Двигатель Z16XEP: конструкция и характеристики, техобслуживание и ремонт силовой установки от Opel

Рядный двигатель Z16XEP относится к модернизированному поколению Ecotec TwinPort Family 1, разработанному компанией Opel для легковых автомобилей. Мотор оснащался электронной дроссельной заслонкой и использовался на конвейере всего несколько лет. С 2007 г. началось плавное вытеснение Z16XEP усовершенствованными моделями силовых агрегатов.

Основные сведения о двигателе Z16XEP

Расшифровка обозначения двигателя по стандартной схеме Opel:

• Z – соответствие требованиям стандарта Евро-4;
• 16 – рабочий объем 1,6 литра;
• X – степень сжатия в диапазоне от 10,5 до 11,5 единиц;
• E – многоточечный распределенный впрыск топлива;
• P – наличие системы изменения геометрии впуска TwinPort.

Мотор рассчитан на поперечную установку и может поставляться с механической 5-скоростной коробкой или роботизированной трансмиссией Easytronic. Заводской номер набит на площадке, расположенной на блоке цилиндров вдоль линии стыка двигателя с коробкой передач.

Моторы Z16XEP поставлялись с различным набором навесного оборудования (в зависимости от уровня оснащения автомобиля).

Немного истории

Двигатель Z16XEP с 16-клапанной схемой газораспределения – один из представителей линейки Family 1, разработанной компанией Opel (на момент создания мотора входившей в состав концерна GM).

Агрегат базировался на модели Z16XE образца 2002 г. и отличался применением системы изменения геометрии впуска. Завихрение воздушных масс обеспечивало ускорение потока и наращивание момента и мощности двигателя при низких частотах вращения коленчатого вала.

Появление мотора Z16XEP было продиктовано необходимостью снижения расхода топлива и повышения потребительских характеристик автомобилей Opel, которые стали отставать от конкурентов.

Одновременно велась разработка двигателей с большим потенциалом развития, поэтому жизненный цикл Z16XEP оказался недолгим. Дольше всего мотор ставился на Astra G, который предлагался как Opel Classic II для ряда рынков развивающихся стран вплоть до 2009 г.

Конструкционные особенности

Мотор Z16XEP отличался:

• использованием чугунного облегченного блока без гильз;
• установкой 16-клапанной головки из алюминия;
• расположением каналов впуска и выпуска по сторонам головки для поперечной продувки цилиндров;
• использованием для привода помпы ремня навесного оборудования;
• отсутствием гидравлических компенсаторов (зазор выставлялся толкателями);
• использованием системы изменения длины впуска Twinport с заслонками для каждого цилиндра, расположенными в коллекторе;
• облегченной поршневой группой с утонченными кольцами;
• использованием системы рециркуляции отработавших газов с клапаном EGR;
• электронной дроссельной заслонкой;
• управляемым термостатом со ступенчатым срабатыванием.

Коллектор с системой Twinport имеет по 2 канала на цилиндр с единой форсункой для подачи топлива, расположенной в специальной камере (единой для каналов). Управление изменением геометрии впуска осуществляется вакуумным приводом. При загрузке до 50% поток направляется через вихревой патрубок с уменьшенным сечением, позволяющим ускорить подачу воздуха.

За счет внедрения системы Twinport двигатель Z16XEP расходует на низких оборотах на 6% меньше топлива.

По мере увеличения частоты вращения коленчатого вала начинают нарастать аэродинамические потери при завихрении потока воздуха, для компенсации которых открывается заслонка вторичного канала.

В остальном мотор мало отличался от предшественника. Коленчатый вал вращался на 5 коренных шейках с индивидуальными крышками. Блок имел вертикально расположенные цилиндры. Для привода распределительных валов использовался ремень с роликом для автоматического натяжения. Механизм ГРМ закрывался пластиковой крышкой с интегрированным клапаном вентиляции картера.

На моторе Z16XEP использовалась микропроцессорная система зажигания с катушками, выполненными в едином модуле. Двигатель оснащался каталитическим нейтрализатором с датчиками кислорода (для управления составом смеси и диагностики качества выхлопа после нейтрализатора).

 Технические характеристики

Основные параметры:

• количество цилиндров – 4;
• размерность цилиндра (DxH) – 79х81,5 мм;
• объем – 1598 см³;
• последовательность работы – 1-3-4-2 (нумерация со стороны шкива);
• степень сжатия – 10,5;
• выброс углекислого газа – не более 173 г/км;
• номинальная мощность – 103 силы при 6000 об/мин.;
• крутящий момент – 147 Н*м при 3600 об/мин.;
• допустимые обороты (лимитированы электронным ограничителем) – 6500 об/мин.

Существовала дефорсированная до 100 сил версия мотора, а также модификация мощностью 105 сил. Изменение характеристик достигалось путем перепрограммирования блока управления с учетом региональных налоговых требований. Конструктивно двигатели Z16XEP разной мощности были идентичны.

Расход топлива

Двигатель Z16XEP рассчитан на использование бензина сорта А-95, применение А-92 заводом не допускалось. Ниже приведены паспортные данные для разных режимов движения для машин Opel.

Цифры являются справочными, при нормальной эксплуатации расход выше на 0,5-2 л из-за различных факторов (например, качества топлива, условий движения, технического состояния мотора и ходовой части автомобиля). Завод допускал расход моторного масла на уровне 600 мл на 1000 км.

Модель	Коробка	Городской режим	Шоссе	Смешанный цикл
Astra H хэтчбэк GTC	Робот	8,5	5,3	6,5
Astra G универсал	МКПП	8,8	5,6	6,8
Vectra C седан	МКПП	9,1	5,5	6,8

Плюсы и минусы силового агрегата

Преимущества Z16XEP:

Недостатки агрегата Z16XEP, отмечаемые владельцами:

Модификации мотора Z16XEP

Единственной модификацией двигателя стала модель Z16XE1, которая пошла в производство с 2007 г. Введение цифры 1 в обозначение было связано с запуском производства линейки Family II Engine, которая впоследствии полностью вытеснила Z16XEP с конвейера.

Мотор стал отличаться модернизированной системой изменения длины впуска (следствие многочисленных нареканий с рынка). Мощность увеличилась на 2 силы (при той же частоте вращения), крутящий момент вырос до 150 Н*м и сместился в зону повышенных оборотов.

На какие автомобили устанавливали ДВС

Силовые агрегаты Z16XEP встречаются под капотами автомобилей Opel:

• Astra G и Classic II выпуска с декабря 2002 г. и до конца жизненного цикла модели;
• Astra H выпуска с 2004 по ноябрь 2007 гг.;
• Zafira B выпуска с 2005 по 2007 гг.;
• Vectra С сборки с 2006 по 2008 гг.;
• Meriva A выпуска с 2005 по ноябрь 2009 гг.

Мотор также использовался на автомобилях Vauxhall (версии Opel для рынка Великобритании).

Двигатель Z16XEP никогда не поставлялся сторонним клиентам. Компания Opel не продавала оснастку для выпуска мотора в других странах по лицензии.

Возможности тюнинга Z16XEP

Атмосферные двигатели имеют ограниченный потенциал роста мощности. Установка прошивки от сторонних разработчиков даст прибавку не более 5 сил с одновременной корректировкой кривой крутящего момента.

Для дальнейшей доработки необходимо установить распределительные валы с другим профилем кулачков, модифицированный впускной коллектор и выхлопную систему 4-2-1 без каталитического нейтрализатора. Мощность увеличится на 20-25 сил, улучшится динамика разгона за счет повышения момента на низах.

Возможна установка турбины Garrett серии GT22 на 1,6-литровый блок. Но необходимо добавить усиленную поршневую группу и коленчатый вал. Также потребуется заменить блок управления и использовать систему контроля давления наддува.

Двигатель Z16XEP можно довести до 180-200 сил, но высокая стоимость доработки перечеркнет все возможные выгоды проекта. Не следует забывать и о значительном снижении надежности перегруженного мотора.

Техническое обслуживание мотора

Основные операции по обслуживанию двигателя Z16XEP:

1. Замена моторного масла и фильтра ежегодно либо через 7-10 тыс. км (меньшее значение соответствует постоянной эксплуатации автомобиля в пробках). Заводской регламент предписывает обслуживать двигатель через 15 тыс. км, но норматив завышен.
2. Замена воздушного фильтра через 24 месяца или 30 тыс. км. При постоянной эксплуатации в запыленных условиях ресурс фильтра сокращается в 1,5-2 раза.
3. Замена свечей зажигания на Z16XEP выполняется через 60 тыс. км. При нарушении нормы возможен ранний выход из строя катушки (требуется замена всего модуля).
4. Замена ремня навесного оборудования через 60 тыс. км или при обнаружении следов износа (трещин на внутренней поверхности). Кратковременный свист ремня в сырую погоду или после преодоления луж не указывает на необходимость замены.
5. Заводской антифриз был рассчитан на 2 года эксплуатации или 50-60 тыс. км пробега. Завод предписывал использовать оригинальную жидкость GM. Двигатель Z16XEP имеет напряженный термический режим, поэтому важно своевременно обслуживать систему охлаждения. Емкость контура составляет 6,3 л (включая радиатор отопителя салона).
6. Ремень газораспределительного механизма имеет ресурс 120 тыс. км, но лучше менять детали на 100-110 тыс. км (при обрыве загибает клапана). С завода идет ремень Opel ГРМ 56-36-452, вместо оригинала можно купить аналоги от Gates, Contitech или Bosch.

Рекомендуемые типы масла

Производитель предписывал использовать для заправки картера Z16XEP синтетическое моторное масло с допуском GM Dexos 2 и вязкостью 5W-30. Допускается применение масел стандарта ACEA C3, предотвращающих образование нагара и залегание поршневых колец.

Вместимость системы смазки – 4 л вместе с корпусом фильтра.

Проблемы и возможные неисправности двигателя Z16XEP

Двигатель Z16XEP получил модернизированную поршневую группу, что позволило устранить проблему высокого расхода масла. Но взамен владельцы машин столкнулись с поломками системы изменения геометрии впуска и вентиляции картерных газов.

Дроссельная заслонка и мембрана клапана вентиляции картерных газов

Дроссельная заслонка редко беспокоит водителя, но иногда может потребоваться чистка от отложений масла и пыли. Но при поломке системы отвода картерных газов загрязнение ускоряется. Заслонку моют со снятием с двигателя Z16XEP. После установки необходимо сбросить адаптации. В противном случае владелец столкнется с проблемой плавающих оборотов.

Мембранный клапан вынесен в крышку головки мотора Z16XEP, обеспечивая отвод газов во впуск для дожигания.

При разрушении под крышкой и в картере образуется зона разряжения, что способствует росту расхода масла. Возможно появление шумов из-за подсоса воздуха через зазоры между деталями.

Стук впускного коллектора и ошибка по датчику положения заслонок TwinPort

Впускной коллектор мотора Z16XEP состоит из нескольких деталей, выполненных из алюминиевого сплава. Внутри корпуса находится модуль каналов, направляющих потоки воздуха к блоку заслонок в головке, прикрепленный винтами.

При ослабевании затяжки из-за вибраций появляется стук или щелчки при работе мотора. Неопытные владельцы воспринимают звук как признак серьезной поломки поршневой группы или механизма ГРМ. Для устранения стука требуется разборка коллектора для подтяжки винтов.

Заслонки расположены в отдельном корпусе, примыкающем к головке блока. В системе привода установлен вакуумный актуатор с электромагнитным клапаном управления. Положение заслонок определяет потенциометр, который по мере износа механизма начинает передавать неверные данные. В результате в блоке управления двигателем фиксируется ошибка.

Устранить дефект можно заменой привода или принудительной синхронизацией датчика и заслонки. Выставить нулевое положение возможно путем установки втулки в разбитую тягу потенциометра.

Можно изменить ориентацию датчика либо ограничить подвижность штанги заслонок – важно принудительно задать нулевую позицию заслонок в потенциометре для корректного определения угла.

Еще одна причина ошибки – подклинивание заслонок из-за нагара. На некоторых Z16XEP встречается разрушение посадочных отверстий тяги, заслонки начинают болтаться и датчик показывает неверный угол отклонения. Можно полностью убрать систему Twinport с заделкой отверстий для осей заслонок и пожертвовать тягой на низких оборотах.

Модуль катушки зажигания и клапан EGR

На Z16XEP используется клапан EGR с электромагнитным приводом. Рекомендуется очистка клапана через каждые 20-30 тыс. км пробега. При сильном загрязнении и заедании мотор плохо заводится или глохнет сразу после старта.

Характерной чертой двигателей Opel является единый модуль из 4 катушек зажигания, поменять которые по отдельности невозможно. Основная проблема – пробой изоляторов из-за увеличенного зазора между электродами свечей. Также катушки выходят из строя из-за попадания воды. Изолятор можно заклеить эпоксидной смолой, но лучше установить новый модуль.

Форсунки и регулировка тепловых зазоров клапанов

На моторе Z16XEP используются форсунки с резиновыми уплотнительными шайбами, которые могут потерять эластичность и пропускать топливо. Детали в запчасти не поставляются, но можно позаимствовать кольца от последующей модели A16XER либо подобрать аналоги от машин ВАЗ или Daewoo.

Для настройки зазоров (через каждые 100 тыс. км) используют технологию подбора толкателей. При неправильной регулировке мотор Z16XEP работает с рывками. Настройку проводят на холодном моторе, зазор составляет 0,21-0,29 мм для впуска и 0,26-0,34 для выпуска.

Термостат и каналы подачи отработавших газов

Двигатель Z16XEP оснащается термостатом с переменной характеристикой срабатывания. При малых нагрузках антифриз начинает идти по большому кругу при температуре +105⁰С. По мере возрастания нагрузки блок управления двигателем меняет момент срабатывания на +90⁰С.

Отработавшие газы подаются через клапан EGR в проточку в теле впускного коллектора, расположенный на плоскости стыка с головкой. Газы направляются в каналы, лишенные заслонок. Из-за засорения проточки нагаром прекращается подача газов, что приводит к обеднению смеси и фиксации ошибок. Очистить канал достаточно легко, гораздо сложнее снять коллектор с Z16XEP.

Прокладка масляного насоса и поршни

Насос масла интегрирован в лобовую крышку Z16XEP и при повреждении прокладок масло попадает в антифриз. Поршневая группа мотора не имеет выраженных недостатков и не создает проблем при регулярном обслуживании. Для Z16XEP существует один ремонтный размер оригинальных поршней.

Ремонт силового агрегата

При выходе из строя двигатель можно отремонтировать с расточкой блока на ремонтный размер. В ролике подробно показан процесс восстановления мотора.

Замену ремня распределительных валов или помпы можно выполнять самостоятельно, ориентируясь на следующие видео-ролики.

Своими силами можно заменить прокладку головки блока, процесс хорошо продемонстрирован в видео.

Покупка контрактного двигателя

Если владелец не хочет ремонтировать оригинальный Z16XEP, то можно приобрести контрактный мотор. Цена двигателя, снятого с разбитого автомобиля, начинается от 40 тыс. руб. Состояние необходимо проверять до покупки, поскольку никто не может гарантировать соответствие пробега заявленным цифрам.

Свап двигателя

Замена Z16XEP на другую модификацию потребует доработки электрической проводки и системы подачи топлива. Минимальный объем работ будет при установке 1,8-литрового Z18XE или Z18XEP.

Необходимо внести сведения в ПТС автомобиля, в противном случае при снятии с учета будут проблемы.

Рекомендации владельцев авто с ДВС Z16XEP

Основные рекомендации владельцам машин с Z16XEP:

1. Очистка и покрытие защитным антикоррозионным составом площадки с номером, который со временем покрывается слоем ржавчины и становится нечитаемым.
2. Проверка уровня масла каждое утро поможет своевременно обнаружить поломку мембранного клапана вентиляции.
3. Проверять состояние антифриза и масла визуальным путем, появление эмульсии на щупе или следов масла в расширительном бачке указывают на повреждение прокладки насоса системы смазки.

Двигатель Z16XEP является достаточно надежным и способен пройти свыше 400 тыс. км без капитального ремонта. Проблемы создает система изменения геометрии и клапан вентиляции картера. При своевременном диагностировании поломок ресурс двигателя не уменьшается.

А как считаете вы, какие у этого двигателя есть преимущества и недостатки? Поделитесь в комментариях. Сохраните статью в закладках, чтобы не потерять полезную информацию.