Двигатель Opel Z16XER
Содержание
Один из самых современных среднелитражных бензиновых двигателей для 3-го поколения машин Opel стал основой силовой установки популярного в первом десятилетии XXI века семейного автомобиля Astra Family. Более того, он успешно «прыгнул» и в следующее десятилетие. После рестайлинга Opel Zafira B он стал основой силовой установки этого лёгкого минивэна.
История создания
Основой для конструирования нового двигателя Twinport Z16XER стал блок цилиндров рядного 16-клапанного двигателя Z16XEP. Как и у многих других бензиновых двигателей, разработанных для третьей серии автомобилей Opel различных моделей, в новом агрегате инженеры отдали предпочтение двухвальной системе распределения в головке блока цилиндров. Вместо 8 число клапанов стало вдвое больше – 16. На впуске и выпуске на обоих распредвалах работают отдельно два клапана.
Система Double Overall Head Camshaft имеет два главных преимущества:
- большую мощность;
- малый вес.
Учитывая простоту конструкции, такая схема силовой установки завоевала огромную популярность при разработке конструкций новых двс.
Новая ГБЦ также подверглась минимальным переделкам. Она практически полностью повторяет вариант, который с успехом использовался в 140-сильном инжекторном моторе Z18XER для Opel Astra H (2004-2011 г.г.). В новом двигателе инженеры применили ноу-хау – систему перемены фаз газораспределения CVCP. Автопроизводитель Opel стал одним из последних, кто оценил преимущества метода. На машинах фирм-конкурентов к началу XXI века эта система с успехом применялась уже не один год.
На всех двигателях норвичских конструкторов стоит система электронного управления процессом рециркуляции выхлопных газов, в просторечии – клапан EGR. Он устроен таким образом, что некоторое количество выхлопа направляется обратно, в направлении впускного коллектора. Далее следует вторичное дожигание. Это значительно снижает два критически важных показателя:
- расход топлива;
- вредные выбросы.
Впускной коллектор VIS, выполненный из пластика, снабдили и системой регулировки длины и электронным блоком управления барабанной заслонкой. Несколько видоизменился внешний облик головки блока и поддона для стекания масла. Специально для моторов этой серии электронный гигант Siemens выпустил электронную систему управления автомобилем Simtec 75.1.
Надо сказать, что первенство Ecotec во внедрении технологии Twinport (ранее – Port DeActivation) может быть весьма спорным. Более тридцати лет назад похожий механизм T-VIS уже ставился на машины производства японской корпорации Toyota. Главный вопрос, который стоял перед инженерами и тогда, стоит и сейчас – создать одинаковые условия создания топливо-воздушной смеси как при маленьких, так и при больших оборотах.
Создать проект впускного тракта с максимальными показателями мощности и экономичности невозможно, исходя из законов физики. Главное, что мешает – недостаток скорости движения воздуха по направлению в цилиндр. Некачественная смесь плохо сгорает. Простое уменьшение сечения приводит к снижению количества подаваемого воздуха. Ноу-хау Twinport состоит в конструкции тракта с изменяемой геометрией. Для регулировки нагрузок и улучшения процесса смесеобразования тракт снабжается заслонкой.
В 2008 году инженеры осуществили рестайлинг агрегата Z16XER. Вместо датчика массового расхода воздуха (внутри воздуховода приёмной трубки) появился измеритель температуры входящего воздуха. Данные о нагрузке на мотор водитель считывает с датчика давления во впускном коллекторе (под блоком управления).
Европейские и российские покупатели получили возможность увидеть новый двигатель с 2004 года. Он устанавливался на компактные автомобили гольф-класса, сконструированные на платформе Delta II:
- Astra H;
- Astra GTC;
- Vectra C.
Даже такие удивительные модели, как Insigna и Mokka, в результате рестайлинга получали и успешно использовали вместо первоначальных силовых установок агрегаты Z16XER. Типы кузовов машин были самыми разными – седан, хэтчбек, универсал, купе и кабриолет. В 2005-2008 годах с этим мотором по дорогам Европы ездили стильные минивэны Opel Zafira B. Популярность этого мотора «занесла» его в Америку (Chevrolet Orlando) и Италию (FIAT Croma, Alfa Romeo 159).
При крейсерском расходе топлива 7,5 л мотор легко достигает пробега в 250 тыс.км., требуя капитального ремонта.
Технические характеристики
Бензиновый двигатель Z16XER спроектирован под соблюдение экологических норм выбросов CO2 Euro 4. Наиболее часто применяемый тип масла, которое заливается в данный двигатель – 5w30. Популярная марка – GM Dexos.
| Объём двигателя, см 3 | 1598 |
| Максимальная мощность, л.с. | 115 |
| Максимальный крутящий момент, Н*м (кг*м)/об./мин. | 155 (16)/4000 |
| Вид топлива | Бензин АИ-95 |
| Расход топлива, л/100 км. | 6,9-7,1 |
| Тип двигателя | рядный, 4-цилиндровый |
| Система питания | распределённый впрыск |
| Выброс CO 2 | 146-185 |
| Диаметр цилиндра, мм | 79 |
| Число клапанов на один цилиндр | 4 |
| Максимальная мощность, л.с.(кВт)/об./мин. | 115 (85)/6000 |
| Степень сжатия | 10.8 |
| Ход поршня, мм | 81.5 |
Конструкторы Opel из года в год максимально затрудняют автолюбителям доступ до места, где на заводском конвейере выбивается порядковый номер двигателя. Сверить его перед ТО можно методом сканирования данных, зашифрованных на наклейке в правом переднем дверном проёме. Но сам номер там не отображается. Поэтому, чтобы увидеть его, хозяевам Опелей приходится проявлять чудеса акробатики.
На моторе Z16XER номер выбит в максимально затруднённом для свободного доступа месте. Это узкий проём на кромке головки блока. На небольшом кусочке металла, расположенном вертикально, на обратной стороне за масляным фильтром, самостоятельно разглядеть его нереально. Для этого необходимы простейшие подручные средства – фонарь и зеркало с тонкой длинной ручкой.
Максимальная скорость, до которой любопытным водителям доводилось разгонять Опель с установленным на него инжекторным мотором X16XER, составляет 210 км/ч. Но это не значит, что все должны ездить также быстро. Тем более, что это запрещено любыми правилами. Наиболее удобная крейсерская скорость движения – 110-140 км/ч.
Надёжность и ремонтопригодность двигателя Z16XER
У автолюбителей есть даты, которые принято измерять в тыс.км. пробега. Речь идёт о процессах ремонта и замены деталей, невнимание к которым может привести к значительным проблемам и расходам. Для Z16XER примерный перечень текущих ремонтов выглядит следующим образом:
- регулировка клапанов – каждые 150 тыс.км. (примерно раз в 10 лет);
- замена воздушного фильтра и свечей зажигания – один раз на 60 тыс.км.;
- обновление ремней (ГРМ и приводного поликлинового) – через 90 тыс.км.;
Несмотря на то, что как и многие другие опелевские моторы, Z16XER отличается достаточной надёжностью, следует постоянно отслеживать работу топливной системы.
Составные части инжектора проверяются в следующем порядке:
- Соединение мотора и аккумулятора с «массой».
- Предохранители и реле включения.
- Топливный насос и фильтр.
- Датчики впрыска.
Чаще всего на Z16XER выходят из строя датчики:
- положения коленвала;
- фазы;
- разрежения;
- температуры охлаждающей жидкости;
- температуры всасываемой воздушной смеси;
- концентрации кислорода (λ-зонд);
- скорости;
- детонации.
Неисправность электромагнитного клапана и пневматического привода системы изменения геометрии впускного коллектора может привести к серьёзному ухудшению динамики двигателя и резкому росту расхода топлива.
Если ремень ГРМ, замена которого должна производиться через каждые 60 тыс.км. пробега, относится к наиболее прочным составным частям мотора, то настоящей головной болью Z16XER считается расход масла.
Конструкция не предусматривает операций по его снижению, поэтому его нужно доливать по мере необходимости.
Основные причины чрезмерного потребления масла:
- залегание маслосъёмных колец;
- закоксовывание.
Для средне- и крупнолитражных моторов класса XER характерно появление шума на пробеге от 100 тыс.км. Этот сигнал означает обязательную проверку шестерёночной группы фаз газораспределения. Процесс последовательно происходит в таком порядке:
- Дизеление на прогреве.
- Провалы в тяге во время движения.
Для профилактического ремонта неисправности необходима замена электромагнитных клапанов фазорегулятора или некоторых шестерёнок.
После рестайлинга на двигателе появился теплообменник. Проехав сотню тысяч, водитель вдруг может заметить, что его прокладки уже не обеспечивают нормальной работы. Масло начинает затекать в антифриз. Иногда жидкости могут двигаться в обратном направлении. Замена прокладок не несёт серьёзной финансовой нагрузки. Если потянуть с текущим ремонтом, можно «попасть» на гораздо более крупную сумму.
На машинах, куда в 2005-2008 годах моторы Z16XER ставились вместе с автоматической коробкой передач, нередко диагностировался шум поликлинового ремня при холодном запуске. Проблема и её решение были найдены довольно быстро: вместо обычного шкива на генератор ставится аналогичная деталь с обгонной муфтой.
Первые серийные моторы «выдавали» ещё одну неисправность: из-за неудачной конструкции распределительных валов возникали проблемы с запуском.
Диагностика кодирует эти ошибки P0340 и P0365. Так же, как и в случае с поликлиновым ремнём, причину выявили и устранили. Она состояла в том, что очень быстро рос больше паспортных 1,9 мм зазор между серповидным выступом на валу и датчиком. ЭБУ переставала производить расчёт положения распредвала. Выход из ситуации – замена старых валов на новые, которые выпускаются с 2008 года.
Некоторые другие особенности мотора
Схема продувки цилиндров изготовленной из алюминиевого сплава головки блока – поперечная. Это значит, что каналы впуска и выпуска смеси располагаются на противоположных концах ГБЦ. Сёдла и направляющие втулки клапанов вставлены в головки методом запрессовки. Гидрокомпенсаторы выполняют одновременно две функции – толкателей и передаточных механизмов для воздействия распределительных валов на клапана.
Чип-тюнинг мотора открывает перед его заинтересованными участниками широкие возможности. Существует специализированный модуль для прошивки двигателей Опель. В простонародье он называется, по никнейму автора – «Ледокол». Чиповка добавляет 12-15 л.с., убирает провалы в тяге. Есть одно большое «но» — при следующем заводе водитель рискует попасться на дизеление. Отключение ошибок «чек» и «маслёнка» особого эффекта не дают. Цена вопроса – от 6 до 15 тыс.руб. Стоит ли тратить такие деньги ради призрачной радости в ви де дополнительных 20 км/ч скорости – необходимо задуматься.
Свап мотора в бюджетном варианте лучше всего производить на марку, максимально близкую к Z16XER по техническим параметрам. В данном случае идеальным вариантом является тот же мотор с несколько большим рабочим объёмом – Z18XER. Общий порог затрат после распродажи запчастей отработавшего агрегата может составлять около 20 тыс.руб. Вкупе с дополнительной четвертью сотни лошадиных сил это не выглядит «концом света». Но кроме самого мотора может понадобиться замена коллекторов и дроссельной заслонки. Замена шлангов и резинок в различных местах вокруг места постоянной дислокации мотора – дополнительные расходы, подсчитать которые перед началом свапа невозможно.
Другие варианты моделей моторов, которые можно поставить взамен пришедшего в негодность Z16XER:
- Z20LEH;
- Z20LER.
Идеальный вариант для свапа – турбированный мотор, который в условиях правильной эксплуатации доставит владельцу массу положительных эмоций своей мощью и скоростью.
Мотор Z16XER стал одним из первых, который инженеры из Ecotec не оснастили гидрокомпенсатором. На предыдущий мотор серии, Z16XE, они ещё ставились. Но в дальнейшем конструкторы от них отказались. Причина кроется в высокой чувствительности механизма к смене показателей вязкости масла. Если вовремя не провести профилактику, то на стадии набора оборотов при прогреве может значительно уменьшиться компрессия. Дальше – хорошо знакомый автолюбителям стук сразу после срабатывания зажигания. Кроме того, ремонт данного механизма не радует хозяев автомашин высоким порогом расходов.
Отзывы о двигателе Z16XER
К числу наиболее часто проявляющихся недостатков агрегата Z16XER относятся:
- подтекание масла;
- неисправности электромагнитных клапанов фазорегулятора.
- дефекты мембраны системы вентиляции картерных газов.
Впрочем, такие недостатки характерны для большинства двигателей Ecotec. Поэтому, те из автолюбителей , которым приходилось не однажды менять модели Opel, вполне привычны к перечню вопросов текущего профилактического ремонта.
Ранние экземпляры мотора Z16XER и Z18XER получили неудачные распредвалы, из-за чего двигатели просто перестают заводиться. Суть проблемы в следующем: диагностика показывает ошибки с кодами P0340 или P0365. А причина неисправности кроется в увеличении зазора между датчиком распредвала и серповидным выступом на нем. Зазора должен составлять от 0,1 мм до 1,9 мм. Если зазор больше этих параметров, то распределительный вал необходимо заменить. В результате ЭБУ не считывает положение распредвала.
Для устранения неисправности приходится менять распредвал на новый усовершенствованный, который появился на моторах с ноября 2008.
Распространённой проблемой является появление ощутимой вибрации в салоне после 50-60 тыс.км. пробега. Причиной её появления могут быть неисправности мотора или опор, с помощью которых он устанавливается на раму. Наиболее частые вопросы к мотору в этом случае:
- нагар на свечах;
- неисправность катушки зажигания;
- засор форсунок.
Демпфер правого привода, в котором многие видят избавление от проблемы, на самом деле «лечит» асимметрию тяги на участке разгона и торможения. Бороться с вибрацией он не приспособлен.
Несмотря на довольно внушительный перечень проблем, моторы Ecotec, и в их числе Z16XER, исправно выполняют свои функции. Не каждый движок способен без сложных текущих ремонтов пройти четверть миллиона километров по дорогам Европы. Это паспортный пробег, многие автолюбители выжимали из него намного больше.
