Эксперименты по установке дизельного двигателя на серийный легковой автомобиль в Европе начались еще в тридцатые годы ХХ века. К примеру, уже в 1936 году существовала 45-сильная версия Mercedes 260D с детищем Рудольфа Дизеля под капотом. В СССР же легкового дизеля просто не было – по нескольким объективным причинам.
В о-первых, такой мотор сложнее в производстве, чем обычный бензиновый двигатель. Во-вторых, дизели тех лет существенно уступали отто-моторам по удельной мощности и слыли настоящими тихоходами. В-третьих, существовала проблема запуска мотора на солярке в мороз. Да и специфический звук (и запах выхлопа) приводил к тому, что дизель долгие годы оставался уделом советских танкистов и трактористов.
Наконец, была еще одна очень важная причина: в стране с планово-административной экономикой при наличии огромных запасов нефти бензин стоил сущие копейки. Поэтому на «обычном» топливе ездили не только легковые машины, но и грузовики – как «газоны» и ЗиЛы, так и огромные армейские крейсеры. Верх экзотики – УРАЛ-375, работающий на… «девяносто третьем» (!) бензине. Как шутили современники, «чтобы прапорщику было, чем заправлять личные Жигули».
При этом легковушки производства СССР дизельными моторами все же оснащались – но не дома, а за рубежом. Бельгийский импортёр Волг уже в 1960 году начал устанавливать на «двадцать первые» несколько разновидностей атмосферных дизелей – разумеется, иностранного производства. Правда, машина при этом «переставала ехать», но в Западной Европе уже 50 лет назад экономия была куда важнее динамики.
Тем не менее, на рубеже восьмидесятых годов и советские конструкторы задумались о дизельном моторе для легковых автомобилей. После грянувшего в 1973 году мощнейшего энергетического кризиса легковой дизель все активнее начали внедрять на автомобили малого и среднего класса – как оказалось, по мощности он уже не так сильно уступал аналогичным «овощным» версиям, работавшим на бензине. Зато дизель был заметно экономичнее: если легковой автомобиль класса Жигулей в среднем потреблял около 8 литров топлива, то дизель близкой мощности – около 6 литров. При этом версии с наддувом по энерговооруженности вообще не уступали бензиновым моторам, а в части максимального крутящего момента заметно превосходили их. Было у дизеля и еще одно важное преимущество: в силу большей механической прочности деталей и низких рабочих оборотов ресурс такого агрегата примерно в 1,5–2 раза превосходил аналогичный бензиновый.
А коль уж дизель набирал обороты в Европе, в СССР не могли игнорировать эту тенденцию хотя бы потому, что экспорт легковых машин являлся важной частью валютного дохода страны. Следовательно, впору было заняться «дизельной темой».
«Если "тракторно-танковые" агрегаты в СССР были хорошо известны, то легковыми моторами всерьез практически никто не занимался».
Своя игра
В начале восьмидесятых на ВАЗе занялись разработкой собственного дизеля, причем в Тольятти решили делать так называемый конвертор – мотор, детали которого изготовлены по «бензиновой» технологии, отработанной на проекте двигателя 2108. Единственной существенной проблемой было отсутствие в СССР топливной аппаратуры для малогабаритных и высокофорсированных дизелей.
На фото: ВАЗ-341 в разрезе
Тем не менее уже в середине восьмидесятых на базе блока 2103 был разработан атмосферный дизель объемом 1,45 л и мощностью 55 л. с. Его особенность – предкамерная конструкция, при которой смесеобразование происходит в специальной камере, а не в зоне поршня. Разумеется, никакой управляющей электроники – распределением топлива по цилиндрам ведал классический топливный насос высокого давления. Конструктивно такой агрегат напоминал «фольксвагеновские» и «фордовские» моторы начала восьмидесятых годов. По современным меркам ВАЗовский дизель, конечно, далёк от идеала, поскольку он не может похвастаться ни высокой мощностью, ни хорошими экологическими параметрами. Во время доводки двигателя также выяснилось, что он требует куда более высокой точности изготовления и механической прочности деталей – особенно это касалось цилиндропоршневой группы и кривошипно-шатунного механизма.
На фото: Чертежи двигателя ВАЗ-341
«Пятерка» с дизельным мотором, получившая индекс 21055, в 1988 году успешно прошла государственные испытания, но. Даже несмотря на определённую технологическую унификацию с бензиновыми моторами, запустить в серийное производство дизель на ВАЗе в то время не смогли по целому ряду причин, среди которых не последнее место занимало отсутствие финансовой поддержки со стороны государства. Именно поэтому обернулась обидной неудачей попытка в начале девяностых годов наладить выпуск дизельных моторов на Кировском заводе.
Именно поэтому к «дизельной» теме на ВАЗе всерьез вернулись лишь в 1996 году, причем совместно с предприятием «Барнаултрансмаш».
Для производства в Барнауле в НТЦ ВАЗа разработали целое семейство вихрекамерных дизелей – «базовый» 341 объемом 1,5 л, более мощный 343 (1,8 л) и его турбированная версия с индексом 3431.
Кроме самих моторов в Тольятти подготовили и соответствующие модификации автомобилей. Было принято решение, что дизель будет использоваться на «утилитарно-практичных» моделях – «четвёрке» и Нивах. Универсалы 21045 и 21048 должны были довольствоваться безнаддувными дизелями 314 и 343 соответственно, в то время как Нивам 21215-50 и 21215-70 полагались лишь 1,8-литровые агрегаты как в атмосферном, так и в наддувном вариантах. Для тяжелой «длинной» Нивы 21315 планировали использовать лишь 1,8-литровый турбодизель 3431.
Читайте также: Резинки для щеток bosch
Одним из значительных упущений российской автомобильной промышленности является отсутствие массового легкового дизеля. Ввиду этого местным производителям приходится использовать иностранные аналоги. Разработки таких моторов начались лишь во второй половине прошедшего века, и массовый вариант все еще не появился. Далее рассмотрены дизели на автомобилях ВАЗ.
Предпосылки
Первые экспериментальные дизельные легковые автомобили появились в Европе в 30-х гг. прошедшего века. В СССР это произошло значительно позже по нескольким причинам.
Во-первых, такие силовые агрегаты сложнее в производстве в сравнении с бензиновыми аналогами.
Во-вторых, дизели того времени значительно отставали от них по производительности.
В-третьих, моторы на солярке имели ярко выраженные негативные эксплуатационные качества: высокий уровень шума, проблемы холодного запуска, низкая экологичность.
В-четвертых, в те времена бензин был очень дешевым, поэтому даже некоторая тяжелая техника была оснащена бензиновыми моторами. По данным причинам дизели в основном использовали на тяжелых машинах, где они были более актуальны, чем бензиновые двигатели, благодаря тяговитости.
Одним из первых советских легковых автомобилей, получивших дизельный мотор, стал ГАЗ-21, и то его экспортный аналог: в 60-х гг. в Бельгии машину оснащали несколькими вариантами атмосферных двигателей иностранного производства.
В 70-е гг. началось активное распространение дизелей на машинах малого и среднего классов. Основной причиной этого стал энергетический кризис 1973 г. Легковые моторы на солярке к тому времени значительно развились. Они превосходили бензиновые аналоги по экономичности и долговечности в 1,5-2 раза, благодаря большей прочности деталей. Производительность также повысили путем использования турбин.
Первый вазовский дизель
На Волжском автомобильном заводе разработку дизелей для легковых моделей начали в 80-е гг. Конструкторами было решено строить мотор с использованием производимых по бензиновой технологии деталей, опробованных на проекте 2108. Перед ними возникла проблема отсутствия топливной аппаратуры для легковых дизелей.
В результате на основе блока 2103 создали атмосферный силовой агрегат ВАЗ-341 объемом 1,45 л и мощностью 55 л. с. Он отличается предкамерной конструкцией, подразумевающей смесеобразование не в зоне поршня, а в отдельной камере. Электроника отсутствовала. Распределение топлива по цилиндрам осуществлялось топливным насосом высокого давления. По конструкции дизель ВАЗ похож на моторы Ford и Volkswagen начала 80-х гг. Упоминается, что двигатель последнего и был взят за образец при разработке.
По результатам испытаний подтвердилось, что недопустимо использовать стандартные «бензиновые» запчасти. Дизель ВАЗ, как и прочие моторы такого типа, характеризуется повышенными нагрузками из-за большей степени сжатия. Ввиду этого многим элементам недоставало прочности, особенно кривошипно-шатунному механизму и поршневой группе. Ситуацию усугубляла низкая точность изготовления.
На основе этого в 1984 г. было решено создать дизель объемом 1,7 л на основе ВАЗ-2106 с использованием элементов 21083.
В 1986 г. создали турбированный вариант 3411 производительностью 65 л. с. и 114 Нм и выпустили две оснащенных им "Нивы" с индексом 21215. Однако вскоре они вышли из строя.
И все же, ВАЗ-2105 с 341-м двигателем, получившим индекс 21055, прошел государственные испытания в 1986—1988 г. Однако, несмотря на унификацию мотора с бензиновым, машину не запустили в производство. Это было обусловлено многими причинами. Одна из основных — отсутствие государственной финансовой поддержки.
Серия дизелей
В следующий раз за разработку дизельных моторов ВАЗ взялся в 1996 г. совместно с "БарнаулТрансМашем". Условия сотрудничества предполагали, что второе предприятие будет производить силовые агрегаты разработки ВАЗ. Было создано семейство из трех двигателей.
Начальным стал 341-й мотор, увеличенный до 1,52 л объема. Более производительный двигатель 343 имел объем 1,8 л. Самый мощный вариант — это тот же дизель ВАЗ, оснащенный турбиной IHI, с индексом 3431. Моторы получили топливную аппаратуру Bosch.
В соответствии с этим разработали гамму дизельных модификаций стандартных моделей. Такие двигатели планировали использовать на утилитарных машинах. Так, универсалы 21045 и 21048 планировали оснастить безнаддувными вариантами 341 и 343 соответственно. На "Нивы" 21215-50 и 21215-70 предполагалось установить 1,8 л атмосферный и турбированный моторы соответственно, на ВАЗ-21315 — только 3431.
К 2000 г. барнаульский завод освоил выпуск данных дизельных двигателей, и в рамках опытно-промышленного производства началась установка дизеля на ВАЗ-2104 и 2105. Такие автомобили выпускали небольшими партиями.
Несмотря на низкую производительность, мотор подошел машинам. При скромных показателях бензинового силового агрегата снижение динамики было не особо значимо для таких моделей, но экономичность заметно возросла. При этом мотор имел те же проблемы, что и первый 341-й дизель ВАЗ: вследствие низкой механической прочности поршневой группы он оказался очень недолговечным. Ресурс двигателя составлял 30-40 тыс. км. По достижении такого пробега требовался капитальный ремонт дизеля ВАЗ, состоявший в замене блока цилиндров вместе с поршневой группой.
Читайте также: Обороты двигателя на холостом ходу
Со временем многие технологические проблемы были решены, вследствие чего долговечность двигателей возросла. Однако в 2003 г. ВАЗ-21045 сняли с производства. Оставшиеся 500 двигателей ВАЗ-341 установили на седаны, получившие индекс 21055. Всего за 3 года выпустили около 6000 дизельных машин.
Причины провала
Массовое производство дизельных легковых машин не удалось наладить по нескольким причинам. Основная из них — нерентабельность выпуска таких моторов ввиду значительно устаревшей конструкции. Двигатели имели ту же предкамерную схему, что и первый 341-й прототип, и существенно отставали от современных аналогов по производительности и экологичности. Для достижения приемлемых показателей необходимо было создавать мотор другой конструкции. Самостоятельную разработку сочли нерентабельной, а технических партнеров для этого не нашлось. К тому же продукция ВАЗ хорошо продавалась и без дизеля.
Заимствованные двигатели
Так как отсутствовал собственный легковой массовый дизель, ВАЗ неоднократно заимствовал сторонние моторы.
Так, в 1981 г. рассматривалась возможность конвертации бензинового двигателя ВАЗ-2121 в дизельный при участии Porche.
С 1987 по 1990 г. производитель совместно с немецким импортером Deutsche Lada разработал план создания экспортной версии Нивы с силовым агрегатом Volkswagen. Однако данная фирма отказалась адаптировать свой 1,9 л двигатель к платформе Нивы.
В 1993 г. удалось наладить сотрудничество по той же схеме с Peugeot. По заказу французского импортера Жана Пока производитель адаптировал 1,9 л мотор XUD-9L под установку на ВАЗ-2121. Изготовлением машин занималась "Лада-Экспорт". Туда поставляли обычные "Нивы", и стандартный мотор заменяли на французский. Всего произвели около 6000 таких автомобилей для Франции, Испании, Италии и прочих европейских рынков.
Кроме того, в Италии "Марторелли" оснащал "Нивы" двигателями VM и FNM.
Однако с введением экологических норм Евро-2 мелкосерийный выпуск дизельных "Нив" завершили.
В 1998 г. совместно с Peugeot и "Марторелли" ВАЗ пытался наладить производство "Нив" с мотором Peugeot XUD-9SD. Однако работы также пришлось прекратить из-за введения норм Евро-3.
Кроме того, с 1995 по 1997 г. двигателем PSA TDU5 от Peugeot 106 и Citroen Saxo с сторонним навесным оборудованием и оригинальным креплением оснащали Самары для рынков Франции и стран Бенилюкс.
Последние эксперименты
В 2007 г. на Chevrolet Niva по индивидуальным заказам "Тема Плюс" устанавливала мотор FNM.
В 2014 г. на Lada 4×4 экспериментировали с 1,3 л 75 л. с. двигателем Fiat Multijet. При этом он не был совместим ни с трансмиссией из-за ограничения по крутящему моменту, ни с аналоговой схемой электропроводки из-за CAN-шины.
Супер-авто исследовал возможности установки на "Ладу" 4×4 1,5 л дизеля от Renault Duster к 2015 г. Кроме того, был создан экспериментальный автомобиль с 100-сильным 1,8 л мотором.
Конструкция дизелей
Начальный силовой агрегат серии создали, модернизировав первый 341-й двигатель ВАЗ: дизель получил увеличенный на 4 мм ход поршня (84 мм). Благодаря этому объем возрос с 1,45 до 1,52 л. ГБЦ изготовлена из алюминия, направляющие втулки, седла клапанов — из легированного чугуна, вставки камер сгорания — из жаропрочного сплава. Газораспределительный механизм заимствовали у ВАЗ-2108. Рабочую поверхность клапанов усилили методом электропереплава. Коленвал — от 2103 с повышенной жесткостью допусков на разброс ходов. Увеличили жесткость конструкции отливки 2103. Установили калильные свечи. Мотор оснастили стартером мощностью 1,7 кВт (1,9 у ВАЗ-21055). Для этого потребовался аккумулятор повышенной емкости (60 или 65 А. ч). Кроме того, установлен топливный насос Bosch и вакуумный насос для создания разрежения в усилителе тормозов.
Существовала дефорсированная модификация 3413, предназначенная для малогабаритного трактора и привода электрогенератора. От обычного 341-го мотора он отличается ограничением максимальных оборотов на 3000 вместо 4800.
1,8 л двигатели создали, увеличив диаметр цилиндра с 76 до 82 мм.
Существуют турбированные варианты 1,45 л 341 мотора (3411) и ВАЗ-343 (3431 с турбиной IHI)
Технические характеристики
Как было отмечено выше, из-за устаревшей конструкции ВАЗ-341 имеет низкую производительность в сравнении с аналогами тех времен. Его мощность составляет 54 л. с. при 4600 об/мин, крутящий момент — 92 Нм при 2300 об/мин. То есть даже по второму показателю он уступает бензиновому мотору (103 Нм у ВАЗ-21043). Большая тяговитость на малых оборотах обеспечена другим графиком производительности и сокращенным передаточным числом.
Версия 3413 дефорсирована до 32 л. с. при 3000 об/мин.
Естественно, более производителен 1,8 л ВАЗ дизель: технические характеристики составляют 65 л. с. при 4600 об/мин и 114 Нм при 2500 об/мин.
Турбированный вариант развивает 80 л. с. при 4600 об/мин и 147 Нм при 2500 об/мин.
Дизельные автомобили
Установка дизеля на ВАЗ-2104 осуществлялась в Управлении эксплуатации и ремонта автомобилей ВАЗ. Опытно-промышленное производство начали в 1998 г., выпустив партию из 50 машин с 341-м дизелем (21045).
Позже начали испытания машины с 343-м двигателем (21048) и его доработку (ресурс пытались повысить до 150 тыс. км). Планировалось наладить производство к 2005 г., однако это не удалось.
ВАЗ-21315 была подготовлена к выпуску в 2002 г., но также не запущена.
Читайте также: Регистрация авто в гибдд без госуслуг
Особенности
Дизельный универсал отличается некоторыми конструктивными особенностями от бензинового ВАЗ-2104. Дизель ввиду большей массы потребовал установить усиленные пружины передней подвески. Главную пару заменили с 4,1 на 3,9. Чтобы компенсировать повышенный уровень шума от дизельного двигателя, в моторный отсек установили дополнительную шумоизоляцию (на крышку капота и защиту картера). Выхлопную трубу завернули петлей во избежание загрязнения сажей правого фонаря. На приборной панели появился индикатор разогрева свечей накаливания и клавиша подогрева топливного фильтра (при этом индикатор его включения отсутствует).
Отзывы
Вскоре после появления журналисты "За рулем" испытали универсал ВАЗ дизель. Отзывы свидетельствуют о более уверенном функционировании двигателя на низких оборотах. Так, даже трогаться можно с 5-й передачи, а с 30 км/ч начинается ровная тяга. При быстрой езде, наоборот, придется переключаться значительно чаще, чем на бензиновой машине, из-за укороченной главной пары. При этом в любом случае по динамике дизельный автомобиль значительно отстает. Только на малых оборотах наблюдается небольшое преимущество.
В разгоне до 100 км/ч бензиновый ВАЗ-2104 быстрее на 8 с. К тому же дизельная машина уступает по максимальной скорости на 13 км/ч. При разгоне с хода с 20 до 90 км/ч отрыв меньше (около 3 с). К тому же, по отзывам издания "Авторевю", у дизеля замедлены реакции на педаль газа.
Что касается повышенного уровня шума, которым обычно характеризуется такой мотор, дизель ВАЗ ощутимо громче на холостых оборотах (на 6-8 дБ(А)). С ростом оборотов разница снижается на 1-3 дБ(А), затем пропадает.
В результате испытаний журналисты получили 10%-ю разницу в среднем расходе топлива в смешанных условиях. Однако финансовая выгода от использования дизельного двигателя с учетом цен автомобильного топлива на момент испытаний составила 36%. Журналисты рассчитали, что большая на 1300$ стоимость машины окупалась за 180 тыс. км.
По отзывам испытывавших ВАЗ-21048, он получился значительно более сбалансированным и, благодаря большей тяговитости, позволял переключаться гораздо реже.
С тем же мотором хорошо себя проявила "Нива", особенно на бездорожье.
ВАЗ-3411 получился похожим по характеру на мотор 2121. Как и бензиновый двигатель, он лучше проявляет себя на высоких оборотах. При это на малых оборотах тяга ниже, даже чем у ВАЗ-21213, то есть ярко выражена турбояма.
Эксплуатационные качества
Вследствие более тяжелого двигателя снаряженная масса ВАЗ-21045 возросла до 1,06 т (на 40 кг по сравнению с 21043), полная — до 1,515. По данным производителя, ускорение до 100 км/ч занимает 23 с (на 6 с больше), максимальная скорость — 125 км/ч (меньше на 18 км/ч). Расход топлива составляет 5,2 л при 90 км/ч, 7,5 л при 120 км/ч и 6,2 л в городских условиях (7, 9,9, 9,8 л у 21043, соответственно).
Машина с 343-м мотором ближе по динамике к бензиновому универсалу ВАЗ. Дизель объемом 1,8 л обеспечивает ускорение до 100 км/ч за 19 с и максимальную скорость в 133 км/ч.
Разгон ВАЗ-21215-50 до 100 км/ч занимает 25 с, максимальная скорость равна 127 км/ч против 19 с и 137 км/ч у 21213.
ВАЗ-21215-70 по динамике разгона равен бензиновой "Ниве" и отстает по максимальной скорости на 7 км/ч.
В одном из подразделений дирекции по техническому развитию ОАО ''АВТОВАЗ'' начался выпуск новых автомобилей — ''Лада 2105 Д''. Ими стали седаны классической компоновки ''пятой'' модели, оснащенные дизельными двигателеми объемом 1,5 литра производства завода ''Барнаултрансмаш''. Эти автомобили заняли место универсалов, для которых базовой моделью была ''Лада 2104'', переданная на ОАО ''ИжАвто''.
Разработка ''Лады'' с дизельным двигателем велась совместно с предприятием ''Барнаултрансмаш'', специалисты которого по проекту АВТОВАЗа изготовили первые такие моторы и выполнили их доводку. Первая ''Лада 2104 Д'' была выпущена 28 апреля 1998 года. Спрос на эти автомобили стабильно превышал предложение. Дизельная ''четверка'' несколько дороже бензиновой комплектации той же модели, однако расходы окупаются более экономичной эксплуатацией: удельный расход этого автомобиля на 100 километров составляет 5-6 литров дизельного топлива, стоимость которого существенно ниже бензина. Техническое обслуживание ''Лады 2104 Д'' освоено предприятиями фирменной вазовской сети автосервиса. Все это и определяло покупательский выбор. В общей сложности было выпущено более 5 тысяч дизельных ''четверок''. География реализации этих автомобилей не ограничивается Россией. Специалисты уверенно говорят о присутствии ''Лады 2104 Д'' в Латвии и Узбекистане.
Автомобили ''Лада 2105 Д'' сохранили все ходовые качества своих предшественников. При этом некоторые преимущества может добавить кузов ''седан'', который легче универсала. Заказы на новые дизельные ''Лады'' уже поступили от столичных дилеров. В ноябре в дирекции по техническому развитию АВТОВАЗа было изготовлено около 40 автомобилей ''Лада 2105 Д''. Всего же до конца нынешнего года планируется выпустить 130 дизельных ''пятерок''. Производство этих автомобилей в следующем году будет зависеть от спроса на них на российском рынке.
Источник:
