Текст книги "Высокой мысли пламень (Часть третья)"
Автор книги: авторов Коллектив
сообщить о нарушении
Текущая страница: 9 (всего у книги 37 страниц)
Там, где будет проводиться чистое сравнение с предыдущими моделями, для большей корректности будут сравниваться седаны2110 и 21099.
[Закрыть]
Автомобиль 2110, в отличие от всего семейства 2108, прошёл тщательную доводку по аэродинамике – это его основная изюминка.
Даже в наши дни величина коэффициента аэродинамического сопротивления (Сх) у товарных автомобилей составляет 0,33 – 0,34.
Это до сих пор один из лучших показателей в мире для автомобилей данного класса.
Заметно снизился и расход топлива. Здесь заслуга и отличной аэродинамики, и конструкции двигателя.
Для семейства 2110были разработаны три типа двигателей.
Базовым являлся двигатель с индексом 2110– 8-клапанный карбюраторный, объёмом 1,5 л (доработанный 21083), мощностью 52 кВт. Правда, в производстве он продержался недолго из-за возросших требований по токсичности.
Двигатель 2111– это в принципе тот же 1,5-литровый 8-клапанный двигатель 2110, только с электронным впрыском топлива.
Двигатель 2112(тоже 1,5 л) – это совершенно новая разработка, выполненная совместно с ф. Porsche. Главная его особенность – клапана на цилиндр (его ещё называют 16-клапанником по общему числу клапанов). Мощность возросла до 67,5 кВт.
Сцепление диаметром 200 мм, а не 190, как раньше (вдобавок тут есть отличия и по нажимному, и по ведомому дискам).
В КП применён вторичный вал с повышенной жёсткостью, что позволило поднять несущий момент со 100 до 140 Нм.
На 30 – 40% усилены шарниры равных угловых скоростей (ШРУС). Сейчас они – одни из лучших в мировой практике.
Передняя и задняя подвеска в основном заимствована с 2108, но с изменёнными характеристиками пружин и амортизаторов. Это было сделано из-за того, что выросла масса, поднялся центр масс, поэтому надо было обеспечить необходимые показатели по плавности хода и по устойчивости с управляемостью.
Плавность хода у 2110однозначно стала лучше.
Применён стабилизатор увеличенной размерности.
Впервые на вазовских моделях применён рулевой механизм с переменным передаточным отношением. Зубья рейки получены холодным формованием, без мехобработки.
Впервые применён гидроусилитель (правда, не с самого начала проекта). Также впервые применена регулируемая рулевая колонка.
В рулевом колесе 2110удалось, выбросив дорогой демпфер, изменить конструкцию так, что она стала удовлетворять требованиям по удару манекеном с большим запасом.
Тормоза в основном те же, но передние тормоза доработаны – введены вентилируемые тормозные диски. Автомобили с двигателем 2112комплектуются 14'' колёсами и тормозами.
Полностью обновился салон. Новая оригинальная панель приборов, новые обивки. Немаловажным здесь стало то, что были применены новые материалы типа вудсток, поливуд, новые технологии.
Впервые центральная консоль развёрнута к водителю по соображениям эргономики. Да и в целом панель приборов высоко эргономична.
Увеличен ход продольной регулировки сиденья водителя. Усилен каркас передних сидений.
Заднее сиденье – трансформируемое, приспособленное в том числе для перевозки габаритных грузов – легкосъёмнаяцельная подушка и две съёмные спинки с подголовниками.
Подлокотник в спинке заднего сиденья увеличен по габаритам. Он откидывается вперёд, при этом образуется окно для размещения в багажнике длинномерных предметов (например, лыж).
На автомобилях 2111( универсал) и 2112( хэтчбек) задние сиденья одинаковые (универсальные) с раздельными подушками и спинками, в пропорции 1/3 справа и 2/3 слева.
При откидывании вперёд подушек и спинок образуется площадка для размещения габаритных грузов. Также при этом может быть снята полка задка за спинками задних сидений.
На автомобилях семейства 2110впервые на ВАЗевведён регулятор крепления верхней точки ремня безопасности на центральной стойке.
Впервые введена система автоматического управления отопителем.
На универсале 2111на крыше введены релинги для крепления груза.
База 2110увеличилась на 32 мм (2 492 мм против 2 460 мм у 21099). Машина стала на 60 мм длиннее, на 30 мм шире и на 18 мм выше, чем 21099.
На 40 кг увеличилась снаряжённая масса (1 010 кг против 970 кг).
Заметно выросла максимальная скорость. Если у 21099она составляла 154 км/ч, то у 2110с 8-клапанным двигателем – уже 165 км/ч, а с 16-клапанником – 180 км/ч.
С 16-клапанным двигателем заметно улучшилась динамика. Время разгона с места до 100 км/ч – 12,5 сек (против прежних 14 сек).
Двигатель 2110и работа по впрыску
В этой главе будет рассказано об этапном для завода событии – переходе от карбюраторных двигателей к двигателям, оборудованным системой впрыска топлива.
Случилось это в ходе разработки двигателя для семейства 2110, так что эти две истории тесно переплелись. Рассказывая о двигателе, не обойтись без упоминания о впрыске, и наоборот.
Замена одного вида смесеобразования другим была не просто данью техническому прогрессу, а явлением крайне принципиальным.
Весь мир уже давно убедился, что архаичный карбюратор просто не способен на длительное время обеспечить стабильность необходимых характеристик топливной смеси.
Слишком много у карбюратора движущихся частей, меняются характеристики, время от времени требуется регулировка.
А по западным нормам уже в то время никакое вмешательство не допускалось в течение 80 000 км.
И хотя карбюратор на той же Самаребыл достаточно современным, никакой перспективы у него не было.
Требования по токсичности выхлопных газов ужесточались с каждым годом. И стабильность смесеобразования вышла на первый план и стала просто жизненно важной необходимостью.
Надлежащими качествами в этом плане обладают только системы впрыска. А поскольку управляет этим процессом исключительно электроника, то рассказ пойдёт и о ней (тут будет часто встречаться термин ЭСУД– электронная система управления двигателем).
Г. Мирзоев.
Одним из важных отличий десятого семейства от восьмогоявляется двигатель.
Имеющиеся мощности производства двигателя восьмогоавтомобиля были рассчитаны на программу 220 000 автомобилей, и для десятого семейства было необходимо создавать свою конструкцию.
Усугублялось это тем, что к началу производства 2110 восьмомудвигателю было бы уже более 10 лет, и полностью повторять конструкцию было нецелесообразно.
Энергетический кризис конца 70-х гг., сильно ударивший по нашей классике, показал, что расход топлива надо снижать. Изменились и требования по экологии.
Было два пути. Или увеличить количество клапанов на цилиндр с двух до четырёх, или ставить наддув, который тоже решал задачи и повышения мощности, и экономичности. Взвесив затраты и преимущества, выбрали первый путь.
Время показало правильность этого выбора. Сделанный вместе с Porsche16-клапанный двигатель имеет гораздо бóльшую мощность, чем 8-клапанник того же рабочего объёма.
Можно было, конечно, получить в этом плане ещё более высокие показатели, но мы не стали этого делать, а использовали эти возможности для улучшения топливной экономичности.
Насколько это получилось, можно судить по тому, что десятый автомобиль по данному параметру до сих пор находится на вполне современном уровне (тут, конечно, заслуга не только двигателя – большое внимание было уделено аэродинамике).
Необходимо было получить и нужный уровень по токсичности (нормы Евро-2и Евро-3). При этом по европейским требованиям никакое вмешательство в работу систем двигателя не допускается в течение 80 – 100 тысяч км.
Выполнить эти требования, используя даже самые современные карбюраторы, было нереально. Необходимо было внедрять впрыск.
При этом переводить на впрыск надо было всеавтомобили. Ведь в те времена экспорт вазовских автомобилей достигал 40% от выпуска, а Европа собиралась внедрять новые, ужесточённые нормы токсичности уже с начала 90-х гг.
Итак, для создания автомобиля 2110необходимо было решить три главные задачи:
– 16-клапанный двигатель;
– впрыск вместо карбюратора с системами нейтрализации отработавших газов;
– снижение аэродинамического сопротивления автомобиля до необходимой величины.
Ни опыта, ни оборудования, ни массового производства для достижения этих целей в Союзе в то время не было.
Конечно, мало кто поверит, что в стране не было аэродинамических труб. Скажут – а как же авиация?
Да, авиационные трубы были, и было их достаточно много, но они совершенно не были приспособлены для работы с автомобилями.
Попытка их использования в этом качестве была предпринята ещё при разработке восьмёрки, но недостаточная чувствительность аэродинамических весов, рассчитанных на гораздо бóльшие нагрузки, не позволяла вести точную доводку автомобиля.
Знакомство с системами впрыска, применяемыми в авиации, тоже не добавило энтузиазма. Эра поршневой авиации вообще-то прошла. Выпускаемые системы впрыска были механическими, громоздкими, тяжёлыми и ненадёжными, а поэтому – сдублированными.
Даже если поставить туда электронику, то дублирующий контур всё равно остался бы механическим, электронике тогда не очень доверяли.
Памятуя успешную совместную работу с Porsche, решили использовать их опыт и знания.
В 1987 году с ними был подписан контракт на доводку автомобиля 2110по аэродинамике (к тому времени на фирме Porscheбыла построена полноразмерная автомобильная аэродинамическая труба), а также по совместной разработке 16-клапанного двигателя с рабочим объёмом 1,5 л с многоточечным впрыском.
Контракт был успешно завершён к 1991 году. В результате проведённых работ коэффициент аэродинамического сопротивления Сх был получен равным 0,3. Да и 16-клапанный двигатель мощностью 94 л.с. был готов к производству.
Оставался открытым только вопрос: где взять впрыск? А к нему и всю систему токсичности, обеспечивающую выполнение вводимых в Европе норм уже с 1993 года.
Основными производителями систем впрыска в конце 80-х – начале 90-х гг. были GM, Boschи Siemens. С этими фирмами и начались переговоры, которые закончились в июне 1990 года подписанием контрактов с General Motors.
Выбор в пользу компании GMобъясняется тем, что по сравнению с конкурентами она смогла предложить более полный комплекс услуг. К тому же, опыта в действительно массовых поставках у этой компании было побольше, на её заводах уже тогда выпускалось 10 млн. впрысковых автомобилей в год.
Немаловажным было и то, что была найдена нестандартная схема финансирования проекта.
Контрактом предусматривались:
– разработка систем впрыска и их адаптация к автомобилям ВАЗпод нормы токсичности Евро-1и США-93(восемь проектов), а также обучение вазовских специалистов;
– поставка 540 тыс. комплектов систем для автомобилей ВАЗ, предназначенных для экспорта;
– продажа лицензий и участие в освоении производства ряда компонентов системы впрыска на наших отечественных заводах.
Параллельно с этим была начата работа по изучению возможности разработки и организации производства комплектующих изделий, входящих в комплект впрыска и системы токсичности, на заводах оборонной промышленности и заводах автотракторного электрооборудования.
И к началу поставок комплектов от GMчасть изделий была исключена, поскольку их производство было освоено в России.
Поставки систем впрыска от GMначались с 1993 года. Это были комплекты с центральным впрыском под нормы токсичности Евро-1для Нивыи классики, а также с многоточечным впрыском для Самары. Позднее начались поставки и для десятки.
Однако изменение ситуации в нашей стране не могло не повлиять на наши обязательства по закупкам у GMсистем впрыска. В связи с перестройкой экономики экспорт наших автомобилей стал резко сокращаться. С 1993 по 1999 гг. из намеченных 540 тыс. комплектов было закуплено только 115 тысяч.
Конечно, в этой ситуации GMне торопился с организацией производства компонентов в России.
Анализ возможности организации производства компонентов ЭСУДпоказал, что для производства ряда высокотехнологичных изделий необходима организация супермассового производства, которое будет обеспечивать нужное качество и стоимость. Таких изделий оказалось 5 из 25, составляющих комплект ЭСУД.
И в начале 1993 года было принято решение по этим изделиям создать совместные предприятия с зарубежными партнёрами. Выбор у нас был небольшой – Delphi( GM) и Boschс условием поагрегатной унификации с системой GM.
В 1995 году был подписан контракт с фирмой Boschо создании совместного предприятия по изготовлению элементов ЭСУДв России между АО СЭПО, АО Авангард, ОАО АВТОВАЗи Bosch.
В 1997 году начался выпуск автомобилей ВАЗс российской ЭСУД.
Ю. Пашин, конструктор.
С системой впрыска я познакомился ещё в 1958 году, в бытность студентом МАМИ. Помню, что на Шевроле Корвет, суперспортивной и супердорогой модели, стоял первый в мире электромеханический впрыск топлива ф. Рочестер.
А будучи уже на ВАЗе, я попал в 1990 году как раз на эту фирму!
Хотелось бы упомянуть и ещё об одном стечении обстоятельств. В начале 30-х гг., во времена строительства ГАЗасовместно с ф. Ford, мой отец М. Пашин находился в длительной командировке в Детройте.
Вот и я через много-много лет, работая от ВАЗапо контракту с GM, оказался там же. По моей просьбе американцы даже отыскали домик, в котором жил отец.
Когда пришлось выбирать впрыск, мы с Мирзоевым, Вершигорой и специалистами из Автоладыпосетили всех известных производителей аппаратуры. И Magnetti-Marelli, и Siemens, и Lucas, и Bosch, и GM.
Но нам нужен был производитель, который бы выпускал не менее миллиона комплектов в год.
Таким и оказался концерн General Motors, выпускавший десять миллионов автомобилей, которые все были оснащены той или иной системой впрыска.
Надо сказать, что в системе впрыска около 25 компонентов. Полный их набор, а также увязку могла предоставить только компания GM.
Это техническая сторона, а была ещё и финансовая. Короче, мы начали работу с GM.
В сентябре 1990 года я находился с семьёй в Сочи на отдыхе, когда меня телеграммой вдруг вызвали на завод.
Каданников и Сахаров поставили мне задачу: до конца года собрать автомобили, подобрать людей и вылететь в Штаты, где нужно было оказаться до наступления рождественских каникул.
И организовать там всё – и проживание, и транспорт, и обучение, и прочее (на этот счёт даже было специальное контрольное поручение генерального директора).
Первая группа (вылет 29 ноября): В. Закиев, Н. Эксакустос, Г. Сергеев, В. Морозов, Г. Подлипнов, Ю. Земсков и переводчик Ф. Садыков. Срок пребывания – 3 недели. Это инженеры по испытаниям и электронике, в задачу которых входило обучение.
Вторая группа (вылет 12 декабря): Ю. Пашин, А. Симульман, Ю. Ямолов, Ю. Миронов, Ю. Туровский и переводчик А. Соболев – непосредственное проведение работ по адаптации. Всех оформили пока на полгода (с возможностью продления), а меня как руководителя – сразу на год.
Этот год в итоге превратился в четыре долгих года пребывания в Америке (с семьёй, правда).
В общей сложности у нас было сначала восемь проектов.
Два из них предусматривали центральный (моно) впрыск в коллектор: Нива21214, а также классика21073и 21044(все машины с двигателем 1,7 л под нормы токсичности США-83( Евро-1).
Остальные шесть, с двигателями следующего поколения, были с распределённым впрыском.
Четыре из них разрабатывались также под нормы США-83( Евро-1): Самара( 21099) и 21102с 8-клапанным двигателем 1,5 л, а также Самара( 21093) и 21103с 16-клапанным двигателем 1,5 л.
Ещё два автомобиля 21103с 16-клапанным 1,5-литровым двигателем и распределённым впрыском разрабатывались: один – под нормы токсичности СССР ( Евро-0, без нейтрализатора), другой – под перспективные и очень жёсткие нормы США-93(для рынка Канады).
Потом к этим восьми проектам добавился ещё и девятый – автомобиль 21081с 1,1-литровым 8-клапанным двигателем.
Последний вариант был явно ошибочным и развития не получил. Сейчас мы все ездим на двигателях 1,6 л.
А вообще-то мы начали заниматься впрыском ещё в начале 70-х гг., когда было увлечение форкамерными двигателями.
Но их беда была в том, что главную проблему – токсичности – они не решали, к ним надо было что-то приделывать типа нейтрализатора.
Опять же для них (как и для дизелей, и для РПД) нужно было строить новое производство.
А токсичность надо было уменьшать не на проценты, а в разы! Это можно было сделать только с каталитическим нейтрализатором.
А поскольку я был членом секции ГКНТ по охране окружающей среды, то мне главный конструктор В. Соловьёв и поручил этим заняться.
Начали мы делать нейтрализатор. Попутно работали со впрыском с питерским ЦНИИТА. Директором там был энтузиаст Ю. Свиридов, который был не только администратором, но и технарём.
Съездили и в Горький (первая команда УГК была почти вся оттуда). Там уже делали впрысковую аппаратуру для Чаек.
Но как только мы поставили такой комплект на наш вазовский двигатель 1,2 л, ухудшились все его показатели. Он стал плохо заводиться, расходовал много топлива, токсичность вообще была неприемлемой.
Точность аппаратуры оказалась недостаточной (на больших двигателях это ощущалось меньше), узлы были тяжёлыми и массивными.
Но мы шли по следам родного завода ГАЗ, работая в этом же направлении. Совместно с НАМИсделали отличный расчёт впускного тракта – огромную работу.
Потом подоспел двигатель 1,5 л. На него тоже поставили аппаратуру впрыска. Это были полностью отечественные разработки ( ЦНИИТА).
Комплект, правда, для массового производства не годился, требовал постоянного ухода. Был гигантский насос, который шумел, нужно было его изолировать. И ещё много проблем.
Были и другие попытки внедрения впрыска, Башинджагян в бытность замминистра это дело активно проталкивал.
Первое электронное регулирование рабочего процесса было сделано на нашем заводе, где-то в 1980 году. Это экономайзер принудительного холостого хода ( ЭПХХ), удостоенный золотой медали ВДНХ.
Эта система частично решала проблемы токсичности, могла работать в паре с нейтрализатором и была полностью совместимой с основным производством. На двигателе практически изменений не было, а на карбюраторе мы смогли уложиться в действующее оборудование с небольшими доработками.
Но наступил момент, когда карбюраторная технология с классическим зажиганием себя изжила. Стало ясно, что без впрыска не обойтись. Это было в середине 80-х гг. А реальные контракты по этой теме мы заключили только в 1989 году.
Считаю что имела место стратегическая недоработка – нельзя было десяткузапускать с карбюратором. Конечно, потребителю по большому счёту всё равно, какая там система. Например, в Америке он знает в лучшем случае, сколько у него в моторе цилиндров. А больше ему и знать ничего не надо.
Просто, когда мы переходили в ходе производства с карбюратора на впрыск, стоимость автомобиля увеличилась.
И очень трудно было объяснить потребителю, почему вдруг так выросла цена. Ему-то без разницы, что там внутри. Реальные показатели-то остались теми же. Салон тот же, колёса те же. Тогда за что с меня берут лишние деньги?
Потом, когда дело наладилось (без проблем в начале не обошлось, конечно), все стали предпочитать впрыск. Там ничего не надо крутить, регулировать.
Chevrolet Corvette– первый в мире серийный автомобиль, оборудованный системой впрыска топлива ф. Rochester(1957 г.).
Ю. Пашин и генеральный директор ф. RochesterЯ. Таннехилл (справа) обсуждают проблемы установки системы впрыска на автомобили ВАЗ(Флинт, 1990 г.).
Директор проекта GM-BA3Р.Джонсон (слева) и Ю. Пашин согласовывают размещение элементов ЭСУДна макете моторного отсека (Флинт, 1991 г.).
Космонавт Г.Гречко знакомится с новой вазовской разработкой (США, 1992 г.).
Главное – водителю стало намного удобнее. Вспомните старые телевизоры, где для переключения каналов или какой-нибудь регулировки нужно было встать с дивана и подойти вплотную. Сейчас – дистанционный пульт.
То же и со впрыском. У водителя один ключ. Он сел в машину, завёл и поехал. Всё просто, больше ничего делать не надо.
Да и работа двигателя стала более оптимальной. Центробежный регулятор, к примеру, имеет одну характеристику на все случаи жизни. А с электроникой мы получаем возможность на каждую точку характеристики иметь свой угол. Можем управлять этими процессами.
Сотрудничество с GMвключало в себя два взаимосвязанных контракта. Первый – на разработку и обучение. Нужно было к готовому автомобилю подобрать готовое изделие, его адаптировать. Дальше нужно было подготовить производство необходимых изделий.
Второй контракт – на поставку. По нему мы начали получать комплектные системы и ставить их на автомобиль.
Эта работа занимает очень много времени. Один проект требует около 24 месяцев. Тут и летние, и зимние испытания, и прочее. И стоит это всё очень дорого.
Лицензионный контракт подразумевал сначала адаптацию, а потом местное освоение. Причём собственноепроизводство – это ведь не обязательно на территории России, никто в мире так не делает. Изделие осваивается там, где это наиболее экономически выгодно (включая и транспортные расходы, разумеется).
Но получилась такая ситуация. Первую часть (адаптацию) мы выполнили. Нужно было закупить стенды для обкатки двигателей в МСП, произвести обучение. Разработать руководство по ТО (это огромная книга, совсем непростая задача).
В общем, с GMмы не стали производить местного освоения – по ряду причин (стоимость, финансовые возможности завода и т.п.).
Правда, попытки освоения делались, и неоднократно. К примеру, тогда оборонному комплексу поручали делать изделия ширпотреба (в космическом двигателестроении будем делать холодильники!).
И нам сказали: да, такую технику мы сделать можем, но она будет стоить дорого. У массового и мелкосерийного производства совершенно разные подходы и разные деньги.
Поэтому, к примеру, освоение форсунки так и закончилось ничем. Тут ведь надо иметь мощное производство на уровне полутора миллионов в год, иначе оно будет нерентабельным.
Кроме того, необходимо иметь мощную научно-исследовательскую базу. Если у предприятия её нет, оно не развивается и рано или поздно погибнет.
Работу в Штатах мы закончили в 1994 году.
Не все проекты получили воплощение. Уже говорилось, что не пошёл двигатель 1,1 л. Не стали также ставить 16-клапанник на 21093(хотя и была проведена доработка его моторного отсека с целью унификации).
Для постановки на производство всего остального нужно было выпустить большой приказ. В этом большая заслуга Б. Терентьева и Г. Мирзоева.
Если бы не они, мы бы или вообще никогда не поставили наши наработки на производство, либо поставили с большим опозданием и большими ошибками.
Нужно отдать должное настойчивости, с которой они пробивалиэтот документ. Везде ходить, всем объяснять, всех убеждать. Кропотливая и неблагодарная работа. И Терентьев вместе с Мирзоевым довели-таки это до конца. Сейчас все вазовские автомобили идут с электронным впрыском, включая классикуи Ниву.
Крупных производителей систем впрыска в мире всего три – Bosch, GMи Siemens.
Форсунки и датчики массового расхода – только импортные. Электронные блоки – частично свои, частично Bosch. Производители не стоят на месте, программная и элементная базы постоянно обновляются. К примеру, форсунки становятся меньше, дешевле, точнее. А способы и даже принципы управления меняются чуть ли не каждый год.
Всё становится дешевле. Контроллер, к примеру, стоит всего 50 – 70 €. Система должна обеспечивать 80 000 км, выдерживая все параметры без регулировки.
Сильно влияет качество бензина. Все проблемы с электробензонасосами – отсюда. На импорте, к примеру, свечи ходят не менее 10 000 км. А у нас бывали случаи, что они отказывали через 2 000 – 4 000 км. В основном из-за присадок – не тех, что нужно.
Элементы впрыска на всех вазовских моделях одни и те же, системы различаются лишь калибровками и жгутами.
В нашей работе в Штатах мы общались в основном с коммерческими представителями, а не с конструкторами. Любую документацию можно получить лишь после того, как ты заплатил деньги.
В свои Инженерные центры никто никого никогда не пускает. Разве что каким-то делегациям что-то покажут, да и то чуть-чуть. Тайн своих никто не раскрывает. Такого проходного двора, как у нас, нет больше нигде. Работа конструктора – это деньги, которые зарабатывает фирма на этом деле.
Автомобили, находящиеся на эксплуатационных испытаниях, обслуживаются на обыкновенных СТО, у фирмы совсем другие задачи.
Я не был в Италии в первые годы, поскольку пришёл из авиации. Как только были сняты ограничения, полетел в Швецию вместе с Е. Шатровым по вопросам, связанным с экологией и токсичностью.
Посетили Центр ядерных исследований, где были лаборатории по токсичности, нужно было ознакомиться с канцерогенами. Потом побывали на Volvo, увидели, как они решают эти вопросы.
В Италию я всё-таки попал – на ф. Magnetti-Marelliсмотрели впрыск. Видели и изготовление форсунок на военной базе Бари на побережье – туда не пустили никого, только меня и Вершигору. Завод полностью автоматизированный, полтора миллиона комплектов в год.
В. Жмиевский, конструктор.
Когда появилась задача создания нового двигателя для 2110, мы этим и занялись, начиная с 1985 года. Постепенно я стал ведущим конструктором этой темы.
Автомобиль планировался более дорогой и тяжёлый, поэтому нужен был более мощный двигатель. Мы предлагали тогда увеличить рабочий объём хотя бы до 1,8 л, но поддержки это не получило. До сих пор полагаю, что это было бы вполне разумным и оптимальным решением.
Но тогда законодателем был НАМИ, где считали, что ВАЗдолжен производить автомобили с двигателями до 1,5 л, АЗЛК– до 1,8 л, а ГАЗ– 2 л и более. Но сейчас мы видим, что сделанный нами двигатель 1,8 л очень востребован. И не столько из-за мощности (она возросла ненамного), сколько из-за тяговых свойств, т.е. крутящего момента.
При работе над проектом 2110необходимо было учитывать базу и возможности МСП.
И мы фактически провели глубокую модернизацию 83-годвигателя.
Второй путь для повышения мощности, помимо литража, это увеличение количества клапанов на цилиндр с двух до четырёх. Только одно это даёт прибавку мощности и момента от 10% до 15% за счёт лучшего наполнения цилиндров.
Помнится, даже обсуждался вариант турбонаддува.
На тот момент начались контакты с ф. Porsche. После консультаций с ними было решено, что самый приемлемый по себестоимости вариант – это 16-клапанный двигатель. Они по нему работали давно и знали все его преимущества и недостатки.
Контракт был заключён в 1987 году, и уже в следующем году в Германию выехала первая делегация: В. Мочалов, Л. Новиков и ещё кто-то.
Я поехал в 1989 году. И дальше мы с Мочаловым, меняясь через 6 – 9 месяцев, стали руководить этой делегацией.
В бюро головок ведущим конструктором был А. Симульман. Он скомпоновал вариант, который мы обсуждали с нашими литейщиками. Здесь много стараний приложил А. Голосовкер. И мы разработали вариант с литыми свечными колодцами. То есть, никаких вставных деталей в головке не было.
Потом приехали немцы и привезли с собой концепцию Porsche. Головка была ажурной и более лёгкой, но была недоработанной в плане технологии литья. Наша головка в этом смысле была лучше.
И мы уже знали, как доработать поршевскийвариант.
Много позже, когда мы поработали с итальянской фирмой Mazzuconi, то всё же перешли на литые свечные колодцы, как и предполагалось сделать с самого начала.
Группы наших технологов по закупке оборудования размещались в Кёльне и Эссене. Туда частенько приезжали и конструкторы из Штутгарта.
Первый вариант головки был с очень сложной прокладкой головки блока, с массой резиновых элементов.
Когда мы получили чертежи с ф. Порше, все специалисты по РТИ делать пресс-форму отказались – было непонятно, как это выполнить.
Обратились на фирму Erling. Она запросила 400 000 немецких марок и четыре месяца работы для изготовления первого прототипа.
Такой срок был для нас неприемлемым, смещались все графики работ. Я в это время был здесь, в Тольятти. И удалось за 1 500 рублей сделать эти прокладки силами участка РТИ НТЦ всего за месяц!
Надо отдать должное тогдашнему директору НТЦ В. Каданникову – всем участникам он выписал ещё и премии в размере оклада.
И дело даже не в деньгах. Просто, когда мы сделали эту прокладку, и на ф. Erling, и на Porscheвсе были поражены. Как это русские сделали, да ещё так быстро?
Стали резать, изучать. И в итоге признали: всё в порядке. Утёрли им нос, образно говоря. И мы что-то можем!
Потом конструкция была изменена, сейчас вообще жидкая прокладка.
С помощью ИЦ было внедрено много новых материалов.
Последняя на сегодня модификация двигателя 2112– это 21126, 1,6 л. Там есть детали, которые мы закупаем по импорту и делаем сами. Гидротолкатели закупались, потом были освоены в Ярославле. В Балаково качество РТИ довольно низкое, но они выкручиваются как могут. Покупные польские ремни тоже бывают с браком.
Большую роль в снижении механических потерь и улучшении виброакустических свойств двигателя сыграли облегчённые поршни и шатуны фирмы Federal Mogul( FM).
Всё семейство 2110имеет 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 Поршеметодом 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. Поршеникто 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 Mogulскупила 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 Фордимеет 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 технарейпроводятся 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 2110было предусмотрено применение двигателей в трёх исполнениях, последовательное освоение которых позволяло производить автомобили с новыми потребительскими качествами.
Базовым являлся двигатель 2110рабочим объёмом 1,5 л, с карбюраторным смесеобразованием и бесконтактной системой зажигания, разработанный на основе 1,5-литрового карбюраторного двигателя 21083семейства Самара.
На его основе была разработана модификация 2111с 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]8
Его ещё называют 16-клапанным (двигатель-то – 4-цилиндровый).
[Закрыть], 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 ТПИА. Охрямкиным (на его основе впоследствии изготавливались спортивные версии).
Для разработки 4-клапанного двигателя 2112было 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 Porscheподвергли сомнению надёжность блока цилиндров и коленчатого вала. Были проведены специальные испытания двигателя 21083на 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 Porscheне могли взять с полки готовое решение и предложить его Волжскому автозаводу. В общем, головку цилиндров двигателя 2112пришлось разрабатывать с нуля.
Фирма Porscheподключила 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 Porscheнашла решение и запатентовала его, но для двигателя 2112конструкция ресивера была переработана.
Он был отсоединён от крышки головки цилиндров.
Все детали были алюминиевыми. Впоследствии АВТОВАЗперешёл на применение пластмассового ресивера – модуля впуска.
Фирмой Porscheбыла 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 Porscheс участием специалистов Волжского автозавода. Это В. Мочалов, Н. Батенин, П. Бывшев, Г. Литвин, В. Ретнёв, Л. Новиков, В. Жмиевский, которые совместно с командой фирмы Porscheво 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 автопромеосвоил 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 ВАЗпотребовало 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.
Фирма GMоказалась весьма полезным партнёром, так как являлась не только разработчиком значительного числа компонентов системы управления, но и обладала опытом испытаний, необходимых для адаптации компонентов к двигателям и автомобилям.
АВТОВАЗполучил неоценимый опыт доводочных работ как в лабораторных условиях, так и при натурных испытаниях в широком диапазоне температур и высот над уровнем моря.
Совместно с GMбыло выполнено восемь проектов. К 1994 году автомобили Ниваи Самаравышли на зарубежный рынок, имея современный уровень по токсичности.
Одновременно на ВАЗесложился коллектив специалистов высокого класса, способных работать по проектам двигателей с электронным впрыском топлива.
Усилиями технического директора А. Гречухина и его заместителя В. Кокотова тогда же была организована работа по созданию отечественной системы впрыска и освоению в России необходимых компонентов.
С 1997 г. началось серийное производство некоторых отечественных компонентов – сначала для обеспечения норм России, а с 1999 года – норм Евро-1и Евро-2.
В. Вершигора, Ю. Миронов, Г. Осипов, Ю. Пашин, А. Симульман, Б. Терентьев, Н. Чегринцев, Ю. Ямолов – лишь малая часть специалистов, создавших промышленно освоенную систему электронного впрыска топлива и контроля токсичности двигателей ВАЗ.
Появление её в промышленных масштабах позволило освоить производство двигателей качественно нового уровня. В том числе 16-клапанного двигателя 2112с рабочим объёмом 1,5 л.
Группа вазовцев в Детройте у высотного комплекса Ренессанс, в котором располагалась штаб-квартира компании Ford(1990 г.).
