуждается в замене?

Клапан может нуждаться в замене по ряду причин, от изношенного и негерметичного седла клапана до заедания клапана, покрытого углеродом, или даже из-за погнутого клапана в результате какой-либо другой проблемы с двигателем. Если вы заметили какой-либо из следующих признаков, тщательный осмотр может выявить необходимость замены одного или нескольких клапанов:

Загорается индикатор Check Engine, указывающий на диагностический код неисправности, связанный с работой двигателя

Вы заметили потерю мощности или снижение расхода топлива необычно большое количество масла

ЧАСТОТА ПРОВЕРОК

Как технический специалист выполняет замену клапана?

Замена клапана — очень сложная работа, требующая специальных инструментов и опыта.

В некоторых случаях клапаны можно отремонтировать, например, когда штоки целы, а только поверхность изношена или покрыта углеродом. Если шток клапана поврежден, клапан необходимо заменить. В большинстве случаев из-за относительно низкой стоимости клапанов технический специалист порекомендует замену, а не ремонт. Чтобы заменить клапан (или комплект клапанов), техник обычно выполняет следующие действия:

• Снимите крышку(и) клапанов двигателя
• Открутите болты и снимите головку блока цилиндров
• Используя специальные инструменты, разберите головку блока цилиндров, чтобы снять клапаны клапанная крышка
• Для доступа к головке блока цилиндров некоторых двигателей может потребоваться снятие впускного коллектора(ов), цепи привода ГРМ и распределительного вала(ов). Клапаны также должны быть отрегулированы для правильной работы двигателя.

ДРУГИЕ ВОПРОСЫ ПОКУПАТЕЛЕЙ

Что вызывает повреждение клапанов двигателя?

Повреждение клапанов часто бывает вызвано обрывом ремня ГРМ или цепи во время работы двигателя. Если это происходит на так называемом «интерференционном двигателе», результаты могут быть катастрофическими, когда ускоряющие клапаны соприкасаются с движущимися поршнями. Клапаны также естественным образом изнашиваются по мере старения двигателя.

Как определить, что клапан неисправен?

Многочисленные признаки неисправности клапана. Первыми признаками изношенного или застрявшего клапана часто являются потеря мощности двигателя и/или топливной экономичности, сопровождаемая лампочкой Check Engine и пропусками зажигания. Плохой клапан также можно обнаружить с помощью проверки компрессии.

Можно ли заменить клапан, не снимая головку блока цилиндров?

Хотя можно снимать и заменять некоторые компоненты клапанного механизма, такие как толкатели, пружины, седла клапанов и коромысла, не снимая головку блока цилиндров с двигателя, для замены клапанов головка должна удалить. Это связано с тем, что клапаны выходят из головки блока цилиндров со стороны, обращенной к камере сгорания, глубоко внутри двигателя.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УСЛУГИ

Какие другие распространенные услуги связаны с заменой клапанов?

Мы поможем вам найти, запланировать и сэкономить на техническом обслуживании и ремонте вашего автомобиля.

С CarAdvise вы можете сэкономить 10-40% на техническом обслуживании и ремонте вашего автомобиля.

Сотрудничайте с проверенными авторемонтными мастерскими, такими как Firestone, Pep Boys и Jiffylube, предлагая услуги CarAdvise в более чем 26 000 мастерских по всей стране:

Нам доверяют более 1 миллиона пользователей

При бронировании через CarAdvise вы получите доступ к нашим обученным специалистам ASE, которые ответят на любые ваши вопросы о ремонте.

Мы помогаем вам сэкономить деньги

Мы гарантируем, что любая услуга, которую вы заказываете через нас, будет стоить вам меньше, чем любая розничная цена, которую вы можете найти.

Мы гарантируем нашу работу

12 месяцев, 12 000 миль гарантии на каждую услугу, забронированную через CarAdvise.

Это следующий большой скачок для внутреннего сгорания?

Vaztec

Возможно, мы все время делали это неправильно. То есть с головками цилиндров.

В те времена, когда все только начиналось, пар был началом — как мы впервые улавливали тепловую энергию из топлива и использовали ее для работы. Более века назад паровые силовые установки легли в основу конструкции первых двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Перемещение горения от внешнего источника (парового котла) внутрь приводного цилиндра стало важным шагом вперед в повышении мощности и эффективности.

Поскольку паровые машины валялись повсюду, многие детали были перенесены. Такие компоненты, как поршни, шатуны и кривошипы, были почти достаточно правильными, чтобы заставить работать бензиновый двигатель, и все началось с этого. Однако скользящие втулки и популярные баррельные клапаны, используемые для управления потоком пара высокого давления, не прошли проверку. Они просочились.

Незначительная утечка пара высокого давления тут и там не имеет большого значения в грандиозной схеме локомотива. Поскольку утечка из цилиндра влечет за собой реальные недостатки двигателя внутреннего сгорания, от золотниковых клапанов и цилиндрических клапанов отказались, заменив их своего рода клапаном, называемым тарельчатым. Этот тип клапана сейчас используется почти в каждом четырехтактном двигателе внутреннего сгорания на земле.

Тарельчатые клапаны были и остаются подходящими для четырехтактных двигателей с высоким внутренним давлением и температурами сгорания. В сочетании с потайным седлом скошенная поверхность тарелки образует положительное уплотнение, и это уплотнение улучшается по мере увеличения давления на поверхность клапана. Хотя для них требуются сложные приводные и поддерживающие системы (кулачки, фиксаторы, пружины, направляющие со смазкой и т. д.), тарельчатые клапаны стали надежным решением.

Патентный чертеж новой системы тарельчатого клапана, поданный в начале 1920-х годов. Специфика этого конкретного предложения компоновки не важна, но обратите внимание на клапан в форме тюльпана справа. Столетие спустя куколки не сильно изменились. USPTO

То, что мы выиграли в надежном уплотнении, мы потеряли в потоке. Головка тарельчатого клапана всегда мешает. На такте впуска головка тарельчатого клапана блокирует около 20 процентов воздуха, пытающегося заполнить цилиндр. При такте выпуска клапан, по сути, пытается эвакуировать переполненный театр через дверь, которая не открывается полностью. Поршень поднимается, выталкивая продукты сгорания через выпускное отверстие, но головка клапана мешает.

В случае с впускным клапаном мы развились до точки наилучшего восприятия, когда тарельчатый клапан может пропускать более 100 % пропускной способности — через клапан и в цилиндр может проходить больше воздуха, чем размеры впускного тракта и цилиндр подскажет. Но это из-за скорости входящего воздушного потока, когда воздух «трамбует» сам себя мимо головки клапана. (Для преувеличенной иллюстрации этого эффекта см. ныне устаревшие японские «начинки метро» — они были буквально олицетворением эффекта тарана.

Это немалая проблема. Каждый двигатель, по сути, представляет собой тупой воздушный насос, ограниченный в возможностях подачи воздуха. По сравнению с этим сжигание бензина и выпуск газов под высоким давлением — довольно простые задачи.

Наполнение баллонов было проблемой на протяжении двух столетий, с тех пор как мы начали отходить от пара. Столб воздуха над землей весит ровно столько, чтобы создать атмосферное давление около 14,5 фунтов на квадратный дюйм на уровне моря. Когда дело доходит до выталкивания воздуха в вакуум — например, создаваемый поршнем, движущимся вниз по цилиндру, — это давление невелико. На высоте еще меньше, как на Пайкс-Пик, где высота горы оставляет столб воздуха над головой достаточно коротким, чтобы дать менее 9фунтов на квадратный дюйм (Вы когда-нибудь задумывались, почему турбо- и нагнетатели преобладают на гоночных автомобилях, работающих на высоте? Теперь вы знаете. )

После 100 лет возни тарельчатый клапан, в некотором смысле, устарел. Теперь он очень функционален, но не оптимальный. Мы частично компенсировали плохую работу тарельчатого клапана, увеличив количество клапанов — в некоторых головках цилиндров их четыре или больше на поршень. Однако за последнее столетие изобретательный человеческий разум попытался возродить некоторые концепции паровых машин, чтобы воспользоваться их превосходной текучестью.

Во время Второй мировой войны, когда авиация была главной гонкой вооружений, разработчики двигателей с обеих сторон стряхнули пыль с концепции золотниковых клапанов. Сконфигурировав эти клапаны вокруг поршней, они добились значительного увеличения мощности. (В то же время добившись значительного прогресса в разработке таких вещей, как высокооктановое топливо, нагнетатели, турбокомпрессоры и впрыск закиси азота — на протяжении примерно пяти лет). клапаны, чистый и беспрепятственный путь от впускного отверстия к цилиндру, тарельчатая головка не мешает.

Работа узла втулочного клапана, использовавшегося в двигателях самолетов Bristol во время Второй мировой войны. Гильза поднималась и опускалась внутри цилиндра вокруг движущегося поршня; отверстия в боковой части гильзы служили отверстиями для впуска и выпуска. Bristol Airplane Company

Этот улучшенный воздушный поток нашел хорошее применение: истребитель, который может набирать высоту или убегать от противника, может легко развернуться и сбить его. Однако, несмотря на все преимущества улучшенного потока, золотниковые клапаны пропускали масло, они слишком быстро изнашивались, и для правильной работы им требовались поворотные рычаги в картере. Эта технология никогда не использовалась в автомобилестроении в какой-либо значимой форме.

Тем не менее, песне сирены полного потока трудно сопротивляться. Как и золотниковый клапан, цилиндрический клапан — тип поворотного клапана — уже давно привлекает внимание конструкторов двигателей.

Поворотный клапан ствола и головка блока цилиндров 45-кубового прототипа одноцилиндрового двигателя, разработанного американской фирмой Vaztec. Когда ствол вращается, прямоугольные отверстия позволяют воздушно-топливной смеси и выхлопным газам достигать впускных и выпускных отверстий двигателя соответственно. Vaztec

Вал с прорезанной в нем прорезью, вращающийся в уплотнениях, настолько прост и работоспособен, что испробован десятки и десятки раз. В то время как стандартный тарельчатый клапан может максимально пропускать 85 процентов своей площади впуска (и затем только временно, когда полностью открыт), поворотный клапан открывается быстрее и может пропускать 100 процентов своей площади впуска большее время (имеется в виду, в течение большей части времени). продолжительность открытия клапана). Если у вас есть 5,0-литровый двигатель, который может дышать только на 85 процентах мощности, у вас на самом деле нет 5,0-литрового двигателя. Стопроцентный расход впускного клапана каждый раз увеличивает мощность.

С клапаном ствола гремлин всегда был запечатан. В течение долгого времени любой уплотнительный материал, который прижимался к валу цилиндрического клапана в достаточной степени, чтобы выдерживать давление сгорания — более 1500 фунтов на квадратный дюйм при 2500 градусов по Фаренгейту — также вызывал высокое трение и износ. Если вы ослабите допуск уплотнения на валу, чтобы уменьшить это трение, оно будет протекать. В любом случае, высокие температуры разъедали любой уплотнительный материал.

Промышленность создала прототипы, испытательные двигатели и несколько попыток производства, но ни одна конструкция или компоновка поворотного клапана не были пригодны для реального коммерческого успеха. Феликс Ванкель, изобретатель роторного двигателя, начал свою карьеру с разработки дисковых поворотных клапанов, которые в конечном итоге использовались в немецких торпедах. В 2004 году команда Mercedes-Ilmor Формулы-1 была ближе всех к вершине благодаря адаптации поворотного клапана, запатентованного человеком по имени Бишоп. Но, увы, санкционирующий орган F1 (ненавидящий власть?) в ответ объявил вне закона любой клапан, кроме тарельчатого клапана. Вот вам и гонки, продвигающие инновации.

Крестообразный поворотный клапан и 500-кубовый двигатель примерно в 1935 году. Устройство похоже на запрещенный в настоящее время дизайн Bishop, разработанный командой Mercedes-Ilmor Formula 1 в 2004 году. Crossley Bros./oldbikemag.com.au

Все надежды не потерянный. В рамках моей работы в качестве профессора по проектированию двигателей с внутренним двигателем в UNC-Charlotte меня пригласили консультировать в «Рейс-Сити, США» (также известный как Мурсвилл, Северная Каролина, родина NASCAR), чтобы помочь компании, которая нашла способ для герметизации поворотного клапана и использования потенциала.

Эта компания, Vaztec, была основана командой разработчиков двигателей, которые десятилетиями поддерживали гонки GM и Ford и разочаровались в том, насколько плохо течет тарельчатый клапан. Спустя шесть лет они только что вернулись с конференции Общества инженеров-автомобилестроителей в Японии, где их доклад об успешной конструкции роторного клапана был отмечен наградой.

Возможно, пришло время перемен.

Vaztec

Компания Vaztec разработала и запатентовала динамическую высокотемпературную уплотнительную систему, которая адаптируется к форме поворотного клапана по мере его расширения. Это расширение является настоящей ахиллесовой пятой системы с поворотным клапаном. Почти все металлы расширяются при нагревании. Если для работы вашего уплотнения клапана требуется тысячная доля дюйма зазора, как это делают многие автомобильные уплотнения, увеличение размера этого клапана в три раза по мере прогрева двигателя является рецептом отказа.

По мере развития проекта Vaztec появились некоторые интересные дополнительные преимущества. Одним из них является более холодный клапан. Тарелка — это сидячая утка в камере сгорания, подвергающаяся воздействию дымовых газов при температуре 2500 градусов во время рабочего хода поршня. Затем, во время такта выпуска, головка клапана застревает в струе выхлопа с температурой 1400 градусов. Миллисекунды спустя эта головка переносит оставшееся тепло в следующий цикл мощности двигателя. Поскольку клапан ствола постоянно вращается, тепло передается в головку блока цилиндров более равномерно.

Поршень вверх-вниз, ствол вращается, топливно-воздушная смесь поступает, выхлопные газы выходят. Полный поток, шток или торец тарелки не мешают. Vaztec

Этот теплообмен полезен. При пиковой мощности головка тарельчатого выпускного клапана может служить «свечей накаливания», нагреваясь до такой степени, что самовоспламеняется топливо и воздух. Снижение статической степени сжатия двигателя помогает облегчить это; к тому же, если вы устраните эффект свечи накаливания, вы можете увеличить это соотношение. При прочих равных более высокие степени сжатия улучшают мощность и эффективность — важный шаг к тому, чтобы двигатель внутреннего сгорания оставался живым и актуальным в ближайшие годы.

Эти преимущества были ожидаемы. Неожиданным побочным продуктом беспрепятственного впускного потока стала увеличенная и теперь очень высокая скорость всасываемого воздуха, когда он устремляется в камеру сгорания.

Всасываемый воздух достигает сумасшедшей скорости в условиях высокой нагрузки — 0,55 Маха или около 450 миль в час. Именно эта скорость вызывает вышеупомянутый «эффект тарана» — заклинивание горючей воздушно-топливной смеси в цилиндре. Эта скорость обычно вызывает турбулентность, которая активизирует и ускоряет процесс сгорания, способствуя увеличению мощности.

Анимация пути, пройденного впускным зарядом в клапанно-ствольной системе Vaztec. Градиентная полоса внизу отражает скорость заряда. Vaztec

Интересное примечание: несколько десятилетий назад у меня был увлекательный разговор о скорости впуска с бывшим редактором Car and Driver Гордоном Дженнингсом. Он предложил 0,9 Маха в качестве фактической цели — почти звуковой воздушный поток. Но даже тогда все равно будет сильно мешать головка тарельчатого клапана, которая свисает на конце впускного отверстия, как вышибала на входе на вечеринку. Когда вышибала ушел, все изменилось. Вместо упорядоченной «дефлаграции» (изображение листа бумаги, зажженного спичкой в ​​одном углу, пламя медленно движется, чтобы поглотить страницу), мы получаем свертывание пламени и возгорание, которое происходит гораздо быстрее.

Это цилиндрический процесс, отличающийся от того, к которому мы привыкли, очень эффективный, очень быстрый и очень полезный. Характерным признаком является то, что для разработки двигателей Vaztec потребовалось примерно вдвое меньше опережения зажигания, чем для двигателей с тарельчатыми клапанами. Поскольку топливно-воздушная смесь сгорает быстрее, эти двигатели могут зажигать свечи зажигания позже в такте сжатия, что позволяет им развивать большую мощность — сила горения цилиндра больше не пытается толкнуть поднимающийся поршень обратно вниз. (При более медленных скоростях сгорания это очень реальная «налоговая» стоимость опережающего опережения зажигания.) Большая турбулентность также сметает ленивые отходящие газы в сторону сгорания, давая меньше времени для появления очагов детонации в камере.

Высокоскоростной впускной поток сильно замедляется, когда ему приходится работать вокруг штока и головки тарельчатого клапана — обратите внимание на относительное отсутствие желтого и красного цветов в камере сгорания (прямоугольник справа) на верхнем изображении. Vaztec

Разработка новой системы двигателя — это одно. На самом деле заставить его работать — это другое. Шесть лет назад компания Vaztec начала разработку поворотного клапана внутри дизельного двигателя. Дизели используют чрезвычайно высокое давление сгорания, до 2500 фунтов на квадратный дюйм, так что это была высокая планка, но также и прекрасный способ доказать свою идею. Затем компания нацелилась на королей мощности в мире двигателей: двухтактные двигатели.

Цилиндр двухтактного двигателя имеет рабочий цикл при каждом обороте коленчатого вала. Четырехтактный срабатывает только каждый второй оборот, вдвое меньше импульсов мощности для заданных оборотов. Хотя двухтактные двигатели превосходят по выходной мощности на кубический дюйм, они обеспечивают относительно плохой контроль входящих и выходящих газов, и это служит верхним пределом мощности. (Мой двухтактный мотокроссовый мотоцикл Bultaco объемом 250 куб. см 72 года выдавал 144 л.90-е. Сравните их с похвальным 5,5-литровым V-8 в нынешнем Corvette Z06, который выдает 122 л.с. на литр. Чего двухтактные двигатели не делают хорошо, так это чистоты, поэтому федеральные регуляторы выбросов присматриваются к их возможному изгнанию.)

Мотоцикл Honda NSR 500. Honda

В качестве теста компания Vaztec нацелилась на создание мощной замены двухтактного двигателя объемом 50 куб. см с чистыми выбросами в виде четырехтактного двигателя с роторным клапаном. Это было темой отмеченной наградами презентации SAE, упомянутой ранее. 45-кубовый одноцилиндровый двигатель Vaztec с поворотным клапаном соответствует мощности серийного 45-кубового двухтактного двигателя бензопилы/триммера и может вращаться так же высоко (более 12 000 об/мин). Он также производил на 50 процентов больше мощности, чем аналогичный 48-кубовый четырехтактный тарельчатый двигатель, представленный в настоящее время на рынке.

Vaztec

Об этом пике оборотов: Тарельчатые клапаны по своей природе задают двигателю верхний предел скорости. На очень высоких оборотах подпружиненный тарельчатый клапан будет плавать — отрываться от своего седла, не в состоянии полностью закрыться и загерметизироваться до того, как кулачок, управляющий клапаном, снова заставит его открыться. Поскольку поворотный клапан вращается как вал, опираясь на подшипники (представьте себе распределительный вал без кулачков и нагрузок), ему не хватает этого традиционного ограничения. Этот двигатель Mercedes-Ilmor F1 легко раскручивался выше 20 000 об / мин, что ограничивалось, прежде всего, прочностью его коленчатого вала и шатунов.

Для более автомобильного испытания компания Vaztec разработала одноцилиндровый двигатель с двумя поворотными клапанами, по одному на впуск и выпуск. В этом двигателе используется диаметр цилиндра 90 мм и ход поршня 70 мм, что делает его сравнимым по размеру с одним цилиндром 1,8-литровой рядной четверки. В настоящее время он развивает на 50% больше мощности при 4000 об/мин, чем двигатель с тарельчатым клапаном аналогичного размера, который компания Vaztec выбрала в качестве базового. Очень многообещающе.

Что касается выносливости, то за последние шесть лет Vaztec построил десять прототипов двигателей, от 28-кубового одноцилиндрового двигателя до 5,3-литровой версии GM LS1 V-8. Инженеры компании провели сотни часов испытаний на надежность, показав масштабируемость и хорошие результаты. Сам клапан простой, изнашивается очень мало. Даже на этих ранних стадиях разработки скорость износа этих прототипов экстраполируется на срок службы двигателя, превышающий 5000 часов.

Вастек Вастек

В настоящее время Vaztec работает с производителями двигателей над внедрением технологии в силовые виды спорта и, в конечном итоге, в производство автомобилей, включая гибриды. Повышенная удельная мощность, улучшенное сгорание и повышенная эффективность сочетаются с пониженным уровнем шума, вибрации и износа. Кроме того, эти преимущества дает система, в которой используется на 33 процента меньше деталей, чем в традиционной тарельчатой ​​конструкции, для создания которой не требуются специальные материалы или процессы, а ее изготовление и сборка обходятся дешевле.

Дополнительный бонус? Никаких регулировок клапанов на весь срок службы двигателя. И мы можем сохранить наши поршни и коленчатые валы.