Family II — это рядный четырехцилиндровый поршневой двигатель , первоначально разработанный Opel в 1970-х годах и дебютировавший в 1981 году. Доступный в широком диапазоне кубических объемов от 1598 до 2405 куб.см , он одновременно заменил Opel CIH и Vauxhall Slant-4. двигателей и был основной конструкцией силовой установки среднего размера GM Europe на протяжении большей части 1980-х годов, а также послужил основой для более поздней серии двигателей Ecotec в 1990-х годах.
Семейство II разделяет свою базовую конструкцию и архитектуру с меньшим двигателем семейства I (объемом от 1,0 до 1,6 литра) - и по этой причине двигатели семейства I и семейства II также неофициально известны как «малый блок» и «большой блок». блок» соответственно, хотя двигатель объемом 1,6 л был доступен в любом типе в зависимости от топливной системы.
Двигатель также породил два дизельных варианта: 1,6 л и 1,7 л.
Двигатель оснащен чугунным блоком цилиндров, алюминиевой головкой и клапанным механизмом с ременным приводом. Ремень ГРМ также приводит в движение водяной насос. Впервые он был использован в Opel Kadett D , Ascona C и соответствующих родственных моделях Vauxhall — Astra и Cavalier II. Многие дочерние компании General Motors , в том числе Daewoo , GM do Brasil , GM Powertrain и Holden , использовали эту конструкцию.
Двигатели семейства II для рынков Европы и Австралии производились компанией Holden на заводе Fisherman's Bend в Мельбурне до 2009 года, а в Америку поставлялись с завода в Сан-Жозе-дус-Кампус в регионе Сан-Паулу в Бразилии .
К 1986 году двигатель Family II почти полностью заменил двигатель CIH в качестве основного 4-цилиндрового двигателя Opel/Vauxhall - CIH продолжал использоваться только в 4-цилиндровом формате 2,4 л и во всех 6-цилиндровых двигателях моделей Omega и Senator до 1994.
Путь разработки этих двигателей разделился в 1987 году с появлением 20XE ; который имел 16-клапанную головку DOHC , а производство версий SOHC компанией Holden закончилось в 2009 году. Хотя версии SOHC продолжали производиться в Бразилии, большинство двигателей DOHC были заменены полностью алюминиевыми двигателями GM Ecotec .
В 2004 году на рынке такси появился двигатель MultiPower объемом 2,0 л , который мог работать на бензине, спирте и природном газе .
Эти двигатели легли в основу современной линейки Family II, начиная с версии 16SH (1600S) в Opel Kadett D/Ascona C (Vauxhall Astra Mk1/Cavalier Mk2) в 1981 году. Конфигурация была ограничена одним верхним распредвалом и два клапана на цилиндр в перекрестной схеме (всего 8 клапанов). Внешне эти двигатели похожи на двигатели семейства I «малого блока»; Ключевым отличием для облегчения идентификации является положение масляного фильтра: в семействе I он находится на передней поверхности блока цилиндров, направленным в сторону передней части автомобиля, в семействе II он прилегает к шкиву коленчатого вала и направлен вниз. Семейство II также имеет более сложный контур вентиляции картера с дополнительной трубкой, идущей от картера к коробке распределительного вала, а еще одна трубка идет от небольшой водоотводящей камеры на крышке коромысла.
1,8-литровые версии появились сначала в карбюраторной форме (18N) в 1982 году, а затем также в инжекторной (18LE) и последующих формах. 2-литровый двигатель 20NE был представлен в 1986 году для Opel Omega A (Vauxhall Carlton Mk2) и Ascona C3 (Vauxhall Cavalier Mk2c) и послужил базой для создания обновленного 20SEH и, в конечном итоге, 20XE/C20XE «Red Top». Окончательные версии этого двигателя, получившие название Ecotec , также произошли от этого двигателя.
Двигатели раннего семейства II имели репутацию быстрого износа распределительного вала и толкателя (эта черта свойственна меньшему двигателю семейства I). Эта проблема затрагивала автомобили Kadett D/Astra I и Ascona C/Cavalier II, оснащенные этим двигателем. Улучшенная металлургия как кулачков, так и толкателей в сочетании с изменением спецификации смазки в конечном итоге решила проблему.
Еще одна известная проблема семейства II заключалась в том, что водяной насос застревал в опоре из-за коррозии, если двигатель работал без антифриза; Насос установлен в отверстии эксцентриковой формы, поэтому он также может выполнять функцию натяжителя ремня ГРМ. Если насос не вращается, то ремень невозможно натянуть. Более поздние версии двигателя были оснащены отдельным нажимным шкивом для решения этой проблемы.
1,6-литровая версия (1598 куб.см или 97,5 куб. дюймов) имеет диаметр цилиндра 80,0 мм (3,15 дюйма) и ход поршня 79,5 мм (3,13 дюйма). Opel начал производство 1,6-литрового двигателя в 1980 году. [4] Также стала доступна версия с дизельным двигателем . Дизель производил 54 л.с. (40 кВт) при 4600 об/мин и крутящий момент 70,8 фунт-фут (96,0 Нм) при 2400 об/мин. Он также имел степень сжатия 23:1 и ТНВД Bosch . [5] Дизельный двигатель имел вращающиеся клапаны, что увеличивало срок службы. [6]
1,7-литровая версия (1700 куб. См или 103,7 куб. Дюймов) имеет диаметр цилиндра 82,5 мм (3,25 дюйма) и ход поршня 79,5 мм (3,13 дюйма). Версия 1,7 л использует дизельное топливо . Его разработала компания Isuzu.
1,8-литровая версия (1796 куб. См или 109,6 куб. Дюймов) имеет диаметр цилиндра 84,8 мм (3,34 дюйма) и ход поршня 79,5 мм (3,13 дюйма). Впервые он был доступен в обновленном Opel Manta B в мае 1982 года и быстро стал использоваться в ряде других автомобилей Opel и GM. Первоначально он был доступен как 18N и 18S для низкооктанового и высокооктанового бензина соответственно. C18NV был впервые установлен в Opel Rekord E2 в мае 1985 года и стал одним из первых автомобилей массового рынка с каталитическим нейтрализатором, проданных в Германии (и Европе). Двигатели семейства II при продольной установке (для заднего привода) имеют одно существенное конструктивное отличие от своих поперечно установленных аналогов - распределитель приводится небольшим приводным ремнем от звездочки распределительного вала, а не непосредственно от трансмиссионного конца распределительного вала. что на Manta B и Rekord E2 (обе старые автомобили, которые изначально были спроектированы на основе двигателя CIH) означало бы, что дистрибьютор засорил брандмауэр или его невозможно было обслуживать.
В 1983 году двигатель объемом 1,8 л был добавлен к некоторым автомобилям J-car для североамериканского рынка; двигатели были импортированы из Бразилии. [7] LA5 ( код RPO ) — это версия с турбонаддувом , которая была необязательной на рынке Северной Америки с 1984 года.
Рядные четырехцилиндровые двигатели с одним верхним распредвалом объемом 1998 куб.см (121,9 куб.дюйма) имеют квадратный диаметр отверстия и ход поршня 86 мм (3,4 дюйма). Они также оснащены системой впрыска топлива , алюминиевой головкой блока цилиндров с поперечным потоком и верхним распределительным валом с ременным приводом, электронным зажиганием , маховиком с шестью болтами и красной линией на 6400 об/мин . Первоначально разработанные Opel , эти двигатели использовались в автомобилях на бразильском, корейском и североамериканском рынках; первые версии появились в 1981 году. [1] , хотя в европейских моделях Opel/Vauxhall он появился только в 1986 году - сначала в Omega A , а затем в обновленной Ascona C3 1987 модельного года.
Североамериканские версии использовались в основном в компактных автомобилях с J-образным кузовом с 1983 по 1994 год, хотя версия с турбонаддувом ненадолго появлялась в N-образном кузове Pontiac Grand Am . Версия SOHC также появилась в автомобилях Pontiac LeMans на базе Opel Kadett E , производимых Daewoo , для рынка США. На бразильском рынке эти двигатели по-прежнему производятся под маркой FlexPower . Различия между двигателями обычно связаны с выбросами. Однако версия 20SEH была более мощной версией, выпускавшейся для более спортивных моделей Opel, таких как Ascona GT и Kadett GSi (их соответствующими сестрами Vauxhall являются Cavalier SRi 130 и Astra GTE); у него был более агрессивный распределительный вал и поршни с высокой степенью сжатия .
LT3 ( код RPO ) или C20GET — это версия с турбонаддувом , производимая в Бразилии для рынка Северной Америки. [7] Он имел ярко-красное порошковое покрытие на крышке распределительного вала, впускном коллекторе и трубке наддува. Двигатель оснащался турбокомпрессором Garrett T-25 с водяным охлаждением; однако в нем не использовался интеркулер . Максимальное наддув при WOT составляло 9 фунтов на квадратный дюйм (62 кПа). [9]
Версия объемом 2,2 л или 2198 куб. См (134,1 куб. Дюймов) имеет диаметр цилиндра 86 мм (3,38 дюйма) и ход поршня 94,6 мм (3,7 дюйма). Он имеет кодовые названия C22NE и 22LE .
В основном он использовался на бразильском рынке, в Opel Omega A (Chevrolet Omega в Бразилии) мощностью 116 л.с. и Opel Vectra B (Chevrolet Vectra в Бразилии) мощностью 123 л.с. Этот двигатель заменил версию 2,0 8v C20NE (116 л.с.), которая считалась слабой при установке на такие автомобили, как Omega и Vectra, на бразильском рынке, однако в двигателях Omega A 2,2 л для европейского рынка продолжали использоваться более старые двигатели CIH, а не Семья II.
Приложения:
Версия объемом 2405 куб. См (146,8 куб. Дюймов) имеет диаметр цилиндра 87,5 мм (3,44 дюйма) и ход поршня 100 мм (3,9 дюйма).
The first naturally aspirated DOHC 16-valve version of the 2.0 L— 1,998 cc (121.9 cu in)—cast-iron-block engine was introduced in 1988 - derived from the SOHC 2.0L (20SEH) engines (appearing first in the Opel Kadett E GSi/Vauxhall Astra Mk2 GTE, and later the Opel Vectra A/Vauxhall Cavalier Mk3 GSi 2000) - coming in either non-catalysed (20XE) or catalysed (C20XE) versions. The engine is commonly nicknamed the Red Top (or just "XE") because of the appearance of the red L-shaped spark plug cover (black colours were available too; the rocker cover was available in silver only).[11]
1994 saw the introduction of the Ecotec series - which again consisted of a DOHC 16-valve cylinder head (this time co-developed with Lotus) mounted atop a development of the Family II block. The 2-liter versions therefore became the X20XEV, now producing 136 hp (101 kW) and taking on the GM Ecotec name. In its final, 1999 iteration, it became the X20XER. unlike the original 20XE/C20XE these were intended more for mainstream application (as opposed to racing and high-performance applications) in response to tightening emissions standards, and to reflect the overall family car market moving towards multivalve technology as was being increasingly found in competing vehicles.
Again, these engines have no commonality with the later GM Ecotec engine introduced in 1999, and first used in the Opel Vectra B, which are to a completely different design to the Family II.
This lineup features the same block as the SOHC engines with an 86 mm (3.4 in) bore and stroke and a Cosworth-developed timing belt-driven double overhead camshaft (DOHC) 16 valve cylinder head (Cosworth Project KB). The cylinder heads were cast and assembled by either Cosworth or, as demand increased, Kolbenschmidt. In general, the heads from this lineup are supposed to flow appreciablу better than their Lotus successors.
The 20XE came into production in 1987. The engine was designed by Cosworth, UK. The engine was originally intended for race application, hence Cosworth's involvement.[12] At the time of its launch, this engine was something of a milestone unit in Europe and was widely used in motorsport in many specialist race versions.
Двигатель имел низкий оптимальный удельный расход топлива — 232 г/кВтч, что соответствует максимальному КПД 37%; более высокая эффективность, чем у некоторых дизельных двигателей, которые были доступны на момент его выпуска. Клапаны установлены под углом 46° и сопровождаются поршнями с неглубокими карманами для клапанов, что устраняет необходимость в более коротком шатуне и, следовательно, позволяет достичь подходящей степени сжатия. Используются длинные свечи зажигания, расположенные концентрично цилиндру. Выходная мощность составляла 157 л.с. Более поздние двигатели получили суффикс C20XELN для обозначения модификаций с «низким уровнем шума» (меньшее отверстие головки блока цилиндров, литые поршни и другой размер подшипников кривошипа) в соответствии с правилами ЕС.
В 1988 году был представлен C20XE , оснащенный катализатором и датчиком кислорода в выхлопе. Это произошло из-за новых стандартов выбросов, которые заставили производителей оборудовать свои автомобили каталитическим нейтрализатором и лямбда-зондом или датчиком кислорода – это требование позволило установить систему управления двигателем Bosch Motronic 2.5. Мощность двигателя упала до 150 л.с. Vauxhall выполнил новые требования по контролю выбросов в 1988 году, хотя этот закон не был законом до 1991 года. Из автомобилей, оснащенных двигателем C20XE, произведенным до 1991 года, каталитический нейтрализатор может быть законно удален, и автомобиль по-прежнему будет соответствовать правилам ТО.
Двигатель C20LET был представлен в 1992 году и устанавливался на Opel / Vauxhall Vectra Turbo / Cavalier Turbo , Calibra Turbo и южноафриканский Opel Astra 200t S. Он похож на C20XE, за исключением первичного добавления турбонагнетателя KKK - 16 , [13] кованых поршней Mahle , электронного блока управления двигателем Bosch Motronic M2.7 , [13] и черного пластикового кожуха камеры сгорания/цилиндра с «турбо» сценарий. Он производит номинальную мощность по DIN 150 кВт (201 л.с.) и генерирует крутящий момент 280 ньютон-метров (207 фунт-сила-фут ). [13] Давление наддува составляет 0,6 бар (8,7 фунтов на квадратный дюйм ) в непрерывном режиме с избыточным давлением 0,8 бар (12 фунтов на квадратный дюйм ).
В некоторых версиях двигателя реализована отключаемая система контроля тяги (обычно включенная в ранние модели Astra GSi). На впуске имелся вторичный дроссельный клапан, расположенный под основным корпусом дроссельной заслонки. Он закрывается узлом двигатель/рычаг, когда ЭБУ контроля тяги обнаруживает потерю сцепления/пробуксовки колес. Двигатель также был оснащен другим датчиком положения дроссельной заслонки (шестиконтактным вместо трех) и другим датчиком температуры охлаждающей жидкости (который был черным, а не обычным голубым).
В двигателях, появившихся в начале 1990-х годов, также была заменена литая металлическая крышка свечи зажигания на более дешевую (и менее уважаемую) пластиковую версию. В них использовались ремни с круглыми зубьями, а в последних - с квадратными зубьями (с пластиковым преднатяжителем). Есть также тонкие различия между коленчатым валом и видимая разница в конструкции воздушной коробки SFi.
В своей последней версии, предшествовавшей прекращению производства, C20XE поставлялся с новой системой управления двигателем, которая включала систему зажигания без распределителя , а именно Bosch Motronic 2.8. Последняя версия называлась C20LN (Low Noise) и имела более прочный блок двигателя.
В 1991 году головка блока цилиндров Coscast была заменена головкой блока цилиндров GM производства Kolben-Schmidt. [14] [15] Одним из наиболее известных качеств головы Coscast является присущее ей отсутствие пористости; Это было достигнуто за счет закачивания жидкого металла в форму, а не заливки его, что свело к минимуму присутствие крошечных пузырьков воздуха, которые обычно образуются во время стандартного процесса литья. Головку Coscast можно отличить по логотипу Coscast , который выбит под третьим выпускным отверстием и выступу на головке под распределителем.
Головка GM была отлита методом литья и имела несколько иную конструкцию масляно-водяных каналов. Эти изменения в конструкции потребовали, чтобы на обоих концах головки была запрессована пара заглушек Уэлча . В ситуациях, когда на автомобиль все еще устанавливается комплектный C20XE , наличие заглушек Welch (или их отсутствие) оказывается единственным средством различия между головками GM и Coscast . Усиленная версия головки GM стала доступна в более поздние годы выпуска C20XE ; однако это усиление означало, что впускные / выпускные каналы у него были меньше, чем у двух других. [16]
Поскольку масло в двигателе циркулирует под гораздо более высоким давлением, чем охлаждающая жидкость, масло в пористой головке имеет тенденцию постепенно просачиваться в каналы охлаждающей жидкости. Типичным признаком пористой головки обычно является вещество, похожее на « майонез », образующееся где-то внутри системы охлаждения (обычно его можно найти на крышке бачка охлаждающей жидкости). Однако в зависимости от степени пористости симптомы пористой головки имеют тенденцию меняться. Многие операторы C20XE описывали симптом как осадок, похожий на карри, или, в более тяжелых случаях, как густой коричневый осадок, который может засорить всю систему охлаждения. В таких случаях моторное масло легко вступает в реакцию с серой в резиновых компонентах, что приводит к быстрому разрушению труб и шлангов охлаждающей жидкости вплоть до выхода из строя. Во время катастрофы с пористой головой GM столкнулась с банкротством, поэтому дилеры не смогли отозвать пострадавшие модели. Отчасти из-за огромной известности и спроса на двигатель, многие предприятия теперь специализируются на ремонте пористых головок GM C20XE/LET – либо путем закрытия поврежденного канала, либо путем впрыскивания вещества на основе полимера в пористую область. Сообщается, что на небольшом количестве головок цилиндров GM C20XE когда-либо проявлялись значительные признаки пористости. [17]
C20XE широко используется в автоспорте . Типичное использование двигателя варьируется от соревнований по восхождению на холм до гонок на открытых колесах. Несмотря на свой возраст, он остается предпочтительным силовым агрегатом для многих команд Формулы-3 , а совсем недавно он получил признание на австралийской сцене Формулы-3, где Тим Макроу, чемпион Австралии в Формуле-3 2007 года, управлял автомобилем с двигателем Opel-Spiess и одержал победу. Настроенный Spiess, C20XE класса F3 легко способен развивать мощность 250 л.с. (190 кВт) в безнаддувном исполнении. Многие тюнеры вторичного рынка доработали C20XE для гоночных целей. C20XE использовался командой Chevrolet WTCC (World Touring Car Championship) и командой Lada WTCC. Двигатель также был опцией для автомобилей Westfield. Этот двигатель является фаворитом как среди любителей автомобилей с турбонаддувом, так и среди любителей турбомоторов, благодаря своей прочной конструкции, материалам и конструкции.
X18XE имел торговую марку Ecotec . Все эти двигатели имеют диаметр цилиндра 81,6 мм (3,21 дюйма) и ход поршня 86,0 мм (3,39 дюйма).
X20XEV — первый двигатель семейства II под торговой маркой Ecotec , преемник C20XE для массового рынка с головкой блока цилиндров , разработанной Lotus . Новая головка блока цилиндров имела меньший угол наклона клапанов по сравнению со старой C20XE , чтобы обеспечить больший крутящий момент на низких оборотах. Это атмосферный двигатель объемом 1998 куб.см (121,9 куб.дюйма) с 16 клапанами и двойным верхним распредвалом с ременным приводом ( DOHC ). Диаметр цилиндра и ход поршня 86 мм (3,4 дюйма), чугунный блок цилиндров на базе OHC и алюминиевая головка блока цилиндров. X20XEV был оснащен системой рециркуляции выхлопных газов ( EGR ) для снижения выбросов диоксида азота и реактором впрыска воздуха ( AIR) для ускорения прогрева каталитического нейтрализатора и уменьшения количества несгоревших углеводородов и угарного газа . Двигатель способен развивать мощность 100 кВт (136 л.с. , 134 л.с. ). [18] Версия с более высокой мощностью под названием X20XER производила 118 кВт (158 л.с.) при 6500 об / мин и 188 Нм (139 фунт-фут) при 4300 об / мин.
Z20LET представляет собой версию X20XEV с турбонаддувом для Opel Astra G и имеет степень сжатия 8,8: 1, мощность 200 л.с. (147 кВт; 197 л.с.) и крутящий момент 195 фунт-фут (264 Нм) . С 2005 года двигатель Z20LET был модифицирован для Astra H и Zafira B и получил три различных обозначения модели: Z20LEL , Z20LER и Z20LEH . Различные обозначения обозначают мощность двигателя: 170 л.с. (125 кВт; 168 л.с.), 200 л.с. (147 кВт; 197 л.с.) и 240 л.с. (177 кВт; 237 л.с.). Дальнейшие изменения в исходной конструкции включают охлаждение масла под поршнем, переработанный турбонагнетатель и удаление балансирных валов противоположного вращения в двигателе Z20LEH мощностью 240 л.с. (179 кВт ) (который используется в Astra VXR) для уменьшения механических потерь. . Z20LEH также оснащен высококачественными коваными поршнями Mahle, которые намного прочнее, чем литые поршни, установленные на Z20LET, Z20LEL и Z20LER.
2,0-литровый двигатель X20SED D-TEC с 16 клапанами DOHC MPFi был построен компанией Holden и использовался в Daewoo Nubira .
L34 , также известный как U20SED , представляет собой двигатель объемом 2,0 л (1998 куб. См (121,9 куб. Дюймов)), который производился до 2009 года компанией Holden в Австралии и получил название D-TEC от GMDAT (новый Daewoo после выкупа у GM) или E- TEC II от Chevrolet (GM). Он имеет диаметр цилиндра и ход поршня 86,0 мм (3,39 дюйма). Номинальная мощность составляет 120 л.с. (88 кВт; 118 л.с.) в Южной Америке и Европе, 126 л.с. (94 кВт; 128 л.с.) в Канаде и 132 л.с. (98 кВт; 134 л.с.) в США; все они имеют скорость 5400 об / мин, а крутящий момент составляет 126 фунт-фут (171 Нм). Двигатель использовался на Daewoo Lacetti и его различных моделях с новым брендом, таких как Chevrolet Optra , Suzuki Reno и Suzuki Forenza.
Этот двигатель был снят с производства в 2010 году, и двигатели с открытой палубой нового поколения заменили названия с префиксом буквы A , например, A20NHT, A20NHH, A20NFT....
Двигатель объемом 2,2 л был производным от двигателя GM Family II, представленного в 1995 году, построенного Холденом в Австралии, который сначала использовался в австралийских и европейских версиях грузовиков и внедорожников на базе Isuzu, а позже использовался в Isuzu Rodeo и Daewoo Leganza . X22XE также использовался в Opel/Vauxhall Sintra ( 1996–1999 ). У 2,2-литрового двигателя много общих деталей, перечисленных ниже:
X22XE
Y22XE (использовался на Omega, 1999–2003 гг.)
Z22XE (использовался на Omega, 1999–2003 гг.)
Дальнейшие применения:
