Принцип работы 16 клапанного двигателя

Преимущества 16 клапанного двигателя ваз.

Ни для кого давно не секрет, что все рекорды мощности двигателя ВАЗ достигнуты на двигателях с 16ти клапанными головками блока цилиндров. И не важно, атмосферный или турбированный двигатель — плюсов от установки 16ти клапанной головки гораздо больше, чем минусов. Двигатели с этой головкой блока могут получить гораздо большее наполнение цилиндров топливовоздушной смесью, что, само собой, ведет к увеличению мощности. Возьмем и сравним два двигателя ВАЗ с одинаковым объемом, но с разными головками блока. Двигатель ВАЗ объем 1500 кубическим сантиметров оснащенный 8ми клапанной головкой блока цилиндров выдает 77 лошадиных сил, а двигатель ВАЗ с таким же объемом, но оснащенный 16ти клапанной головкой блока выдает уже порядка 90 л.с.

Преимущества 16ти клапанного двигателя на этом не заканчиваются. За счет измененной формы камеры сгорания 16ти клапанный двигатель имеет более высокую детонационную стойкость, этот параметр очень важен в наше время, т.к. топливо которое мы используем ежедневно оставляет желать лучшего. Еще одно немаловажное преимущество — это организация охлаждения двигателя. У 16ти клапанных двигателей система охлаждения работает гораздо лучше, а это — надежность самого двигателя. Помимо этих важных отличий есть и компоновочное отличие. У 16ти клапанного двигателя, в отличие от 8ми клапанного, разнесены впускной и выпускной тракты по разные стороны головки. Это облегчает установку геометрически правильных впускных и выпускных коллекторов тюнинг.

Если у вас все-таки установлен 8ми клапанный инжекторный двигатель ВАЗ, не стоит сразу бежать и покупать новый 16ти клапанный двигатель. Можно модифицировать ваш двигатель (сделать тюнинг двигателя) и оснастить его 16ти клапанной головкой блока цилиндров. Для этого потребуется разборка вашего двигателя. Давайте перечислим детали, которые не нужно будет менять.

1. Блок цилиндров
2. Вал коленчатый
3. Насос масляный
4. Маховик и сцепление
5. Подводящая трубка тосола
6. Масляный картер
7. Термостат (можно оставить, но лучше установить улучшенный 2112)
8. Дроссельный патрубок с датчиками
9. Модуль зажигания
10. Датчик коленчатого вала
11. Датчик детонации
12. Датчик давления масла
13. Датчик температуры охлаждающей жидкости.
14. Топливные форсунки

Теперь посмотрим список запчастей, которые нам понадобятся для модернизации.

1. ГБЦ 21126 в сборе.
2. Кожух ГРМ
3. Ролики ГРМ
4. Ремень ГРМ 2112
5. Водяной насос 2112
6. Рампа топливная голая с трубкой
7. Проводка форсунок
8. Поршни 21124 82,0
9. Пальцы поршневые 2110
10. Стопорные кольца
11. Болты гбц 2108 доработанные
12. Ресивер впускной
13. Прокладка выпускного коллектора
14. Выпускной коллектор (паук 4-2-1)
15. Прокладка ГБЦ доработанная
16. Щуп масляный
17. Сапун алюминиевый
18. Шланг сапуна нижний (толстый) 2112
19. Демпфер 2112
20. Шкив коленчатого вала 2112
21. Крышка клапанная 21126
22. Шкивы ГРМ
25. Свечи зажигания 2112
26. Болт коленчатого вала
27. Болты распределительного вала
28. Шайбы болта распределительного вала
29. Болты клапанной крышки
30. Гайки роликов ГРМ
31. Шайбы роликов ГРМ
32. Дистанционные шайбы 4мм под ролики.
33. Провода высоковольтные 2112
34. Болты крепления кожуха грм.

При установке 16-ти клапанной головки вы столкнетесь с несколькими нюансами, про которые мы сейчас расскажем.

Болты, которые притягивают головку к блоку цилиндров, отличаются в 16-ти клапанном варианте от 8-ми клапанного длиной и диаметром. А так как у нас блок цилиндров от одного двигателя, а головка от другого, то нам понадобятся модифицированные болты. Эти болты имеют диаметр как 8-ми клапанный болт, а длину — как 16-ти клапанный. Для того, чтобы эти болты могли пройти в отверстия крепления шестнадцати клапанной головки, они заранее рассверливаются. Помимо головки также при необходимости дорабатывается прокладка головки блока цилиндров, т.к. в ней отверстия под болты тоже могут быть маленькие (зависит от производителя и даты производства прокладки). Устанавливая модифицированные болты, вы сразу увеличиваете надежность своего двигателя.

Перед установкой самой головки блока цилиндров необходимо будет собрать сам блок цилиндров. Конструктив поршней 8ми и 16ти клапанных поршней отличается. Поэтому необходимо будет заменить и их. В некоторых более старых моторах с завода также были установлены шатуны старого образца. Отличие от новых в том, что поршневой палец запрессовывается в них, а все 16ти клапанные поршни адаптированы только под шатун нового образца. Поэтому, если у вас шатуны старого образца ВАЗ 2108, то их необходимо заменить на шатуны ВАЗ 2110.

После того, как вы соберет весь мотор, необходимо будет немного доработать проводку. Из-за того, что некоторые датчики немного смещены на 16ти клапанном моторе, нужно будет удлинить провода до них. Для того чтобы не попадать на дополнительные траты по замене блока управления двигателем, рекомендуется оставить старый модуль зажигания и подключить его к свечам зажигания посредством высоковольтных проводов ВАЗ 2112.

Также, чтобы сэкономить еще некоторое количество денег и получить дополнительный прирост мощности, рекомендуется установка сразу тюнинг выпускного коллектора (паука), т.к. он гораздо дешевле, чем стандартный 16ти клапанный коллектор с катализатором.

После всех этих доработок вам желательно отправиться к настройщику блоков управления двигателя и записать программу для правильной работы двигателя.

16-ти клапанный двигатель ВАЗ-2112, в своё время являлся самым динамичным и приемистым мотором в линейке ВАЗ, что делало его одновременно самым популярным и сложным в ремонте и обслуживании. В этой статье мы подробно расскажем вам об устройстве этого двигателя, его преимуществах и недостатках.

Схематическая зарисовка двигателя ВАЗ-2112

Подробная схема двигателя ВАЗ-2112.

1 – поддон картера двигателя. 2 – передний сальник коленвала. 3 – коленчатый вал. 4 – шкив коленчатого вала. 5 – масляный насос. 6 – шкив привода генератора. 7– зубчатый ремень ГРМ. 8 – передняя крышка привода механизма газораспределения. 9 – шкив насоса охлаждающей жидкости (помпа). 10 – натяжной ролик. 11 – зубчатый шкив распредвала. 12 – задняя крышка привода механизма газораспределения. 13 – сальник распределительного вала. 14 – выпускной распределительный вал. 15 – гидротолкатель. 16 – пружина клапана. 17 – направляющая втулка клапана. 18 – выпускной клапан. 19 – ресивер. 20 – крышка подшипников распределительного вала. 21 – направляющая труба. 22 – крышка головки блока цилиндров. 23 – пластиковая крышка. 24 – свеча зажигания. 25 – впускной распределительный вал. 26 – впускной клапан. 27 – головка блока цилиндров. 28 – соединительная муфта. 29 – топливная рампа. 30 – шланг вентиляции картера. 31 – форсунка. 32 – впускной коллектор. 33 – маховик. 34 – держатель заднего сальника коленчатого вала. 35 – задний сальник коленчатого вала. 36 – блок цилиндров. 37 – масляный щуп. 38 – поршень. 39 – шатун. 40 – крышка шатуна. 41 – крышка коренного подшипника коленчатого вала.

Устройство двигателя

16-ти клапанный 124 двигатель под капотом «двенашки»

• Двигатель бензиновый шестнадцатиклапанный, рядный, четырёхтактный, состоящий из четырёх цилиндров. Порядок работы цилиндров: 1-3-4-2 – начиная от шкива коленвала. С системой питания – распределённым впрыском, управляемый через контроллер Bosch, «Январь» или GM.
• Мотор закреплён в моторном отсеке при помощи четырёх эластичных опор, из которых передняя и задняя представляют собой штанги, фиксирующиеся от двигателя к кузову, а левая и правая идентичные ВАЗ-2110(11).
• На двигателе с одной стороны расположены приводы распределительных и коленчатого вала, насоса охлаждающей жидкости ( о проверке помпы и о выборе помпы – прим.), генератора, а также ремня ГРМ (о его замене тут), с другой датчики: температуры охлаждающей жидкости, давления масла, стартер, термостат, спереди: рампа с форсунками, впускной коллектор, щуп масляный, датчик детонации, шланг вентиляции картера, датчик фаз. С обратной стороны: масляный фильтр, датчик положения коленвала, выпускной коллектор. Сверху: свечи зажигания, высоковольтные провода. Подробнее о всех датчиках написано здесь.
• Чугунный блок цилиндров имеет идентичный индекс «21083» с двигателями от ВАЗ-2110(11), однако имеют разные винты под головки цилиндров М10х1,25 в отличие от М12х1,25, а также их наименьшую глубину входа.
• У каждого двигателя, есть свой серийный номер.

Цилиндры

Так выглядит блок цилиндров на снятом двигателе.

Цилиндры двигателя расточены непосредственно в блоке. Начальный диаметр 82 мм и во время ремонта может быть увеличен на 0,4 или 0,8 мм. Класс цилиндра маркируется на нижней плоскости блока латинскими буквами.

Коленчатый вал

Этот элемент практически не выходит из строя.

Коленвал сделан из чугуна высокопрочной закалки, и снабжен пятью коренными, четырьмя шатунными шейками, а также восемью противовесами, отлитыми совместно с валом. Отличие этого коленвала от аналогов с ВАЗ-2112 обусловлено повышенной прочностью и износостойкостью, поэтому установка от младших моделей полностью исключена. К обратной стороне коленчатого вала при помощи шести самоконтрящихся болтов закреплён маховик.

Поршни

На этих поршнях как видно уже есть проточки под клапана. Их уже не загнёт.

Поршень в двигателе изготовлен из алюминиевого сплава, юбка поршня в продольном сечении – коническая, в поперечном – овальная. Отличительная особенность поршней для ВАЗ-2112, они имеют четыре углубления под клапаны, во избежание их загиба и последующей замены клапанов, тогда как на младших моделях они плоские. Для одного двигателя поршни следует подбирать по массе, не допуская разницу более чем в 5 грамм, для уменьшения дисбаланса КШМ (кривошипно-шатунного механизма – прим.). На поршне вмонтировано три кольца: верхние – компрессионные, препятствующие прорыву газов в картер двигателя, также они способствуют отводу тепла от поршня к цилиндру. Нижнее кольцо – маслосъёмное (о его замене тут).

Шатуны

Как правило их меняют вместе с поршнями.

Шатуны – стальные, подразделяются на классы по массе – они маркируются краской или буквой на крышке. На крышках, как и на шатунах, клеймится номер цилиндра (он должен находиться по одну сторону шатуна и крышки).

Поршневые пальцы

Так выглядит поршневой палец.

Поршневой палец – стальной, трубчатого сечения. От выпадения он зафиксирован двумя стопорными пружинными кольцами, которые располагаются в проточках бобышек поршня. По диаметру их можно разделить на три различных класса: 1 – 21,978-21,982; 2 – 21,982-21,986; 3 – 21,986-21,990. Класс поршня также выбивается на его днище. Поршень и палец должны быть одного класса.

Вид ГБЦ на демонтированном двигателе.

Головка блока цилиндров – сделана из алюминиевого сплава, общая для всех четырех цилиндров, центрируется на блоке двумя втулками и крепится десятью винтами. На верхней части ГБЦ находятся опоры распредвалов, по пять с каждой из сторон.

Распределительные валы

Распределительные валы и их шкивы

Распределительные валы – литые, чугунные, пятиопорные, у каждого по восемь кулачков. Распределительные валы приводятся во вращение зубчатым ремнем от коленчатого вала. В связи с повышенными нагрузками на ремень ГРМ его ширина в двигателе ВАЗ-2112, по сравнению с аналогами 2110(11) увеличена с 19,0 до 25,4 мм (соответственно, увеличена ширина зубчатых шкивов и роликов). Поэтому изменился и момент натяжения ремня ГРМ. Под шкивом впускного распределительного вала находится опорный ролик, под выпускным – натяжной.

Клапаны

Этим клапанам не страшны загибы, если на поршнях есть проточки.

Клапаны сделаны из стали, при этом выпускной из жаропрочной с направленной фаской, и площадь впускного, больше чем выпускного. Если сравнивать по размерам, то они меньше чем у аналогов «десятой» модели. Расположены они в два ряда V-образным способом. Они приводятся в действие от кулачков при помощи гидротолкателей, которые в свою очередь очень чувствительны к чистоте масла и его качеству. И при наличии механических примесей возможен преждевременный выход из строя этих элементов, что будет сопровождаться повышенным шумом при работе гидротолкателей. О том, как заменить эти элементы подробно на писано в этой статье.

Система смазки

Смазка двигателя ваз-2112 – производится комбинированным способом. При помощи давления смазываются коренные и шатунные подшипники, распредвал и гидротолкатели. Путём разбрызгивания масло подается на стенки цилиндров от них к поршневым кольцам и пальцам, на дне поршней, к паре «кулачок распределительного вала – толкатель» и стержням клапанов. Остальные узлы смазываются самотеком.

Масляный насос

Новый масляный насос.

Масляный насос – оборудован шестернями внутреннего зацепления и редукционным клапаном – установленным на передней стенке блока цилиндров. К крышке второго коренного подшипника и корпусу насоса болтами крепится маслоприемник. Масляный фильтр – представляет из себя полнопоточный, неразборный фильтр. Сама система вентиляции картера – закрытая, принудительная, отсосом газов через маслоотделитель, расположенным в крышке головки цилиндров.

Многие автолюбители при покупке автомобиля имеют определенные затруднения с выбором силового агрегата. И наступают долгие часы размышлений, какому двигателю отдать предпочтение 8-ми или 16-ти клапанному варианту. Эта проблема ощущается особенно остро, если машину брать на вторичном рынке. Ведь сразу задумываемся, какой мотор экономичней, обладает большей мощностью и крутящим моментом спустя несколько лет его эксплуатации.

Конструкция двигателей

Для получения ответа на вопрос, какой двигатель для ВАЗ, «Рено», «Калины» или другой марки автомобиля лучше и почему нужно изучить их конструкцию и знать принцип работы. Основываясь на полученных результатах можно выявить все преимущества, недостатки каждой модели и провести их сравнительный анализ.

8-ми клапанный двигатель

Конструкция 8-ми клапанного двигателя считается традиционной. Он состоит из следующих основных узлов:

• Блок цилиндров. Двигатели такой компоновки включают в себя четыре цилиндра, которые расположены последовательно в один ряд.
• Клапаны. Восьми клапанная система получила свое название за счет расположения в одном цилиндре двух клапанов: впускной для впрыска в цилиндр топливной смеси и выпускной для выброса отработанных газов. Они расположены в верхней части поршневой камеры.
• Распределительный вал (распред. вал). Он осуществляет открытие в нужный момент времени соответствующего клапана в цилиндре. Соответственно, основная задача этой детали регулирование открытия и закрытия клапанов, за счет наличия на нем кулачков (эксцентриков).

Для 8-ми клапанного двигателя нет ограничений по качеству моторного масла

Принцип работы заключается во впрыске топливной смеси через впускной канал и в момент максимальной степени сжатия поршнем горючего за счет образования искры оно воспламеняется. Высвободившаяся энергия через систему механизмов передается к колесной группе.

16-ти клапанный двигатель

Основная компоновка данного типа двигателя несколько отличается от традиционной схемы. Эти различия заключаются в следующих основных составляющих мотора:

• Блок цилиндров. Расположение цилиндров и их количество осталось такое же, как и в стандартном исполнении. То есть четыре поршня, расположенные в один ряд.
• Клапаны. В этом узле находится одно из основных отличий. В данном типе ДВС (двигатель внутреннего сгорания) клапаны выполнены попарно. В каждом цилиндре имеется по два впускных и два выпускных клапана, всего 4 на один «котел» и 16 на весь мотор.
• Распределительный вал. В данном силовом агрегате для регулировки клапанов, т.е. для их своевременного открытия и закрытия используется два распределительных вала. Конструктивно они выполнены аналогично тому, который устанавливается в 8-ми клапанном агрегате.

Принцип действия 16-ти клапанного ДВС аналогичен предыдущему типу. Исключением является то, что топливная смесь подается через два впускных клапана, а отработанные газы отводятся через два выпускных клапана.

Изучив основные компоненты двух типов двигателей можно провести сравнительный анализ этих двух механизмов.

Распределительный вал двигателя

Сравнение двух типов двигателей

Для сравнения и определения лучшей компоновки выберем двигатели одинакового объема. В качестве предмета анализа выберем, например силовой агрегат объемом 1,6 л, устанавливаемый на ВАЗ. Для лучшего восприятия результаты сравнения технических характеристик представлены в виде таблицы, расположенной ниже:

Как видно из сравнительного анализа двух двигателей одинакового объема, но разной компоновки, вариант V16 более скоростной и обладает большей мощностью.

Внимание! Увеличение тяговой силы повлекло за собой установку тормозных дисков большего размера с доработанной конструкцией (наличие вентиляции для охлаждения).

Преимущества 8-ми клапанного мотора

Выполнив сравнение этих двух видов силовых агрегатов, и изучив конструкцию можно определить их преимущества и недостатки. К преимуществам 8-ми клапанного двигателя можно отнести:

• Обрыв ремня газораспределительного механизма (ГРМ). В случаях когда рвется ремень не происходит загиб клапанов.
• Масло. Во время эксплуатации нет строгих ограничений по качеству моторного масла.
• Доступность во время ремонта. Малые габариты силовой установки обеспечивают свободный доступ в разные места и к любым механизмам автомобиля и двигателя.
• Крутящий момент. 8-ми клапанный тип мотора способен выдавать достаточно высокий крутящий момент на низких оборотах работы двигателя.

Недостатки

Традиционная схема обладает малым количеством недостатков своей компоновки. Основные минусы:

• Шум и вибрация. Морально устаревшая модель двигателя обладает высокой шумность и вибрацией во время своей работы.
• Тепловые зазоры. Через установленный срок эксплуатации заводом изготовителем силовой агрегат требует регулировки тепловых зазоров.
• Ремень ГРМ. Мотор нуждается в периодической регулировке ремня газораспределительного механизма.

Преимущества 16-ти клапанного двигателя

Как и все агрегаты, данный тип двигателей имеет свои достоинства и недостатки. К преимуществам относятся:

• Шум. Обладает улучшенной шумоизоляцией. Соответственно, при его работе уровень шума в несколько раз ниже, чем у 8-ми клапанного аналога.
• Тепловые зазоры. Улучшенная конструкция мотора не требует периодической регулировки тепловых зазоров.
• Мощность. Максимальная мощность, развиваемая данным агрегатом на порядок выше, чем у предыдущего типа.
• Скорость. Развивает большую максимальную скорость и хорошо подходит к скоростному режиму езды.

16-ти клапанный двигатель хорошо подходит к скоростному режиму езды

Недостатки

Среди минусов можно выделить следующие:

• Обрыв ремня ГРМ. В случаях обрыва ремня ГРМ происходит загиб клапанов, что связано с большими капиталовложениями при ремонте.
• Громоздкость. Внушительные размеры агрегаты ограничивают доступ к ремонтируемому узлу.
• Моторное масло. Наличие гидрокомпенсаторов предъявляет высокие требования к качеству моторного масла. Применение смазки низкого качества приводит к закоксовыванию гидрокоменсаторов и их преждевременной замене.
• Крутящий момент. На низких оборотах двигатель обладает недостаточным крутящим моментом.

Взгляд на двигатели со стороны безопасности и экономичности

Многие владельцы автомобилей утверждают, что 8-ми клапанные двигатели более безопасны, чем 16-ти клапанные собратья. Это объясняется последствиями в результате разрыва ремня ГРМ. Улучшенная конструкция поршневой группы 16-ти клапанного двигателя объемом 1,8 л, который устанавливается на современные модели ВАЗ, Калину, Рено и другие марки устраняет этот недостаток.

За счет впрыска топлива и отвода отходов сгорания через два клапана осуществляет равномерное распределение и сгорание смеси. Из-за этого работа 16-ти клапанного двигателя плавная и экономичная. В тоже время технологичная конструкция агрегата требует дорогостоящего профессионального обслуживания.

Совет. Жителям отдаленных районов лучше приобретать 8-ми клапанные моторы в виду их неприхотливости в обслуживании и ремонте.

Каждый автолюбитель должен сам для себя выбирать, какой двигатель подходит именно ему. В этом вопросе нужно опираться на свой стиль вождения, финансовое состояние, ремонтопригодность установки. Также немаловажным аспектом являются отзывы потребителей и профессионалов.

Сравнение 8-ми и 16-ти клапанного двигателя — видео