Снова м1 в нижнем?

СНОВА М1 В НИЖНЕМ?

]

ТЕХНИКА

СНОВА М1 В НИЖНЕМ?

Вячеслав МАМЕДОВ

Фото автора и фирмы «Штайр»

В далеких теперь тридцатых Горьковский автозавод, доработав купленную у «Форда» лицензию на легковой автомобиль, выпустил ГАЗ-М1, легендарную «Эмку». Если вы — поклонник восточных календарей, то не удивитесь, что сейчас, по завершении полного шестидесятилетнего цикла, события повторяются: снова ГАЗ, лицензия и... М1. Теперь это, правда, не автомобиль, а семейство двигателей, да и место заокеанского «Форда» занял австрийский «Штайр», но есть, есть во всем этом какая-то мистическая загадка, какое-то туманное указание на закономерность вечного круговорота вещей.

То, что ГАЗу нужен дизельный двигатель, хорошо известно. Поскольку разработка своего мотора — дело дорогое и небыстрое, предполагались разные варианты — и закупка готовых дизелей, и приобретение лицензии. В качестве партнеров рассматривались итальянский ИВЕКО и английский «Перкинс», германский «Мерседес» и даже японский «Ниссан». В большинстве случаев речь шла об известных, проверенных конструкциях — в то время как новейшие разработки фирмы берегли «для себя». Их можно понять! Но можно понять и ГАЗ, который, берясь за новое для себя дело, не хотел сразу закладывать отставание на десяток-другой лет. Угадали ли нижегородские специалисты, делая ставку на потрясающе-необычный австрийский двигатель, покажет время. «Штайр» говорит о заключении лицензионного соглашения, ГАЗ осторожно добавляет — цикл испытаний еще не закончен, идет совместная доработка конструкции. В том числе и по пути снижения ее себестоимости: воплощение авангардных технических идей редко бывает дешевым. Как сказал президент АО «ГАЗ» Н. Пугин: «Необходимо решить проблему высокой сегодняшней стоимости дизеля. Особенности его технологии, дорогая топливная аппаратура фирмы „Бош“ могут наложить свой отпечаток, и тогда „газели“ с дизелями М1 окажутся неконкурентоспособными даже на нашем внутреннем рынке». Сказал — и все же подписал приказ, предписывающий начать подготовку к производству.

Рассмотрим конструкцию двигателя и мы — такой, какой она предстала вашему корреспонденту во время командировки в Сан-Валентин, на завод компании «Штайр-Даймлер-Пух». Итак, знакомьтесь — семейство дизелей с турбонаддувом и промежуточным охлаждением (интеркулером), двумя клапанами на цилиндр и непосредственным впрыском топлива, число цилиндров — от трех до шести. Наш журнал уже обсуждал проблемы подобных моторов (ЗР, 1996, № 11). Коротко повторим: основная трудность — смесеобразование, на которое отведено очень мало времени, буквально считанные градусы поворота коленчатого вала. Приходится искать способы сильно «закрутить» воздух в цилиндре, чтобы перемешать смесь более равномерно. И здесь все производители сошлись в одном: надо турбулизировать воздух непосредственно в цилиндре, для этого оптимальна тороидальная камера сгорания в днище поршня (для гуманитариев: похожая по форме на бублик). Кстати, фирма «Штайр» пыталась подобрать другую форму — на первых образцах М1 она была цилиндрической. «Наказанием» за уклонение от канона стала повышенная токсичность выхлопа, так что пришлось вернуться к общепринятому варианту.

«Все это известно! — нетерпеливо воскликнет информированный читатель. — Где же изюминка?» Изюминка — в конструкции головки и блока цилиндров: они представляют собой моноблок, то есть отлиты из чугуна как одно целое! Нет-нет, я вовсе не собирался называть это новинкой — несъемные головки были на большинстве автомобилей начала века, от них отказались — тогда думали, окончательно — примерно к середине тридцатых, как раз шестьдесят (!) лет назад. В наши же дни такая конструкция — хотя и на новом технологическом уровне — вызывает изумление.

Если, уподобившись бухгалтеру, прикинуть плюсы и минусы этого решения, получится вот что. Устранение прокладок, шпилек и болтов крепления головки, а вместе с ними и самой возможности разгерметизации; повышение жесткости и улучшение охлаждения цилиндров снижают износ; исчезает стык — источник шума и вибраций. Все это на одной чаше весов. На другой же — непривычная технология изготовления и ремонта. Слесарь автобазы, конечно, не сможет «перетянуть» крепеж головки к блоку — поскольку его нет. А вот сможет ли он, скажем, всего-навсего заменить дефектный клапан? И какой объем работ при этом придется выполнить — по сути, полную разборку мотора! Видимо, двигатель М1 мыслится создателям как мотор с очень высоким ресурсом и не предназначен для ремонта в кустарных условиях.

Впрочем, продолжим «путешествие» по конструкции, поскольку запас чудес еще не исчерпан. Наш редакционный специалист по дизелям сразу усомнился в жесткости «висячих» постелей коренных подшипников, которые крепятся к блоку цилиндров длинными анкерными болтами. Инженеры «Штайра» полагают, что жесткость — благодаря конструкции блока — достаточна. Но, видимо, проблема все-таки была — на поздних вариантах мотора верхние части постелей крайних подшипников попарно соединены.

Еще удивительнее шатунные вкладыши — они изготовлены эксцентрическими! Дело в том, что рабочий процесс в цилиндрах двигателя очень сильно зависит от расстояния между головкой цилиндра и головкой поршня в ВМТ. Если зазор велик — повысится токсичность выхлопа, с другой же стороны, он должен быть больше необходимого теплового зазора. Точность предложенной технологии обработки цилиндров в эту «вилку» пока не укладывается, поэтому для каждого цилиндра (!) подбирают шатунные вкладыши со своим эксцентриситетом. (Думаю, вы живо представили себе беседу автослесаря-ремонтника с мастером цеха: «Почему мотор не собираешь?» — «Третий вкладыш нужен, там по диаметру второй ремонт, а e=0,3, на складе такого нет. Есть 0,1 и 0,4...» — «Ставь какой есть! Машина ездить должна!»...) Да, столько вариантов ремонтных вкладышей — это явно не для наших реалий. Инженеры ГАЗа думают так же и надеются довести технологию изготовления цилиндров до необходимой точности, чтобы отправить эксцентрические вкладыши туда, где им, на наш взгляд, место — в музей технических курьезов.

На очереди у нас — деталь, которой сразу как-то и не подберешь название: картер? поддон картера? Или просто — кожух, как говорят австрийцы? Итак, «оно» состоит из двух половин, отлитых из алюминиевого сплава, и присоединяется к верхнему моноблоку нежестко. К первому и последнему корпусам коренных подшипников прикреплены установочные резинометаллические шайбы, внутренний металлический ободок которых служит опорой сальнику уплотнения коленвала, а внешний крепится как раз к этому самому кожуху. Реактивное усилие при работе двигателя под нагрузкой воспринимают эластичные упоры в верхней части кожуха, а также упомянутые выше установочные шайбы. Уплотнение кожуха и блока цилиндров, естественно, эластичное, мембранного типа. Эти сложности призваны уменьшить шум при работе мотора, тому же служит и капсула, скрывающая верхнюю часть двигателя. Надо сказать, мотор действительно на удивление тих, что подтвердили сто пятьдесят километров за рулем мини-вэна " Chrysler Voyager" (напомним — эту машину собирает в Австрии один из заводов "Штайр-Даймлер-Пух"). Отличная приемистость, великолепная эластичность... Но вернемся к конструкции двигателя.

Кулачковый вал, расположенный в головке цилиндров, приводится во вращение зубчатым ремнем. В свою очередь, он через рокеры управляет клапанами и, через коромысла, насос-форсунками — так что ТНВД в привычном понимании здесь нет. То же решение на легковых двигателях крайне редкое. Подачей топлива «заведует» микропроцессор, учитывающий, кроме положения педали акселератора, частоту вращения коленчатого вала, давление наддува и температуру воздуха, тепловое состояние двигателя и положение клапана рециркуляции отработавших газов (последним, кстати, управляет этот же электронный блок). В клапанном механизме имеются гидрокомпенсаторы зазора, а холодному пуску (ниже —18°С) помогут свечи накаливания. Испытания при —28°С показали, что мотор начинает работать через 10 секунд.

Скорее всего, вы уже устали от перечисления особенностей двигателя М1, поэтому описание разработанной «Штайром» двухфазной подачи топлива насос-форсунками (она позволяет «смягчить» процесс сгорания, лицензию на этот процесс уже купили такие известные фирмы, как «Бош» и «Лукас») оставим до другого раза. Надеемся, работа над дизелем завершится успешно и этот «другой раз» состоится. А индекс М1, оказавшийся счастливым для «Эмки», не подведет и сейчас, шестьдесят лет спустя.

«Газель» в Австрии — приживется ли новый мотор?

Моноблоки четырех-, пяти- и шестицилиндрового двигателей М1 (вид снизу).

Насос-форсунка в разрезе.

Пока на заводе в Сан-Валентине выпущено несколько сотен дизелей М1. Эти ожидают отправки основным потребителям — судостроительным фирмам.

Схема установки зазора между поршнем и головкой применением эксцентрического вкладыша: 1 — шатун; 2 — вкладыш; а — зазор; е — эксцентрисистет.

Упрощенный разрез двигателя М1 без верхнего шумоизолирующего кожуха: 1 — моноблок; 2 — насос-форсунка; 3 — мембранное уплотнение; 4 — эластичный упор; 5 — нижний кожух — поддон картера, он состоит из двух половин.

Техническая характеристика автомобиля массой 1360 кг

с четырехцилиндровым двигателем М1 

Расход топлива при скорости 90, 120 км/ч — 4,1; 5,6 л/100 км; максимальная скорость — 195 км/ч; время разгона с места до 100 км/ч — 10,9 с.

Ошибка в тексте? Выделите её мышкой! И нажмите: Ctrl + Enter

Комментарии