Двигатель опель экотек схема

Обновлено: 01.07.2022

Для российского рынка автомобили Opel Astra J комплектуют двумя атмосферными двигателями 1,4 ECOTEC A14 XER (100 л.с.) и 1,6 ECOTEC A16 XER (115 л.с.), а также двумя двигателями с турбонаддувом 1,4 Turbo ECOTEC A14 NET (140 л.с.) и 1,6 Turbo ECOTEC A16 LET (180 л.с.).

В данном разделе конструкция и ремонт некоторых узлов и систем описаны на примере двигателя мод. A16 XER (115 л.с.). Остальные двигатели близки к нему по конструкции. Особенности двигателей с турбонаддувом описаны в подразделе Особенности конструкции двигателей с турбонаддувом.

Головка блока цилиндров двигателя изготовлена из алюминиевого сплава по поперечной схеме продувки цилиндров (впускные и выпускные каналы расположены на противоположных сторонах головки), в головку запрессованы седла и направляющие втулки клапанов. Каждый впускной и выпускной клапан снабжен одной пружиной, зафиксированной через тарелку двумя сухарями.


Блок цилиндров двигателя представляет собой единую отливку, образующую цилиндры, рубашку охлаждения, верхнюю часть картера и пять опор коленчатого вала, выполненных в виде перегородок картера. Блок изготовлен из специального высокопрочного чугуна с цилиндрами, расточенными непосредственно в теле блока. Крышки коренных подшипников двигателя обработаны в сборе с блоками и поэтому невзаимозаменяемы. На блоке цилиндров выполнены специальные приливы, фланцы и отверстия для крепления деталей, узлов и агрегатов, а также каналы главной масляной магистрали.


Распределительные валы литые, чугунные, снабжены роторами синхронизации, обеспечивающими работу датчиков положения распределительных валов. В валах привода впускных и выпускных клапанов выполнены масляные каналы, по которым к механизмам системы изменения фаз газораспределения поступает под давлением масло.

Коленчатый вал, откованный из специальной стали, вращается в коренных подшипниках, имеющих тонкостенные стальные вкладыши с антифрикционным слоем из алюминиево-оловянного сплава. Осевое перемещение коленчатого вала ограничено специальными фланцами, выполненными на средней коренной шейке и опирающимися на буртики увеличенных по толщине вкладышей среднего коренного подшипника.


Поршни изготовлены из алюминиевого сплава.

На цилиндрической поверхности головки поршня выполнены кольцевые канавки для маслосъемного и компрессионных колец. Поршни двигателя дополнительно охлаждаются маслом, подаваемым через отверстие в верхней головке шатуна и разбрызгиваемым на днище поршня.


Поршневые пальцы установлены в бобышках поршней с зазором и запрессованы с натягом в верхние головки шатунов, которые своими нижними головками соединены с шатунными шейками коленчатого вала через тонкостенные вкладыши, конструкция которых аналогична конструкции коренных.


Шатуны стальные, кованые, со стержнем двутаврового сечения.

Система смазки комбинированная (подробнее см. Система смазки).

Система вентиляции картера закрытого типа не сообщается непосредственно с атмосферой, поэтому одновременно с отсосом газов и паров бензина в картере образуется разрежение при всех режимах работы двигателя, что повышает надежность различных уплотнений двигателя и уменьшает выброс токсичных веществ в атмосферу.

Система охлаждения двигателей герметичная, с расширительным бачком, состоит из рубашки охлаждения, выполненной в литье и окружающей цилиндры в блоке, камеры сгорания и газовые каналы в головке блока цилиндров. Принудительную циркуляцию охлаждающей жидкости обеспечивает центробежный водяной насос с приводом от коленчатого вала поликлиновым ремнем привода вспомогательных агрегатов. Для поддержания нормальной рабочей температуры охлаждающей жидкости в системе охлаждения установлен термостат, перекрывающий большой круг системы при непрогретом двигателе и низкой температуре охлаждающей жидкости.

Система питания двигателя состоит из электрического топливного насоса, установленного в топливном баке, дроссельного узла, фильтра тонкой очистки топлива, регулятора давления топлива, форсунок и топливопроводов, а также включает в себя воздушный фильтр.

Система изменения фаз газораспределения динамически регулирует положение впускного и выпускного распределительных валов. Эта система позволяет установить оптимальные фазы газораспределения для каждого момента работы двигателя, благодаря чему достигаются повышенная мощность, лучшая топливная экономичность и меньшая токсичность отработавших газов. Механизм системы соединен каналами в головке блока цилиндров и в распределительных валах с электромагнитными клапанами. Эти клапаны гидравлически управляют механизмом системы изменения фаз газораспределения. Электромагнитными клапанами, в свою очередь, управляет электронный блок управления двигателем.


Электромагнитный клапан, состоящий из электромагнита и клапана (последний, в свою очередь, состоит из золотника и пружины), по сигналам электронного блока управления двигателем подает масло под давлением из главной магистрали системы смазки в одну из рабочих полостей механизма системы изменения фаз газораспределения и сливает масло из другой полости, что приводит к взаимному перемещению элементов механизма и, как следствие, к динамическому изменению положения впускного и выпускного распределительных валов.

Во время работы двигателя на режиме холостого хода электронный блок управления двигателем многократно активирует на короткие промежутки времени электромагнитный клапан с целью очистки его элементов и каналов от случайно попавших в них загрязнений.

При отключении электропитания электромагнитных клапанов системы изменения фаз газораспределения отверстия подвода масла из главной магистрали и слива полностью открыты и механизм устанавливается в исходное положение. В этом случае двигатель работает без изменения фаз газораспределения.

Табл. 1. Возможные неисправности двигателя, их причины и способы устранения

Новость о появлении у Opel нового поколения легковых турбодизелей стала вполне ожидаемой. Первенец этого семейства, 1.3 CDTI ecoFLEX мощностью 55 кВт (75 л.с.) и 70 кВт (95 л.с.), устанавливается на новую Corsa E и был представлен еще в 2013 году. А вот два его «старших брата» объемами 1,6 и 2,0 л на серийных машинах появились позднее и еще мало известны даже немецким бюргерам.

Druck

Первый из них — 1.6 CDTI — развивает 100 кВт (136 л.с.) и 320 Нм крутящего момента, демонстрируя лучшую литровую мощность в своем классе — 85 л.с./л рабочего объема! Он уже устанавливается на Zafira Tourer, Meriva, Astra, а теперь вот стал доступен и для кроссовера Mokka. По сравнению со своим предшественником объемом 1,7 л он мощнее на 6 л.с. и 20 Нм крутящего момента, притом что уровень вредных выбросов уменьшился на 9%. Теперь он укладывается даже в драконовские Евро-6.

Второй, на данный момент самый мощный 2,0-литровый агрегат выдает 125 кВт (170 л.с.) и крутящий момент в 400 Нм уже при 1750–2500 об/мин. При схожей с 1.6 CDTI литровой мощности он прибавил по сравнению со своим предшественником аналогичного объема 4% к мощности и 14% к крутящему моменту. Здесь применен турбокомпрессор с системой изменения фаз газораспределения и электронным управлением: подспудно такое решение обеспечило более быстрый отклик на нажатие педали акселератора (инерционность всегда была недостатком больших моторов). Еще десятилетие назад такие параметры считались весьма неплохими даже для бензиновых аналогов. В первую очередь он занял место под капотом Insignia, а за этот год его имплантируют и в Zafira Tourer и кабриолет Cascada.

По факту

За счет чего это достигнуто? Широко используя современные технологии компьютерного инжиниринга, удалось получать характеристики каждого компонента еще до того, как был построен первый опытный образец мотора. Радикальное снижение массы и размеров двигателей (-20 кг) было достигнуто благодаря широчайшему применению алюминиевых сплавов, из которых сделаны не только головка блока цилиндров, но и сам блок и даже картер. Доработке подверглись практически все привычные компоненты. Например, система впрыска с давлением 2000 бар теперь умеет разбивать необходимый на один такт объем топлива на десять частей, за счет чего улучшается качество приготовления горючей смеси в цилиндре и равномерность ее сгорания. А изменяемая геометрия впуска и водяной насос с регулируемой производительностью давно уже не экзотика.

03-A293116 2.0 CDTI.

Ахиллесова пята дизельных моторов — большое количество вредных выбросов — теперь в прошлом. Insignia оснащается системой селективной нейтрализации отработавших газов BlueInjection, которая удаляет оксид азота (NOx) из отработавших газов двигателя, делая их менее токсичными. Работает она следующим образом: после прохождения отработавшими газами сажевого фильтра и перед попаданием в каталитический нейтрализатор в них подается небольшое количество безвредной жидкости AdBlue. Раствор моментально превращается в аммиак (NH3), поглощаемый нейтрализатором. Оксиды азота, содержащиеся в отработавших газах, вступают в реакцию с аммиаком и селективно преобразуются в безвредный азот и водяной пар.

DESCRT

Подобные постоянные совершенствования параметров двигателей давно уже невозможны без мощной технической базы и огромных средств, вкладываемых в научно-исследовательские работы. Концерн General Motors, в который, как известно, входит и Opel, открыл в 2005 году в Турине совершенно новый центр разработки силовых агрегатов. На данный момент здесь разрабатываются все дизельные двигатели, которые затем устанавливаются на автомобили концерна.

07-A283732

Как это выглядит вживую? На тесты по узким и мокрым ирландским дорожкам Opel предоставил базовую для 2-литрового мотора Insignia, а «младшего брата» 1.6 тестировали в паре на Mokka. Выбор места проведения теста был вовсе неслучаен — «пилить» по автобану на круиз-контроле можно примерно одинаково на любом моторе. А вот на извилистых дорогах и улочках старой Европы, которые когда-то прокладывались для повозок и не имеют ни малейшего понятия о современных нормах, тяговитость двигателей и их эффективный рабочий диапазон оборотов можно оценить в полной мере.

На дороге

Скажу откровенно: новые силовые агрегаты понравились. Неопытному водителю, которому технически совершенно неинтересно, что там внутри, отличить эти дизельные моторы от бензиновых практически невозможно. Многие критики дизелей давно ждали этого момента и дождались. Возможно, на премиальных марках, где агрегаты на тяжелом топливе хоть и редкость, но не экзотика, подобные вопросы решены раньше, но теперь настал черед и более доступных моделей.

Opel-Insignia-2.0-CDTI-ECOTEC-287550

Опознать дизель под капотом можно лишь стоя рядом с машиной, да и то при резком старте с места: негромкий дизельный «цокот» все же прорывается из-под капота. А на водительском месте лишь опытный взгляд найдёт разницу — дополнительная пиктограмма индикации системы предпускового нагрева. Вот, пожалуй, и все! Даже разметка тахометра не позволяет утверждать однозначно о дизеле, ведь многие восьмиклапанные бензиновые моторы, до сих пор сходящие с конвейера, имеют и более узкий рабочий диапазон. Ключ на старт — и только стрелки приборов теперь показывают, что двигатель работает. Нет ни шума, ни вибраций ни на руле, ни даже на ручке МКП. Почти Mercedes-Benz, салон бы побогаче.

В движении разница с бензиновыми ДВС также практически отсутствует. Эти новые «экотеки» легко раскручиваются с низов и спокойно набирают обороты до предельных без провалов и истеричных завываний выпускной системы. Фактически после трогания с места можно пользоваться только двумя передачами — 3-й и 4-й, они суммарно перекрывают весь диапазон скоростей сельской Европы — от 30 км/ч мимо общественных мест до редких 80 км/ч между деревнями. Низшие передачи требуются только для толкания в редких заторах перед светофорами, а высшие — прокатиться с ветерком до аэропорта по автобану. При таких раскладах автоматические коробки передач особым спросом пользоваться не будут, хотя возможность их установки предусмотрена изначально. Мы специально гоняли машины на высоких оборотах, которые старые дизели очень не любят, но расход топлива от этого визуально не повысился, а голова от шума так и не заболела — его попросту не было. Только при очень интенсивном разгоне звук мотора и выхлопа становился уловим на фоне дорожных трелей.

02-A294028 Insignia & Mokka

С потребительской точки зрения агрегаты вполне удались, да и на выставках похвастаться будет чем, но все ли так радужно? К сожалению, некоторые особенности конструкции заставляют насторожиться. В первую очередь это относится к топливной системе с давлением 2000 бар. Совершенно очевидно, что она предъявляет высочайшие требования к качеству применяемого дизельного топлива не только по его чистоте от механических примесей, но и к наличию специальных смазывающих присадок и отсутствию серы. В Московском регионе с этим особых проблем нет, рядом с региональными центрами тоже, скорее всего, можно будет найти приличную солярку. Но что делать остальным потенциальным российским потребителям современных дизелей? А ведь эти ТНВД, в отличие от камазовских, не починишь в той же мастерской.

Второй нюанс — общая надежность агрегата, напичканного сложными свежеразработанными узлами. Как они себя поведут в более суровом, нежели европейский, климате? А как вам цепи привода маслонасоса и механизма ГРМ, расположенные со стороны маховика на двигателе 1,6 л? Для их замены потребуется демонтировать двигатель из моторного отсека, со всеми вытекающими отсюда временными и финансовыми затратами. Цепь должна ходить долго? Но многие подобные решения (между прочим, немецких марок) говорят об обратном: ресурс цепи до замены в 50–60 тыс. км вовсе не исключение из правил. А затяните с заменой — потом придется менять весь двигатель, ремонтировать там уже будет нечего…

Будем надеяться, что на этот раз инженеры и технологи учли и свои и чужие ошибки. На российском рынке эти новинки должны появиться чуть погодя, и, возможно, детские болезни к тому времени уже будут исправлены на основе полученного опыта эксплуатации в Европе.

Несмотря на то, что этот двигатель вышел в эпоху, когда производители сменили курс с надежности на заработок, несмотря на то, что в этот двигатель были заложены конструктивные недостатки и проблемы, он все равно получился удачным. Если бы General Motors довел его до ума и излечил от детских болезней, то цены бы не было этому мотору. И стоит сказать спасибо GM, что для програмируемого износа он выбрал не задиры в цилиндрах или "дикий" масложор, а сосредоточился на мелочах. В итоге двигатель получился отличный, но немного капризный. Стоит отдельно отметить, что все проблемы этого двигателя не слишком критичны и автомобиль сможет своим ходом доехать до места назначения.

По конструкции это модернизированная версия A18XER, который загнали в более жесткие экологические рамки. Но есть несколько вещей, которые портят всю картину.

ПРОБЛЕМЫ Z18XER

Проблемы этого двигателя знает любой автосервис, даже в глубинке. (наверно это стоит отнести к плюсам)

ТОП-3 ПРОБЛЕМЫ

1) Конечно это ТЕПЛООБМЕННИК . Зачем атмодвигателю такое сложное устройство? Все дело в том, что двигатель очень "горячий", вентилятор срабатывает при 106 градусах антифриза, все это дань чистому выхлопу. Масло еще горячее, а при высокой температуре оно начинает терять свои свойства и гореть, а это плохо. Масло нужно охлаждать, ну или стабилизировать его температуру.

Теплообменник, исходя из названия, меняет тепло между маслом и антифризом. Когда холодно, антифриз помогает быстрее нагреть масло, когда очень горячо, антифриз охлаждает масло. Вроде бы простая конструкция, но в нее заложили "слабое звено", а именно ПРОКЛАДКА ТЕПЛООБМЕННИКА . Ее пробивает у 100% владельцев, в результате чего в антифриз попадает масло, а в масло антифриз. Ничего не мешало производителю модернизировать сам теплообменник или его прокладку, но они все оставили как есть. Это первый "привет" от GM.

Лечится все это достаточно дорого, замена прокладки, замена масла с промывкой и фильтром, замена антифриза. Под ключ в сервисе возьмут около 15 т.р.

2) Это МОДУЛЬ ЗАЖИГАНИЯ . 100% владельцев, которые проехали на таком моторе больше 100 т.км. пробега сталкивались с проблемой модуля зажигания. Ну на кой черт делать единый модуль на все 4 цилиндра?! При выходе из строя одного цилиндра, придется менять модуль целиком. А это второй "привет" от GM. Могли же сделать отдельно катушки на каждый цилиндр, но нет, при замене придется заплатить сразу за 4, а не за 1. Цена приличная, за Делфи придется заплатить 7-8 тысяч рублей, за ACDelco еще больше. "Итальянский" модуль ERA покупать нет экономического смысла, он не в 2 раза дешеле, лучше доплатить за Делфи.

Новый модуль с диагностикой и заменой выйдет около 10 т.р. под ключ.

3) Это МЕМБРАНА вентиляции картерных газов. Со временем она рвется и мотор начинает чудить. Издавать свист, глохнуть, жрать масло, а также это масло гнать наружу из-за высокого давления картерных газов внутри двигателя. Масло может давить даже через масляный щуп. Третий "привет" от GM заключается в том, что этот клапан встроен в клапанную крушку. Это смешно читать, но не смешно владельцам с такой проблемой. Что мешало сделать этот клапан отдельно от крышки ?! Вот и я не знаю. Лечить проблему можно 2-мя способами. Самый идельный и одновременно дорогой вариант это заменить клапанную крышку целиком. Она сделана из пластика, ее от перегревов и так "повело", что она течет даже с новой прокладкой, а тут еще этот клапан вышел из строя. Второй вариант, менять клапан отдельно,в оригинале его нет, но есть аналоги. Придется немного заколхозить. И тут как повезет. Если повезет с клапаном и прямыми руками механика, то все будет ходить, но чаще бывают проблемы либо с одним, либо с другим.

Замена клапанной крышки под ключ выйдет около 12 т.р.

ОСТАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ

  • Течь клапанной крышки . Новая прокладка не решает проблемы, как и герметик. Проще смириться и поменять когда мембрана клапана ВКГ порвется.
  • Выход из строя фазорегуляторов , из-за чего двигатель при запуске долго "дизелит". Замена двух "фазиков" и их управляющих клапанов может так же влететь в копеечку.
  • Выход из строя термостата
  • Выход из строя датчика уровня охлаждающей жидкости
  • Течь прокладки масляного насоса
  • Течь сальников коленвала
  • При пробегах за 250 т.км., выход из строя самого масляного насоса . Выработка в корпусе насоса не позволяет насосу создавать рабочее давление. Типичный признак - на прогретом двигателе при холостых оборотах начинает гореть масленка, на оборотах все отлично. Корпусом масляного насоса является боковая плита. Цена на новую деталь вас удивит, но вы выдохните когда сэкономите в 4-5 раз при покупке рабочего насоса с разборки.

И вот уже кажется что это не двигатель, а ведро с болтами, но это не так.

РЕКОМЕНДАЦИИ

Моторное масло. Родное масло GM Dexos 2 не самое лучшее для этого двигателя. Я бы выбрал что-то из линейки для современных двигателей и турбомоторов. Например Helix Ultra ECT C3 5W-30 или Mobil 1 ESP 5W-30 или CASTROL EDGE 5W-30 C3. Эти масла отлично переносят высокую температуру, масло будет отлично смазывать и защищать. Так же меньше будут коксоваться поршневые и маслосъемные кольца. Эти масла стоят примерно 2800-4000 т.р. за 4 литра, что как раз хватает для замены. Ну и не стоит накатывать на одном масле больше 10 т.км.

Свечи зажигания. Меняйте их как можно чаще. Заводской регламент раз в 60 т.км. модуль не потянет и умрет. В идеале лучше использовать иридивые свечи. Есть качественный иридиевый вариант за копейки -TORCH. Это огромный завод в Китае, которые закрывает большую часть внутренного рынка, и плюс делает свечи под другими брендами. Не исключаю, что многие компание выпускающие свечи зажигания, размещают заказы на этом заводе. Сам на этих свечах давно езжу и друзья все перешли, и знакомый магазин запчастей сначала смеялся надо мной, а потом начал возить эти свечи. Нареканий к ним нет.

Бензин. Хоть степень сжатия и пограничная, 10.5, заливать в него 92-й не рекомендуется. У двигателя есть склонность к детонации. И если зимой еще можно откатать на 92-м, то летом при температуре воздуха выше 30 градусов и под нагрузкой, детонация может появиться и на 95-м бензине. Поэтому в жару с кондиционером только 95 атом, экто, и прочие с присадками, а лучше 98-й.

Да, двигатель получился с заморочками, но они не смертельны, а при правильном уходе, двигатель сможет пройти далеко за 300 т.км. На вторичке такой двигатель с пробегом 50 т.км. уже не найти, а с пробегом 150 т.км. можно спокойно покупать, отдавая себе отчет, что ему придется сделать большое ТО, с заменой ремня ГРМ, регулировкой клапанов, с возможной заменой клапанов или муфт фазорегуляторов. И дальше кататься в свое удовольствие еще 100-150 т.км. пробега.

Двигатели семейства ECOTEC (ECOnomy, ECOlogy and TEChnology) были разработаны в Норвиче (Великобританя) на базе лаборатории фирмы Lotus, известной своими достижениями в автоспорте.

Характерными особенностями двигателей семейства ECOTEC являются четыре клапана на цилиндр с расположенной по центру свечой зажигания. Соответственно головка блока имеет два распредвала (схема DOHC). Распредвалы приводятся зубчатым ремнем от коленчатого вала. Тепловой зазор клапанов обеспечивается гидрокомпенсаторами автоматически.

Двигатели ECOTEC оснащены системой электронного управления рециркуляции выхлопных газов (EGR). При которой часть выхлопных газов подаются обратно во впускной коллектор через систему рециркуляции и подвергаются повторному дожиганию в цилиндрах, что снижает потребление топлива и выброс вредных веществ с выхлопными газами.

Двигатели ECOTEC просты и надежны в эксплуатации. Однако есть несколько моментов на которые следует обратить внимание.
Зубчатый ремень привода ГРМ и ролики натяжителя должны быть заменены при плановых регламентных работах. При появлении признаков износа ремня ГРМ его следует заменить досрочно. Дело в том, что при обрыве ремня ГРМ мотор получет значительные повреждения в результате встречи клапанов с поршнями.
Моторы 1.6 (X16XEL, X16XE, Z16XE) из-за конструктивных особенностей ЦПГ и головки блока, имеют склонность к повышенному расходу масла.
Другим относительно слабым местом является клапан рециркуляции выхлопных газов (EGR). Неисправность этого устройсва приводит к нестабильному холостому ходу и неуверенному запуску.

Технологии Twinport и PDA (Port DeActivation)

Официальный сайт GM дает такое определение:
Остроумная технология, разработанная компанией Opel для бензиновых двигателей рабочим объемом до 1,6 литра с четырьмя клапанами на цилиндр, позволяющая экономить топливо. Управление геометрией впускного коллектора при помощи дроссельных клапанов, установленными в одном из двух впускных портов каждого клапана, а также высокая степень рециркуляции отработавших газов позволяют снизить расход топлива при обычных условиях вождения на величину до 10 процентов. В то время как при частичных нагрузках до 25 процентов рабочей смеси составляют отработавшие газы, максимальная мощность и приемистость двигателя при полной нагрузке остается неизменной.

Для начала заметим, что такая "остроумная технология" применялась в автомобилях Toyota еще 80 годах прошлого века. Система T-VIS (Toyota Variable Intake System) подозрительно похожа на разработку фирмы Opel, примененную в двигателе Z16XEP, которую сначала называли PDA (Port DeActivation). Но видимо слово deactivation навевало покупателей на грустные мысли и было решено заменить название на загадочное Twinport.

В чем суть технологии и зачем она нужна.
Дело в том что трудно создать одинаково хорошие условия для приготовления топливо-воздушной смеси во всем диапазоне оборотов и нагрузок двигателя. Конечно инженеры разработчики стараются спроектировать впускной тракт двигателя так что бы достичь максимальных результатов и по мощности и по экономичности. Но это к сожалению взаимоисключающие целевые установки. Одной из проблем, с которой встречаются разработчики, это низкая скорость воздушного потока, направляемого в цилиндры. Из за этого смесеобразование происходит не достаточно качественно, что приводит к худшему сгоранию смеси. Если уменьшить сечение впускных каналов, то скорость конечно увеличится, но на высоких оборотах уменьшенные каналы не смогут предоставить нужного количества воздуха. Отсюда родилась идея сделать впускной тракт с изменяемой геометрией, в зависимости от нагрузки и оборотов. Эта идея была реализована в двигателях, имеющих два впускных клапана (двойной порт — twin port ), следующим образом. Один из впускных каналов перекрывается заслонкой на режимах частичных нагрузок и уменьшает общее сечение впускного канала. На режимах полных нагрузок заслонка открывается и мотор дышит в полную силу. Заслоночка ставятся непосредственно у одного из впускных клапанов (т.е. 4 цилиндра — 4 заслонки). Это создает дополнительный вращающий вектор и смесь завихрятся в цилиндре. Это так же создает предпосылки для лучшего смесеобразования.

Теперь уместно было бы вспомнить тот факт, что одним из способов улучшить топливную экономичность, является направление части выхлопных газов обратно в цилиндры. Это не уменьшает мощность двигателя, но улучшает его экономичность и детонационную устойчивость смеси. Этим занимается система EGR, которая представляет из себя клапан, открывающийся при достижении определенных оборотов. На малых оборотах открывать клапан для выхлопных газов не желательно как раз по причине плохих условий для приготовления смеси. Но с внедрением системы Twinport эти условия резко улучшились и появилась возможность открывать клапан EGR раньше и пропускать большую долю выхлопа обратно в цилиндры. Именно тут кроются те 6% топливной экономичности, которые отделяют двигатель Z16XE (без Twinport) от Z16XEP (c Twinport). Причем, что важно, экономия происходит в режиме частичных нагрузок, то есть в режиме городской езды.

Как работает Twinport.

Все заслонки во впускных каналах одновременно управляются вакуумным регулятором (2), через приводящую тягу (4). В свою очередь вакуумный регулятор управляется от блока управления двигателем, который и принимает решения в зависимости от нагрузки и оборотов. Контроль исполнения команд и реального положения заслонок возложен на датчик (5), который отслеживает положение приводящей тяги и угла поворота заслонок. Таким образом, считывая показания датчика, можно делать выводы о работоспособности системы в целом.

Несмотря на заверения представителей Opel, о эффективности Twinport на моторах малого объема, это не помешало им внедрить аналогичную по принципам систему в двигатель Z22YH с непосредственным впрыском. Принцип там аналогичный, за исключением лишь одного момента. Если в "классической" конструкции завихряется при подаче в цилиндры, топливно-воздушная смесь, то в Z22YH завихрятся только воздух, а топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр. Возможно поэтому для этого мотора вспомнили старый термин PDA (Port DeActivation), которым стали называть такую реализацию системы. Еще одним конструктивным отличием стал привод вихревых заслонок от сервомотора.

1. Возвратный канал для рециркуляционных газов.
2. Уплотнительное кольцо
3. Уплотнительное кольцо
4. Сервомотор управления вихревыми заслонками
5. Вихревая заслонка
6. Тяга привода залонок.
7. Корпус коллектора.

Вот фрагмент дискусии с сервера astraclub.ru:

" — Я решил разобраться до конца в этом вопросе и надыбал этот узел твинпорта живьём. На YH менял заслонки неоднократно, поэтому он не понадобился.Никаких общих заслонок, изменяющих длину коллектора там нет.И там, и там перекрывается один впускной канал на каждый цилиндр.Системы аналогичны по принципу действия. Поскольку речь шла за 16XEP, напишу о нём. Сам коллектор состоит из двух частей — верхняя, предполагаю, и называется фланцем.В нём смонтированы: рампа форсунок (можно снять отдельно), заслонки (вот их снять без поломки вряд ли возможно — конструкция на вредных стопорах), пневмоклапан с электроклапаном (смонтированы в один узел, находится сбоку — можно демонтировать), далее соответственно ось привода заслонок и датчик положения (типичный ДПДЗ), стоящий отдельно. Разрежение подводится через вакуумную трубку. Нагара там в коллекторе — мама не горюй, а каналы подвода выхлопных газов от клапана рециркуляции вообще как забетонированные. На YH: заслонки меняются, привод меняется (там он смонтирован вместе с датчиком и электромагнитным клапаном в единый узел, а разрежение подводится прям из коллектора через штуцер в корпусе привода), соответственно ось заслонок. Всё. Ну и форсунок соответственно нет (оно и понятно — директор). Коллектор цельный в отличие от ХЕP. Общий принцип один и тот же — как говорится, те же яйца, только вид сбоку. На ХЕP обнаружил интересную вещь. Выработка на оси заслонок самая сильная (яйцо) на ближней к пневмоприводу заслонке, тогда как на самой дальней её практически нет."

С 2006 года, для двигателей Z10XEP, Z12XEP и Z14XEP, датчик положения вихревых заслонок не устанавливается. Датчик служил для выдачи в систему управления двигателем сигнала обратной связи о положении управляющей заслонки.

Из-за отсутствия датчика определить положение управляющих заслонок с помощью системы TECH 2 становится невозможным. С 2006 года неправильное положение управляющей заслонки может быть установлено только по жалобам клиентов или в ходе пробной поездки следующим образом:

1. Автомобиль двигается рывками в режиме частичной нагрузки
Управляющая заслонка заблокирована в открытом положении
2. На полном газу перестала развиваться полная мощность
Управляющая заслонка заблокирована в закрытом положении

P.S. Очень часто систему Twinport путают с системой изменения длинны впускного коллектора. Действительно обе системы относятся к классу систем изменения геометрии впускного тракта. Принципиальная разница состоит в том, что в Twinport изменяется сечение канала, а в другом случае длинна. Устройство изменения длинны реализовано например в Z18XER (и X18XE1). Так же иногда Twinport путают с системой изменения фаз газораспределения CVCP (Continuous Variable Camshaft Phasing). Это две совершенно разные системы, использующие различные принципы управления смесеобразованием. Система CVCP реализована в двигателях Z18XER и Z16XER. Система Twinport реализована в Z16XEP, Z16XE1, Z14XEP, Z10XEP

VIS(Variable Intake System) — изменение геометрии впускного тракта.

Впускной тракт, который образуют последовательно воздушный фильтр, дроссель или карбюратор, впускной коллектор и клапана, существенно влияет на процессы наполнения цилиндров горючей смесью. Поток воздуха, проходящий по впускному тракту, подвержен колебаниям и образует совместно с деталями тракта колебательную систему. Таким образом процессы наполнения цилиндров сильно зависят от параметров этого колебательного контура. Добиться работы такой системы во всем диапазоне нагрузок и оборотов, крайне сложно. Отсюда пришла идея изменять параметры колебательной системы в процессе работы. Исследования показывают, что при коротком впускном коллекторе мотор лучше работает на высоких оборотах, при низких оборотах более эффективен длинный впускной тракт. Естественно напрашивалось решение сделать впускной тракт переменной длинны и управлять им в зависимости от оборотов и нагрузки.

Реализация на двигателях X18XE1, X20XEV и Z18XE.
Одной из систем, относящихся к классу систем изменения геометрии впускного тракта, является система изменения длинны впускного коллектора. Широкое применение на Opel эта система нашла в двигателях X18XE1, X20XEV и получила дальнейшее развитие на моторе Z18XE . Впускной коллектор был сконструирован таким образом, что переключая внутреннюю заслонку воздух направлялся коротким путем при полных нагрузках, и длинным путем при частичных. Функции исполнительного механизма выполняет вакуумный регулятор (2), который в зависимости от нагрузки двигателя переключает заслонки во впускном коллекторе (1).

Реализация на двигателе Z18XER .
Дальнейшее развитие идея переменной длинны впускного тракта получила в двигателе Z18XER. В пластиковый впускной коллетор, встроен вращающийся барабан. Этот барабан приводится в действие сервомотором, котрый управляется от блока управления двигателем. В зависимости от положения барабана, воздух направляется по короткому или длинному пути. Электронное управление позаволяет более точно управлять длинной воздушного столба в зависимости от режима работы мотора.

1. Сервомотор управления барабаном.
2. Топливная рампа
3. Сервомотор управления и датчик дроссельной заслонки
4. Дроссель
5. Барабан для изменения длинны коллектора
6. Корпус впускного коллектора.

Не следует путать системы изменения длины с системой Twinport . В случае с Twinport изменяется не длинна, а сечение впускного тракта.

CVCP (Continuous Variable Camshaft Phasing) — Регулирование фаз газораспределения

С появлением мотора Z18XER, автомобили Opel получили наконец двигатель с системой управления фазами газораспределения. Сложно назвать причины по которым образовался такой временной разрыв с применением этой системы. У конкурентов, например Toyota, моторы с управлением фаз, появились гораздо раньше. Я предполагаю, что основным сдерживающим фактором была стоимость серийной реализации.

Что такое фазы и зачем их крутить.
Фаза (от греч. phasis — появление) — период, ступень в развитии какого-либо явления. Понятно что для того что бы мотор работал, необходимо сперва наполнить цилиндр топливно-воздушной смесью, поджечь ее в нужный момент и выпустить сгоревшие газы из цилиндра. Конечно эти процессы происходят не мгновенно, а в течении промежутков времени то есть в некоторый период времени. Такие периоды будем называть фазами. Нас особенно интересуют сейчас фазы впуска топлива и выпуска сгоревших газов. Эти фазы синхронизированы с положением коленвала. Собственно коленвал через цепь или ремень ГРМ и вращает распредвалы и открывает и закрывает клапана. Поэтому принято рисовать диаграмму фаз в виде секторов, привязанных к углу поворота коленвала.

Впускной клапан у быстроходных двигателей открывается до прихода поршня в положение ВМТ. Закрытие впускного клапана начинается после того, как поршень пройдет НМТ. Поток топливовоздушной смеси имеет некоторую инерцию и она используется для лучшего наполнения цилиндра.

Выпускной клапан открывается всегда до прихода поршня в НМТ, т. е. до окончания такта расширения, чтобы ослабилось противодавление газов при последующем движении поршня вверх. Закрытие выпускного клапана происходит после прихода поршня в ВМТ для обеспечения лучшей очистки цилиндра от газов.

Перекрытием клапанов называется время (угол КВ), в течение которого одновременно открыты впускной и выпускной клапаны.

Большое значение для правильного наполнения цилиндров имеет учет газодинамических характеристик топливовоздушной смеси и выхлопных газов. Во взаимодействии с конфигурацией впуского и вывускного трактов, они образуют сложные колебательные системы. В которых присутствуют резонансы или наоборот зоны без колебаний. Используя колебательные процессы газов можно добиться лучшего наполнения цилиндров или качественно изменить соотношение состава топливной смеси и выхлопных газов в цилиндрах. Инструментом изменения параметров служит механизм управления фазами клапанов и регулируемая дроссельная заслонка.

Например при режиме запуска и работе на холостом ходу, предпочтительно иметь узкие фазы и их минимальное перекрытие. Это позволяет уменьшить обратный заброс газов во впускной коллектор.
При режиме максимальной нагрузки, наоборот широкие фазы с сочетании с минимальным перекрытием будут способствовать лучшему наполнению цилиндров, наилучшим образом используя инерцию газового потока и его колебания.

В режиме частичных нагрузок увеличенное перекрытие клапанов приводит к тому что часть выхлопных газов под воздействием разряжения во впускном коллекторе всасывается обратно из выпускного коллектора в цилиндры. Вспомните, ранее эту функцию выполнял клапан EGR. Теперь от него можно отказаться, поскольку смешение топливовоздушной смеси с выхлопными газами происходит непосредственно в цилиндрах и пропорции смеси можно регулировать перекрытием клапанов и положением дроссельной заслонки, которая отвечает за величину разряжения во впускном коллекторе.

Таким образом система непрерывного управления фазами играет ключевую роль в задании режимов работы двигателя.

Как работает CVCP.
Как любая система управления CVCP имеет в своем составе набор датчиков (датчики положения валов, датчик положения дроссельной заслонки), блок принятия решений (блок управления двигателем) и исполнительные механизмы (регуляторы распредвалов и управляемая дроссельная заслонка).

1. Гидравлический управляющий клапан с электромагнитным приводом — впускной распредвал
2. Гидравлический управляющий клапан с электромагнитным приводом — выпускной распредвал
3. Датчик положения впускного распределительного вала
4. Датчик положения выпускного распределительного вала
5. Датчик положения коленчатого вала
6. Контроллер системы управления двигателем
7. Корпус дроссельной заслонки

Основным исполнительным элементом являются регуляторы распредвалов. Рассмотрим их подробнее. Конструктивно механизм выполнен в шкиве распредвала. Центральная часть шкива жестко соединена с распредвалом, а зубчатый шкив имеет некоторую степень свободы. Степень его перемещения относительно центральной части и соответственно распредвала, ограничивается камерой, которая разделена лепестком. Подавая масло в одну часть камеры и сливая его из другой, можно менять положение зубчатого шкива относительно респредвала и таким образом изменять фазы открытия и закрытия клапанов.

Для управления потоками масла служит трехпозиционный электромагнитный клапан.
Режимы:
Слив из камеры А, нагнетание в камеру B — прямой сдвиг фазы
Слив из камеры B, нагнетание в камеру A — обратный сдвиг фазы
Запирание масла в камерах — фиксация фазы

Далее приведем цитату из TIS, касающуюся системы подачи масла.

В систему регулирования распределительных валов входит гидравлический регулятор, соединенный с передним концом соответствующего распредвала, закрепленный на головке цилиндров управляющий клапан, маслопровод между клапанами системы регулирования распределительных валов и собственно регуляторами (каналами в распределительных валах), а также электронный контур регулирования.

Решающее значение для нормального функционирования системы регулирования распределительных валов имеет непрерывная подача масла из масляного контура двигателя.

Моторное масло подается по собственному масляному каналу непосредственно от масляного насоса на опорный мостик распределительных валов (3). В опорных мостиках распределительных валов находится по одному электромагнитному клапану для каждого регулируемого распредвала, который направляет поток масла в соответствующие каналы (2) и (6) каждого регулятора распределительного вала, чтобы заполнить камеры "А" или "В" соответствующего регулятора, опорожнить их, или же герметично перекрыть все соединения, благодаря чему поддерживается текущее заданное положение распределительного вала.

Поток масла в соответствующую камеру "В" регулятора распределительного вала протекает по буртику (6) крепежного винта (9). Поток масла в соответствующую камеру "А" регулятора распределительного вала протекает по отдельным, децентрализованно расположенным по оси отверстиям (2). Посредством наполнения или, соответственно, опорожнения масляных камер регулятора распределительного вала на стороне впуска или выпуска изменяется положение диаграммы перемещения клапанов.

1. Крепежный винт крышки регулятора распределительного вала
2. Масляный канал камеры "А" регулятора распределительного вала
3. Опорный мостик распределительного вала
4. Кулачок
5. Распределительный вал
6. Масляный канал камеры "В" регулятора распределительного вала
7. Зубчатое колесо зубчатого ремня
8. Разделительный элемент между камерами "А" и "В"
9. Крепежный винт регулятора распределительного вала
10. Ротор
11. Крышка регулятора распределительного вала
12.Статор

Набор двигателей для Astra G состоит из линейки бензиновых и дизельных моторов, которых насчитывается боле 20 модификаций. Основу гаммы бензиновых двигателей составляют двигатели семейства ECOTEC.

Двигатели семейства ECOTEC


Характерными особенностями двигателей семейства ECOTEC являются четыре клапана на цилиндр с расположенной по центру свечой зажигания. Соответственно головка блока имеет два распредвала ( схема DOHC ) . Распредвалы приводятся зубчатым ремнем от коленчатого вала. Тепловой зазор клапанов обеспечивается гидрокомпенсаторами автоматически.

Двигатели ECOTEC оснащены системой электронного управления рециркуляции выхлопных газов (EGR). При которой часть выхлопных газов подаются обратно во впускной коллектор через систему рециркуляции и подвергаются повторному дожиганию в цилиндрах, что снижает потребление топлива и выброс вредных веществ с выхлопными газами, что поделать, это сделано исключительно для удовлетворения норм Euro4.

Двигатели ECOTEC просты и надежны в эксплуатации. Однако есть несколько моментов на которые следует обратить внимание:


Масло:
В двигателе оригинальное GM 5/30. Можно лить еще 5/40 или даже 5/50 типа Mobil или Castrol. Shell опять-таки ничего себе продукт, с демократичной ценой. Влезает масла всего 3.75-4 литра (вместе с фильтром).
В трансмиссии обычно оригинальне GM, его туда лучше и лить. Полный объем 1.6л МКПП и АКПП 3.5л (это при смене, полный объем ок 7л), тоже оригинал GM.
В усилитель руля, как ни странно тоже лучше всего подходит оригинальное масло GM, объем примерно 900мл.

Тормозная жидкость:
Любая DOT3/4 только помните что их нельзя смешивать.

Антифриз:
Оригинальный GM красного цвета (G12).

Впуск:
Стандартный впуск имеет маленькую пропускаемость воздуха, поэтому очень часто ставят патрубок от Vectra C .

Двигатель Опель Астра н 1.6 литра мощностью 115 л.с. довольно популярный силовой агрегат в нашей стране. Надежный атмосферный мотор разработан немецкими инженерами с учетом всех современных веяний. Рядный 4-цилиндровый 16 клапанный двигатель Opel Astra h является эволюцией серии Ecotec. Данные бензиновые агрегаты можно встретить не только на Опель, но и на других моделях глобального концерна General Motors.

Двигатель, который соответствует экологическим нормам Евро 4 имеет маркировку Z16XER, если это перепрошитый мотор под Евро 5, то и название у него A16XER. Хотя конструктивно, это один и тот же мотор. А теперь поговорим о конструктиве.

Устройство Опель Астра h 1.6

Основа конструкции мотора, это чугунный блок цилиндров. Цилиндры выточены непосредственно в блоке. 16-клапанный механизм обычно не доставляет проблем, поскольку стоят гидрокомпенсаторы и регулировать тепловой зазор клапанов не нужно. В основе привода ГРМ ремень. Но о ременном приводе мы поговорим чуть ниже. Основной особенностью мотора можно считать систему смены фаз на обоих распределительных валах. Именно эта система и доставляет массу неприятностей. особенно если лить некачественное масло. Ведь фазовращатели работают исключительно за счет давления масла ориентируясь на различные датчики. Если из под капота слышится странный тарахтящий звук (дизельный звук), то не спешите грешить на гидрокомпенсаторы, скорее всего вышли из строя именно исполнительные механизмы системы смены фаз газораспределения CVCP.

Схематично работа системы смены фаз CVCP представлена на следующей картинке.

dvigatel-opel-astra-h-1.6-CVCP

Устройство ГРМ Опель Астра h 1.6

Схема ГРМ двигателя Астра A16XER на следующем фото.

dvigatel-opel-astra-h-1.6-shema-GRM

В случае обрыва ремня ГРМ проблем не избежать, но производитель уверяет, что современный мотор может легко проехать до 150 тысяч километров без замены ремня. Однако стоит внимательно следить за натяжным и направляющим (паразитным или обводящим) роликом. Большим плюсом ГРМ на Опель Астра H 1.6 литра можно считать отсутствие шкива помпы в приводе. В данном случае насос охлаждающей жидкости вращается за счет обычного ремня привода вспомогательных агрегатов.

Характеристики Опель Астра h 1.6 (115 л.с.)

  • Рабочий объем – 1598 см3
  • Количество цилиндров – 4
  • Количество клапанов – 16
  • Диаметр цилиндра – 79 мм
  • Ход поршня – 81.5 мм
  • Привод ГРМ – ремень
  • Мощность л.с.(кВт) – 115 (85) при 6000 об. в мин.
  • Крутящий момент – 155 Нм при 4000 об. в мин.
  • Максимальная скорость – 191 км/ч
  • Разгон до первой сотни – 11.7 секунд
  • Тип топлива – бензин АИ-95
  • Степень сжатия – 10.8
  • Расход топлива в городе – 8.8 литра
  • Расход топлива по трассе – 5.5 литра
  • Расход топлива в смешанном цикле – 6.8 литра

При грамотном и своевременном обслуживании данный силовой агрегат может проехать довольно долго, вообще без каких либо проблем. Двигатель собирают на заводе Опель в Венгрии в городке Сентготхард (Szentgotthard). Двигатель A16XER/Z16XER можно встретить на Opel Astra, Mokka, Insignia и естественно на Chevrolet Cruze (правда там он легко выдает 124 л.с.).

Официальным дебютом двигателя Ecotec считается 1994 год. Но на самом деле его можно было встретить годом ранее в немного другом исполнении в самой сильной версии Opel Corsa - GSi. Что интересно, разработкой его головки занималось подразделение GM – Lotus.

Позже двигатели Ecotec (Emissions Control Optimisation Technology) приобрели ряд технических решений, направленных на снижение выбросов вредных веществ в атмосферу (например, клапан рециркуляции отработавших газов EGR или система AIR). Также был заменен впускной коллектор – с пластикового на алюминиевый. В 2003 году двигатель был подвергнут дальнейшей модернизации, в ходе которой, появились системы изменения геометрии впускного коллектора и изменения фаз газораспределения. Это дало повод для ввода нового названия – TwinPort.

В связи с возрастающей популярностью даунсайзинга было принято решение оснастить двигатель турбонагнетателем. В ходе такой доработки мотор лишили системы изменения геометрии впускного коллектора, но сохранили систему изменения фаз газораспределения. С тех пор двигатель известен, как 1.6 Turbo. В 2011 году появилась его самая мощная 210-сильная модификация, которая использовалась в Opel Corsa OPC.

1,6-литровый мотор в различных вариациях использовался во многих моделях, принадлежащих или связанных с GM. Opel с самого начала применял его почти во всем модельном ряду: Corsa, Astra, Vectra и т.д. Свое применение он нашел в автомобилях Chevrolet (Daewoo) Lanos (D-TEC), Chevrolet Cruze и Fiat Stilo. Двигатели Экотек развивали мощность от 100 до 124 л.с. Последняя его версия широко использовалась в Шевроле Круз. TwinPort обеспечивал 105-115 л.с., а самый сильный Turbo – 150-210 л.с. К общим достоинствам можно отнести разумный расход топлива, довольно современные технологии и, как правило, недорогие запчасти и ремонт.

Для «перевода на газ» лучше подходит Ecotec. В Твинпорт существует риск повреждения головки блока. Не рекомендуется «газификация» турбоверсии мотора, хотя на рынке имеются системы, способные работать с двигателями данного типа. Эксперты подчеркивают, что такие технологии пока еще не совершенны.

В плане динамики самым лучшим, конечно же, является мотор с турбонаддувом. Но и безнаддувный агрегат, если автомобиль не перегружен, вполне бодрый.

Типичные неисправности

Как правило, вероятность возникновения проблем зависит от внимательности и заботливости своего хозяина. В возрастных и хорошо побегавших моторах увеличивается расход масла из-за износа поршневых колец. В двигателях TwinPort порой отказывает датчик положения заслонок на входе и сами заслонки. Производитель предусматривает замену коллектора в сборе – около 600 долларов. Но есть мастерские, готовые отремонтировать заслонки за 250 долларов. В вариантах с турбонаддувом необходимо обратить внимание на состояние турбины.

Заключение

Стоит ли опасаться автомобилей с таким двигателем? Определенно нет. Несмотря на сравнительно сложную конструкцию силового агрегата, даже в последних более технологичных вариациях не наблюдается никаких серьезных неисправностей. А на фоне многих конкурентов он считается довольно надежным.

Читайте также: