История и конструкция Москвич-2141

"Фордовский" этап "Москвича" остался далеко позади: сейчас заводу не до экспорта, а в России бензиновые двигатели более популярны, к тому же они доставляют меньше хлопот в холодное время года и при эксплуатации на отечественном топливе. Поэтому для улучшения имижда на россиском рынке "Москвичу" был необходим мощный бензиновый двигатель. Осенью 1995 года в поисках более динамичного двигателя заводчане обратились к зарубежным коллегам, и за полгода установили под капоты "сорок первых" и испытали добрый десяток разных моторов. Например, 1,6-литровый силовой агрегат от Renault 12 получили из Аргентины - он обеспечивал Москвичу неплохую разгонную динамику благодаря своей коробке передач с хорошо подобранными передаточными числами, но не влезал ни в какие нормы по токсичности из-за допотопного однокамерного карбюратора. Пробовали ставить мотор от автомобиля Tofas 131, английские и турецкие двигатели Ford (рабочим объемом 1,6 и 2 литра), 1,8-литровый 130-сильный корейский шестнадцатиклапанник Hyundai, 1,6-литровый мотор Toyota.

Двигатели часто приходили на АЗЛК без технической документации, но для заводчан это не стало преградой. Специалисты в темпе отливали подходящий переходник к коробке передач, выбирали пригодный вариант сцепления (как правило, импортный ведомый диск плюс "родная" корзина), состыковывали детали выпускной системы, влезали в электронику системы впрыска, и когда японцы или французы приезжали только обсудить компоновку, им показывали уже готовый ходовой образец.

Вариантов постепенно становилось все меньше - и по техническим, и по финансовым соображениям. В 1996 году работы по "моторному" проекту остановились - завод охватил кризис. И вот в 1997 году, когда окончательно выяснилось, что отношения с французами попадают в сферу межгосударственных кредитных линий, то вердикт был вынесен - место под капотом "заряженных" Москвичей займет двухлитровый восьмиклапанный двигатель Renault с распределенным впрыском.[6] Об испытаниях "Москвича" с двигателем Renault можно прочесть в 11 номере газеты "Авто-ревю" за 1997 год.

Первоначально модернизация ограничивалась только импортным мотором, но быстро стало понятно, что мощный двигатель требует соответствующих тормозов, шин, сцепления, нуждается в улучшении подвеска. Поэтому в 1998 году была проведена существенная модернизация машины, которая заключалась, в основном, в замене ключевых отечественных комплектующих на импортные. Кроме того, наконец-то стали устанавливать более подходящие классу машины шины размером 175/70 вместо давно устаревших 165/80 модели МИ-180. Самое значительное изменение во внешнем виде - обновленный передок с новыми, слегка раскосыми, фарами в стиле Peugeot, новым капотом и решеткой радиатора. Покрашенный краской "металлик", автомобиль стал выглядеть весьма привлекательно и завод счел, что он заслуживает нового имени. Машину образца 1998 года назвали "Святогором".

К сожалению, кризис 1998 года перечеркнул все планы. Даже до падения курса рубля находилось немного желающих приобрести отечественный автомобиль ценой выше $8000, а уж после кризиса и подавно. Таким образом, цена "Святогора" скатилась сначала до $6500, а потом и до $3000. За такую цену машину стали расхватывать, как горячие пирожки, однако завод продавал их, фактически, дешевле себестоимости. Только один двигатель Renault стоил больше, чем вся машина в сборе. Поэтому выпуск "Святогора" с двигателем Renault продлился недолго, их выпуск и продажа стали нерентабельны. Возможности выбора двигателя опять сократились до УЗАМ-3317 или ВАЗ-2106. Были созданы единичные экземляры с двигателями ВАЗ-2130 объемом 1.8л, и с 2х-литровым уфимским мотором.

Однако последняя точка в истории с подходящим силовым агрегатом для "Москвича" еще не поставлена. Смешно, но когда 15 лет назад АЗЛК просил УЗАМ о модернизации мотора, уфимцы отказались. В 2000 году УМЗ получил от АЗЛК всю документацию на двигатель серии 412 и стал официальным калькодержателем. В 2001 году УМЗ по собственной инициативе выпустил целую серию новых моторов различного объема и с разной системой питания (карбюратор или впрыск), о которых рассказал журнал "За рулем". Более того, сейчас УМЗ в состоянии производить 400 тыс. двигателей в год. Кто, интересно, будет их сейчас покупать? Ни АО "Москвич", ни Ижмаш не производят в сумме сейчас даже четверти от этого объема. Тем не менее, интересно посмотреть, что же специалисты УЗАМ смогли выжать из старого мотора.

Рис. 16 - Двигатели серии 3313, 3317, 3318, 3320 (слева) и 331, 248 (справа). Сведения относятся к карбюраторному мотору УМЗ-3318, в скобках - отличающиеся данные двигателя УМЗ-248

Количество цилиндров - 4. Система питания: карбюратор (распределенный впрыск). Диаметр цилиндра - 85 (88) мм. Ход поршня - 80 мм. Рабочий объем - 1,8 (2,0) л. Степень сжатия - 8,5 (9,0). Горючее - бензин АИ 91-93. Мощность - 90 (97) л. с. при 5300 (5500) об/мин. Максимальный крутящий момент - 140 (161) Н-м при 3200 (3000) об/мин. Масса - 115 кг. Габарит: 654x486x639 мм.

Самыми интересными на сегодняшний день являются впрысковые двигатели моделей 331 и 248. По конструкции они принципиально не отличаются (если, конечно, не считать систему питания) от выпускаемых УМЗ карбюраторных, но при доводке их были учтены предложения австрийской фирмы AVL, у которой большой опыт в доводке двигателей. По ее же рекомендациям в специальной версии двигателя УМЗ-248(AVL) заново спроектирован газовоздушный тракт и на 2 мм увеличен диаметр поршневого пальца. Новый компактный масляный насос с внутренним зацеплением (расположен на переднем носке коленчатого вала) и уменьшенная помпа сделали двигатель короче на 51,5 мм. Теперь его можно ставить поперечно, а на "Москвиче-2141" - разместить перед ним радиатор и заодно рациональнее скомпоновать подкапотное пространство. Об этом давно мечтали конструкторы АЗЛК.

Единственный недостаток мотора 248(AVL) - то, что ему требуется бензин АИ-95. Между прочим, французский двигатель не был так привередлив и "кушал" все, что дадут, от АИ-91 до АИ-98. Ему позволял это делать датчик детонации. Хотелось бы, чтобы уфимцы встроили датчик детонации в мотор 248(AVL), сделав его более всеядным.

В недалекой перспективе - разработка нового семейства моторов рабочими объемами 1,7-2,3 л. Концепция их уже определена. К фамильным признакам можно отнести алюминиевый блок цилиндров с "заливными" чугунными гильзами, многоклапанные (12, 16) головки, гидротолкатели клапанов и гидронатяжители цепи. Новые двигатели появятся через два-три года.

Хотелось бы отметить, что алюминиевый блок с чугунными гильзами - это каменный век моторостроения. Фирма Audi уже давно отказалась от гильз, и изготавливает блоки из специального сорта силумина: алюминия, насыщенного кремнием. Таким образом, ее моторы сочетают легкость алюминиевого блока с простотой изготовления. Отсутствие гильз дополнительно облегчает мотор. Если уж такая солидная фирма, как Уфимское моторостроительное производственное объединение (УМПО), которому принадлежит завод автомобильных моторов (УМЗ), не может сделать современный "алюминиевый" мотор, почему бы не попытаться реанимировать проект АЗЛК десятилетней давности? "Новая концепция" с чугунными гильзами в алюминиевом блоке выдает УМЗ с головой - судя по всему, речь идет об очередной "расточке" всем известного мотора. Пусть о расточке заводской, скорее всего даже УМЗ сделает новый блок, но все равно по сути это будет тот же "четырестадвенадцатый".

Сравнивая удельный расход топлива двух карбюраторных двигателей: несуществующего ныне двигателя АЗЛК-21414 (190 г/л.с-ч), и выпускаемого сейчас УМЗ-3317 (220 г/л.с.-ч), можно воочию убедиться в древности ульяновского мотора. Можно также сравнить массу поршней в сборе с шатунами ульяновского двигателя и мотора Renault F3R и увидеть полуторакратную разницу, разумеется не в пользу "наших". Можно лишь предполагать, будет ли УМЗ проводить серьезную модернизацию мотора или нет. Став полноправным владельцем документации на нынешний двигатель, УМЗ должен выжать из "старичка" все, что возможно. Тем более, что показатели версии 248(AVL) выглядят довольно прилично. С другой стороны, а надо ли ему это? Ведь конкурентов в этом диапазоне (1.8 - 2.3 л) у УМЗ фактически нет.

6. Конструкция

Для конца 70-х годов конструкция "Москвича" была весьма прогрессивной и, вместе с тем, простой. Передний привод, продольное расположение двигателя, пятиступенчатая коробка передач, четырнадцатидюймовые колеса, относительно большая база, широкий кузов типа "хэтчбек", передняя подвеска типа "Макферсон", реечное рулевое управление - все это было внове для отечественных автолюбителей и еще не приелось на Западе.

Рис. 17 - 1 - радиатор 2 - расширительный бачок 3 - двигатель 4 - аккумуляторная батарея 5 - воздушный фильтр 6 - вакуумный усилитель тормозов 7 - стойка подвески 8 - отопитель 9 - блок предохранителей и реле 10 - панель приборов 11 - ручка стеклоподъемника 12 - ручка открывания двери 13 - рычаг переключения передач 14 - рычаг стояночного тормоза 15 - резонатор 16 - бензобак 17 - рычаг задней подвески 18 - пружина подвески 19 - амортизатор 20 - горловина бензобака 21 - задний люк багажника 22 - глушитель 23 - барабанный тормоз 24 - бензопровод 25 - рулевая колонка 26 - полуось 27 - дисковый тормоз 28 - стабилизатор-растяжка

К сожалению, новой машине не хватало самого главного - нового двигателя, поэтому пришлось втискивать под капот устаревший агрегат от модели 412. Этот мотор был слишком длинный, чтобы можно было расположить его поперечно, и слишком высокий, что не давало опустить капот. Так как длина мотора напрямую зависела от размера блока цилиндров, то уменьшить ее было нельзя, поэтому от поперечного расположения двигателя, как на "Симке", отказались.

При разработке машины в распоряжении конструкторов находились серийные двигатели моделей "412" и ВАЗ-2106, спроектированные для машин классической компоновки. Чтобы вписать эти моторы в подкапотное пространство "Москвича-2141" с уменьшенной высотой, их подвергли переделкам.

Автомобиль АЗЛК-2141 комплектовался двигателем ВАЗ 2106-70. Изменения его конструкции, связанные со спецификой общей компоновки, затронули главным образом нижнюю часть: опоры крепления, масляный картер, маслозаборник и масляный насос. Воздушный фильтр ради сокращения высоты агрегата смонтирован не над карбюратором, а у правого колесного кожуха.

Автомобиль АЗЛК-21412 выпускался с двигателем УЗАМ-331.10. Его отличия от базового ("Москвич-412") можно условно разделить на вызванные компоновочными особенностями автомобиля и направленные на улучшение экономичности. Для уменьшения габаритной высоты был разработан новый впускной коллектор, у которого фланец под карбюратор приближен к оси впускных каналов (опущен на 26,5 мм). Также по компоновочным требованиям воздушный фильтр (аналогичный применяемому с двигателем ВАЗ 2106-70) установлен не над карбюратором, а сзади, у щита передка. Иными стали конфигурации масляного картера, заборной трубки масляного насоса и нижней крышки распределительного механизма. Переработана конструкция масляного насоса, перенесен его редукционный клапан. Цель - обеспечить автомобилю требуемый угол въезда.

Изменения, направленные на улучшение экономичности мотора 331.10 были подчинены тому, чтобы сделать возможной устойчивую работу двигателя на обедненной рабочей смеси в широком диапазоне нагрузок. Для этого организовано ее вихревое движение во впускном тракте и цилиндре, которое вызывает более интенсивное и равномерное перемешивание и, как следствие, более эффективное окисление топлива. Направление потока смеси и его скорость обусловлены, в частности, переменным сечением впускного канала в головке, сужающимся у клапана. Упорядочить траекторию потока помогла конфигурация выемки в днище поршня, образующей нижнюю часть камеры сгорания. Надо отметить и то, что в новом впускном коллекторе смесь равномернее распределяется по цилиндрам.

Необходимость понизить линию капота заставила расположить валы коробки передач не в вертикальной, а в почти горизонтальной плоскости. Эта необычная компоновка позволила, выдержав заданный дорожный просвет под коробкой, опустить ось коленчатого вала, а следовательно, и весь двигатель. Избранная схема дала возможность ось коленчатого вала сместить на 60 мм вправо от продольной оси автомобиля. Кроме того, она позволила обеспечить неплохую защиту водителя при смещенном лобовом ударе. Хотя вряд ли 20 лет назад об этом задумывались.

москвич капот агрегат подвеска

Рис. 18 - 1 - силовой агрегат и капот при почти горизонтальном расположении валов коробки передач; 2 - силовой агрегат и капот при расположении валов коробки передач один над другим; 3 - радиатор 4 - отопитель 5 - воздуховоды 6 - главная передача

Рис. 19 - 1 - первичный вал коробки передач, соосный с коленвалом двигателя; 2 - шестерня вторичного вала; 3 - вторичный вал коробки передач; 4 - ведомая шестерня главной передачи

Злые языки, однако, утвержают, что своеобразная конструкция коробки передач все-таки не придумана на АЗЛК, а позаимствована у переднеприводных моделей концерна VAG, а именно у Audi-100 и Volkswagen Passat первых серий. Более того, в начале 80-х годов АЗЛК приобрел два экземпляра только что пошедшего в серию Audi-100 нового поколения с 44-м кузовом. Оба автомобиля, седан и универсал, имели конструкцию, аналогичную предыдущей модели, и явились источником для подражания.

Задняя подвеска "Москвича" была скопирована у автомобиля Audi-100 1976 года. Подвеска Audi представляла собой неразрезной мост, главным элементом которого была балка U-образного профиля, внутри которой находился торсион. Продольные силы передавались плоскими рычагами, задними концами приваренными к балке. При боковом крене кузова продольные рычаги немного перекашивались, закручивая балку, которая работала как стабилизатор поперечной устойчивости. Поперечные силы воспринимались поперечной реактивной тягой - тягой Панара, расположенной за мостом. Этот тип подвески был “скопирован” для многих европейских и американских моделей. В том числе для АЗЛК-2141. Говорят, что взаимозаменяемы даже многие детали, в том числе пружины, подшипники и даже колеса.

Недостатком выбранной схемы является поперечное смещение заднего моста относительно кузова при его движении вверх-вниз. Это отрицательно влияет на управляемость автомобиля. Что еще хуже, при кренах машины влево и вправо смещение различается по величине. Чтобы минимизировать горизонтальное перемещение балки, тягу Панара необходимо делать как можно длиннее и располагать по возможности параллельно балке заднего моста. Именно это и осуществлено в подвеске "Москвича". Полностью избавиться от смещения моста возможно с помощью механизма, названном по имени шотландского ученого Скотта Рассела. Он впервые был применен в подвеске автомобиля Nissan Maxima в 1994г. в качестве замены тяги Панара для поперечной фиксации неразрезной балки заднего моста. Механизм этот весьма прост и АО "Москвич" могло бы внедрить его без существенных изменений в конструкции машины.

Передняя подвеска "Москвича", также очень простая по конструкции, является типичным примером схемы "МакФерсон", с одинарными нижними рычагами и стабилизатором поперечной устойчивости. Внутренние концы поперечных рычагов сдвинуты назад для уменьшения "клевков" при торможении и подъема передка при разгоне. Стабилизатор изогнут в виде буквы "П", что позволило возложить на него функции продольных реактивных тяг. Из явных конструктивных недостатков можно отметить очень длинные тяги стабилизатора, который крепится к кузову почти у самого переднего бампера. Таким образом, передок "Москвича" должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать усилия, передаваемые стабилизатором при резком разгоне и торможении, с другой, достаточно податливым для гашения энергии удара при лобовом столкновении. Зарубежные фирмы уже давно отказались от такой схемы, и либо используют более короткие тяги, либо располагают стабилизатор за поперечными рычагами подвески, а не перед ними.

Список использованной литературы

1. http://alekohistory.narod.ru

2. http://www.autoprospect.ru

3. http://ru.wikipedia.org

Размещено на Allbest.ru