Инъекция молодости: история разработки впрыска ВАЗ

Уже в середине восьмидесятых годов, когда переднеприводные Спутники вовсю сходили с тольяттинского конвейера, инженерам ВАЗа стало ясно, что дальнейшее будущее – однозначно за так называемым впрыском топлива: системой питания, лишенной архаичного карбюратора. Ее разработкой они и занялись – технологическое отставание точно не входило в планы завода.

 

Не хвастовства ради, а пользы для

Да и дело тут было отнюдь не в амбициях или желании пустить пыль в глаза потребителю: классическая система питания никак не соответствовала двум важнейшим критериям – стабильности настроек и нормам токсичности. Даже вполне современный по тем временам Солекс нельзя было сравнить с так называемым "инжектором", ведь он не "умел" готовить одинаково сбалансированную по составу топливно-воздушную смесь при разных условиях работы мотора, да и не отличался особой надежностью, требуя регулярной чистки и настройки. В то время как на Западе негласной нормой считалось хотя бы пять лет и 80 000 км без вмешательства в систему питания, не считая регламентной замены фильтров.

Даже беглый анализ показал, что наивысшей стабильностью характеристик и "чистотой выхлопа" обладает именно система питания с электронным блоком управления двигателем, а не механический или электромеханический инжектор. В мире на тот момент существовало немало разновидностей впрыска, и без должного опыта инженерам было непросто принять решение – на каком же именно варианте остановиться? Однако склонялись они именно к электронному управлению, как наиболее прогрессивному и эффективному.

Сложные роды «антилопы»: история создания ВАЗ-2110 Десятой моделью ВАЗа должен был стать седан на базе Самары, впоследствии ставший "девяносто девятой". На деле же индекс 2110 получил переднеприводник второго поколения – автомобиль без имени...

Перспективную систему питания планировали не только (и не столько) для модернизации еще нестарых автомобилей восьмого семейства, сколько для будущей "десятки". Её выпуск планировали начать на стыке восьмидесятых и девяностых годов, и оставаться с устаревшим карбюратором было просто нельзя – особенно если учитывать планы нацеливаться на западный рынок, где "инжектор" давно перестал быть диковинкой, а стал обычным явлением на товарных автомобилях.

Вдобавок на ВАЗе уже тогда в качестве оптимального решения для ВАЗ-2110 рассматривали многоклапанную головку с четырьмя клапанами на каждый цилиндр, а оптимизировать процессы сгорания в таком моторе при наличии обычной системы питания было практически невозможно. В общем, все сводилось к тому, что внедрение впрыска топлива с электронным управлением при запуске следующей модели является одной из основных задач. Причем было решено не только перевести на "инжектор" версии с 16-клапанной головкой, но и оснастить впрыском обычный восьмиклапанный двигатель объемом 1,5 л, известный под индексом ВАЗ-21083.

Не стоит забывать, что в те «золотые» годы экспорт вазовских автомобилей иногда достигал 40% от общего объема выпуска – а это, как известно, доход в виде такой желанной для завода валюты, и грядущее ужесточение экологических норм в Европе для ВАЗа стало бы просто губительным. Не зря ведь экспортные модификации еще с середины восьмидесятых оборудовались системами снижения токсичности отработавших газов – в том числе и с каталитическим нейтрализатором. Впрочем, «кат» был сам по себе не очень эффективен, ведь даже с учетом дополнительной электроники обычный карбюратор получался "слабым звеном" системы по простой причине – он готовил смесь менее точно и стабильно, чем это требовалось.

Совместная работа

Ведущими игроками на рынке разработки систем впрыска в то время были три компании – Bosch, Siemens и General Motors. Предварительные переговоры закончились заключением контракта с GM по простой причине – "джиэм" имел больше опыта и мог предложить максимальный спектр услуг "под ключ".

lada_samara_baltic_l_3

Первой впрысковый двигатель 2111 "примерила" Lada Baltic. Компоненты GM выдаёт характерный дизайн ДМРВ между корпусом воздухофильтра и патрубком впуска.

Что же должны были сделать специалисты General Motors в рамках контракта? Во-первых, разработать и адаптировать под вазовские моторы впрыск топлива, который бы отвечал нормам Евро-1 и США-93. Во-вторых, для экспортных автомобилей "джиэмовцы" должны были поставить более полумиллиона (!) комплектов систем питания. И, наконец, итогом работы предполагалось приобретение соответствующих лицензий с последующим выпуском компонентов на советских (а в новых реалиях – российских) заводах.

OLYMPUS DIGITAL CAMERA
Baltic-i

Тип системы питания на Lada Baltic подчеркивал оригинальный шильдик "injection", расположенный на задней двери слева под надписью "LADA"

Уже в 1993 году GM начал поставки комплектов центрального впрыска (так называемого моноинжектора) для Жигулей и Нивы, а впоследствии – и систем распределённого впрыска для Лады Самары. Увы, по объективным экономическим причинам в непростое для новой страны время за шесть лет удалось поставить на конвейер лишь 115 тысяч комплектов вместо запланированных изначально 540 тысяч.

В тот момент на ВАЗе поняли, что нельзя опираться лишь на одного зарубежного партнера и решили подписать в 1995-м контракт и с фирмой Bosch. Это позволило освоить как разработку, так и производство еще одной системы питания, известной впоследствии, как "бошевская". Разумеется, работы по принципиально новой системе питания потребовали длительного пребывания в зарубежных командировках ведущих по проекту специалистов ВАЗа, некоторые из которых занимались этой темой в США по три-четыре года подряд.

SAMSUNG

На ранних «инжекторах» стояли контроллеры GM импортного производства

В ходе работы над "инжектором" на новую систему питания пытались перевести и такие экзотичные модификации, как 1,1-литровый двигатель ВАЗ-21081. Однако впоследствии было принято решение о том, что малокубатурные модификации "трогать" не стоит, и вазовские конструкторы вместе с зарубежными специалистами сосредоточились на моторах объемом 1,5-1,6 л – как жигулевских, так и "зубильных". А 16-клапанный мотор 2112 должен был стать первым в истории ВАЗа, конструкция которая изначально была "заточена" лишь под электронную систему питания с распределенным впрыском.

Еще в ходе ранних экспериментов над классическими моторами оказалось, что установка каталитического нейтрализатора сильно ухудшает показатели двигателя по мощности и крутящему моменту, поэтому система питания должна была обеспечивать максимальный КПД, чтобы минимизировать "экологические" потери энерговооруженности, неизбежные в любом случае.

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

На Самаре с так называемой низкой панелью контроллер впрыска разместили на полке под "бардачком"

Система впрыска топлива с электронным управлением была вполне распространенной (но при этом современной) концепцией. Электронный блок управления получал информацию от пары десятков датчиков, на основании которых и строилась коррекция топливно-воздушной смеси, а также остальные параметры – время открытия форсунок, угол опережения зажигания, количество подаваемого в цилиндры воздуха, топлива и так далее. Основную "работу" при этом проделывали несколько важнейших датчиков – например, датчик положения коленчатого вала (без него двигатель вообще не заведется!) и датчик массового расхода воздуха.

shema1

Важнейшее преимущество вазовского впрыска, как и большинства подобных систем – "живучесть". Если не отказал электрический бензонасос или "стратегический" датчик ДПКВ и не сгорел контроллер ЭБУ или модуль зажигания, то система худо-бедно, но будет работать даже при отказе нескольких датчиков, перейдя в аварийный режим и работая по альтернативным алгоритмам управления с использованием неких "усредненных" показателей, зашитых в программу.

Сложности

Но гладко было только на бумаге. Освоить столь сложную систему, когда промышленный гигант СССР уже почил в бозе, стало для ВАЗа непростой задачей. Впрочем, при интеллектуальной поддержке зарубежных партнеров с ней вполне справились – по крайней мере, "инжектор" уже к концу девяностых годов стал не просто работоспособной, но и вполне серийной системой питания для ВАЗов.

OLYMPUS DIGITAL CAMERA
OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Датчик массового расхода воздуха – один из самых дорогих компонентов системы питания с распределённым впрыском

Конечно, многое пошло «не так и не туда». Попытки привлечь к производству "оборонку" так и закончились ничем, да и работа в Штатах была закончена еще в 1994 году – до постановки впрыска на конвейер. Кроме впрысковой версии мотора объемом 1,1 л, в итоге так и не удалось освоить 16-клапанную версию Самары, хотя адаптация агрегата 2112 к кузову 21093 была проведена еще на ранних стадиях работы по впрыску. Лишь намного позднее многоклапанный мотор все же встал под капот Самары в заводском исполнении – точнее, "околозаводском", от компании "Супер-Авто".

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Для поглощения топливных паров предусмотрено специальное устройство – адсорбер

Некоторые компоненты пришлось оставить импортными – например, датчик кислорода, форсунки и ДМРВ. Блоки под заказ выпускали на Bosch, а со временем были освоены и контроллеры отечественного производства. Остальные же компоненты (датчики, впуск, выпуск и система подачи топлива из бака) были освоены почти самостоятельно.

OLYMPUS DIGITAL CAMERA
OLYMPUS DIGITAL CAMERA

При наличии некоторых версий БК, считывать ошибки и обнулять их на впрысковом двигателе ВАЗ можно прямо с «бортовика»! Разъем OBD-2 так называемой К-линии: именно сюда нужно подключаться для диганостики «вазоинжектора»

Еще в процессе работы в США вазовские конструкторы поняли, что американский подход к настройке некоторых компонентов (в частности, датчика системы детонации) на малолитражном двигателе ВАЗ, да еще в российских реалиях, не совсем оптимален. Именно поэтому вместо «защитной» функции на него возложили активную борьбу с детонацией путём индивидуального управления углами зажигания на основании показателей датчика.

Первая товарная партия из нескольких тысяч ВАЗ-21082 с российским контроллером Январь-4 и сборной солянкой из компонентов GM и Bosch была выпущена в 1996 году. Она соответствовала действовавшим на тот момент в РФ нормам токсичности, поэтому не имела катализатора и лямбда-зонда.

При практических испытаниях выяснилось, что ресурс отдельных элементов (тех же форсунок, бензонасоса и свечей зажигания) сильно зависит от качества бензина, а хлебнув "этила", можно было гарантированно угробить каталитический нейтрализатор или "нежный" лямбда-зонд. Именно поэтому в конце девяностых – начале двухтысячных годов новомодной системы питания многие российские автомобилисты боялись, как огня. Усугубляло ситуацию то, что на коленке впрыск не продиагностируешь, а загоревшийся на ВАЗе индикатор "проверь двигатель" (check engine) в то время вгонял в ступор даже опытных механиков.

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Еще один "бонус" от электронного управления системой питания – заводская "противоугонка", так называемый иммобилайзер

Благодаря и вопреки

Однако остановить прогресс невозможно. Поскольку концептуально вазовский впрыск на моторах 2111/2112 получился весьма удачным (сказывалось участие таких грандов, как Porsche, Bosch и GM), заводчанам требовалось лишь подтянуть качество изготовления отдельных компонентов у смежников, а потребителям – адаптироваться к новой системе питания, лишенной привычного "подсоса" и прочих "ручных подкачек".

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Двигатель 2111 – не самый экономичный, но тяговитый и практичный

Пример из жизни: в начале двухтысячных на завод обратился владелец Нивы с моновпрыском, у которого износилась центральная форсунка. Как оказалось, к тому моменту он без каких-либо проблем с системой питания проехал на своей машине свыше 200 тысяч километров!

lada_4x4_taiga_1

Распределённый впрыск "сдружили" и с двигателем классики, который ведёт свою родословную еще от ВАЗ-2101 1970 года

Сравнивать 16-клапанный мотор с обычным «восьмерочным» не имело смысла – увеличение числа клапанов в два раза поднимало максимальную мощность при прочих равных условиях как минимум на 10-15%, да и по характеру многоклапанный мотор с высокой степенью сжатия был более "крутильным" и "верховым", то есть приветствовал работу на оборотах в зоне максимальной мощности, а не крутящего момента. Однако оказалось, что с новой системой питания и проверенный временем "восемьдесят третий" мотор стал гораздо тяговитее и эластичнее – ведь максимальный крутящий момент не только вырос со 106 до 116 Нм, но и стал достижим на более низких оборотах (3 000 об/мин против 3 500 об/мин у мотора 21083). Вдобавок оказалось, что с новой системой питания мотор избавился от "температурной зависимости" и "поехал" даже в непрогретом состоянии. Если "зубило" и раньше славилось боевым характером, то с впрысковым мотором оно стало куда более "покладистым", избавившись от непонятной нервозности Солекса.

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

На ВАЗах с Евро-2 стоял один катализатор – под днищем. На машинах с Евро-3 и выше к нему прибавился так называемый катколлектор

"Инжектор" открывал ворота в мир "чипованного волшебства" : "поколдовав" с настройками ЭБУ, можно было привить двигателю требуемый характер – сделать его еще более тяговитым на низах или, напротив, ценой "экологии" поддать лошадиных сил. Действительно, всесильная электроника позволила реализовать потенциал всего "железа", заложенный десятилетием ранее еще инженерами Porsche. Но, в отличие от брутально-спортивных вариантов на сдвоенных горизонтальных "веберах", впрысковый мотор Самары при этом оставался "паинькой" по экономичности и экологичности. Для производителя было также очень важно, что разработанные совместно с иностранцами и выпущенные серийно компоненты впрыска после сборки системы на двигателе не требовали тщательной настройки и калибровки "по месту".

Победоносной поступью

Нет ничего удивительного в том, что впрыск стремительно набирал обороты как на переднем приводе, так и на классике. Разумеется, первым архаичный карбюратор исчез из-под капотов "десятки" и Самары, ну а к середине двухтысячных стало ясно, что новые экологические требования (минимум Евро-2) можно выполнить, только полностью отказавшись от прежней системы питания. Свои последние конвейерные дни вазовский карбюратор доживал уже на чужбине – в соседней Украине, где нормы токсичности Евро-2 вступили в силу лишь в 2006 году. Именно в то время выпуск новых автомобилей ВАЗ с "карбом" был полностью прекращен, а уже в следующем, 2007-м, АВТОВАЗ перешел на нормы Евро-3, что, в свою очередь, привело к прекращению выпуска полуторалитрового мотора ВАЗ-2111, соответствующего нормам токсичности Евро-2.

OLYMPUS DIGITAL CAMERA
OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Двигатель 2111 объемом 1,5 л легко отличить от более поздних модификаций по легкосплавному впускному коллектору. У 1,6-литрового восьмиклапанника модуль впуска выполнен из пластика

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Появившиеся весной 2007 года Самары украинского производства даже с новым двигателем 11183-20 соответствовали старым нормам Евро-2

OLYMPUS DIGITAL CAMERA
OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Изначально у дроссельной заслонки был обычный механический привод – с помощью тросика

С января 2007 года под капотом российских Самар появился двигатель объемом 1,6 л, соответствовавший более жестким нормам Евро-3, который впоследствии получил такой девайс, как электронную педаль газа без жесткой механической связи с дроссельной заслонкой. Тем не менее концепция системы питания двигателей ВАЗ по сегодняшний день остаётся неизменной – это распределённый впрыск топлива с электронным управлением.

 

Добавить комментарий

Для комментирования вам необходимо авторизоваться

Добавить комментарий

Комментарий отправлен
5 комментариев
30.05.2016 11:25
Сергей Мощеников

ДА.... в 2002 году, я купил ВАЗ 21083I. Предыдущий владелец покупал машину в 2000г, под заказ. 2108, низкая панель, заказной салон сшитый на Автовазе.., стеклоподъемники, система распределенного впрыска GM - это было круто... Об автомобиле остались только теплые воспоминания. Кроме одного но - вышедший из строя расходомер это была проблема. В магазинах уже появлялись дешевые "Бошевские", но они не подходили на на контроллер GM, а GMовский стоил в несколько раз дороже Бошевского. Но вопрос был решен - по номеру з/ч было установлено, что такой расходомер ставился на многие машины GM и был приобретен с разборки, что тогда было нормальной практикой для редких запчастей.

8

31.05.2016 18:57
Иван Панов

Вот хоть убейте... Не понимаю я... На кой было для низкой панели создавать специальный сигнализатор "check engine", располагающийся на центральной консоли, если в ее приборке есть один незадействованный сигнализатор. При чем, даже желтого цвета!

6

05.01.2017 12:50
tba_new@mail.ru

А на "той", что он был предназначен для индикатора "проверьте лампы габаритов и стоп-сигналов" (от CheckControl который был предусмотрен в самых первых 2108), управляется "+" кстати. А впысковые ЭБУ обычно управляют "-".

1

05.01.2017 12:47
tba_new@mail.ru

Электронный блок управления получал информацию от пары десятков датчиков, на основании которых и строилась коррекция топливно-воздушной смеси, а также остальные параметры – время открытия форсунок, угол опережения зажигания, количество подаваемого в цилиндры воздуха, топлива и так далее.

Просто даже страшно спросить... а ГДЕ ВЫ НАШЛИ ПАРУ ДЕСЯТКОВ ДАТЧИКОВ???

  1. ДПКВ.
  2. ДПРВ (тогда ещё не было у 2111, есть только у 2112).
  3. ДМРВ.
  4. ДПДЗ.
  5. ДТОЖ.
  6. ДД.
  7. ДК (отсутствовал в самых простых комплектациях).
  8. ДНД. Я только шесть насчитал (для 2111)... и семь для мотора 2112, а для 2111 нет #2, ну пускай даже восемь, но ДНД вообще-то был только у систем под Euro-III (а на более поздних от него отказались и был он только у ВАЗ из-за особенностей эксплуатации на территории СНГ). А например на "классических" (моторах ВАЗ для "классики") так и ДД насколько я помню нет из-за повышенной "шумности" ГРМ...

РХХ, МЗ, форсунки, топливный насос, ну ещё клапан продувки адсорбера это всё исполнительные механизмы, но даже с ними на "пару десятков" (т.е. 20) не наберётся...

На восьмиклапанном двигателе применили общий модуль зажигания, а на шестнадцатиклапаннике 2112 – индивидуальные катушки.

Эммм... вы вообще двигатель ВАЗ-2112 хоть видели??? Это на 21124 и 21126 насколько я помню в "колодцах" стоят индивидуальные катушки зажигания, а у 2112 МЗ ещё сверху на ГБЦ установлен (ещё хуже, чем на 2111).

На ВАЗах с Евро-2 стоял один катализатор – под днищем. На машинах с Евро-3 и выше к нему прибавился так называемый катколлектор

Чушь, чушь и ещё раз ЧУШЬ! )) На а/м с Евро-3 такой-же катализатор был под днищем а/м, а добавился второй ДК (теперь они стали ДКУ и ДКД), а катколлектор это ещё более "позднее" изобретение у АвтоВАЗ'а )) мало того – у а/м с катколлектором (т.е. просто катализатор перенесли ближе к выпускной трубе, объединив катализатор и выпускной коллектор в одну деталь, в неё-же и устанавливаются ДКУ и ДКД), а вот катализатора под днищем а/м у таких а/м уже НЕТ ))))) смешные Вы тут вещи временами пишете )))

а уже в следующем, 2007-м, АВТОВАЗ перешел на нормы Евро-3, что, в свою очередь, привело к прекращению выпуска полуторалитрового мотора ВАЗ-2111, соответствующего нормам токсичности Евро-2.

"Ох держите меня семеро" © ))) Нормы Евро-3 были доступны сразу с началом выпуска а/м с контроллерами Bosch MP7.0H о чём красноречиво говорит нам Технологическая инструкция **.12021 выпущенная АвтоВАЗтехобслуживание подписанная ещё 15 апреля 2003 года и именно для а/м с двигателями ВАЗ-2111 (2111-1411020-50), ВАЗ-2112 (2112-1411020-50) и ВАЗ-21214 (21214-1411020)

10

06.01.2019 00:33
truckerfiftytwo@gmail.ru
ну а к середине двухтысячных стало ясно, что новые экологические требования (минимум Евро-2) можно выполнить, только полностью отказавшись от прежней системы питания

На самом деле, из карбюратора можно выжать даже Евро-4, как показывает опыт ЗМЗ с его автобусными V8. Катализатор, "лямбда", система дополнительного обеднения смеси за счёт подачи воздуха через клапан под управлением простенького ЭБУ, система рециркуляции картерных газов - и вуаля. Правда, никто не скажет как долго выдерживался такой экологический класс в реальной эксплуатации, но сертификацию мотор проходил, а что ещё надо.

Что касается Евро-2, то тут вовсе смешно, в Германии продаются наборы для официальной конверсии любого карбюраторного авто под данный стандарт. Даже выпуска 50-х 60-х годов. В него входит дешёвый окислительный катализатор, "лямбда", пара клапанов, простенькое ЭБУ и вроде всё. И можно ездить под знак "только для зелёного транспорта".

Так что инжектировать "классику" никакой нужды по сути не было. Это исключительно больные амбиции АвтоВАЗовцев и желание содрать с покупателя лишние деньги за "мудернизированную" машину под соусом необходимости уложиться в новые эконормы...


Новые статьи

Популярные тест-драйвы

Change privacy settings