Возросшие требования экологичности, безопасности, растущие запросы потребителей заставляют производителя постоянно совершенствовать выпускаемую продукцию. Но на определенном этапе возникает вопрос о полной замене выпускаемого образца новым изделием, с более высоким техническим уровнем, соответствующим современным стандартам качества и экологии, с большими возможностями модернизации.

Выпускаемые в настоящее время двигатели имеют серьезные недостатки: низкие (по современным меркам) удельные и агрегатные параметры эффективной мощности и эффективного момента, плохие пусковые качества при низкой температуре окружающего воздуха, высокий уровень механических потерь, неудовлетворительные характеристики по шуму. Причины обычно связаны как с конструктивными особенностями, так и с существующей технологией производства.

Анализ конструкции двигателя показывает, что большинство из перечисленных выше недостатков определяется неудачной формой камеры сгорания. Отношение площади поверхности к объёму достаточно велико. Имеются защемленные объемы и т.д. В результате повышаются тепловые потери, растет склонность двигателя к детонации, наблюдается плохой запуск и т.п.

В процессе проработки облика новой камеры сгорания с минимальным отношением площади поверхности к ее объёму (при условии обработки на существующих автоматических линиях) приняты следующие решения:

• - днище поршня выполняется плоским, с необходимыми выемками для выхода клапанов;
  
• - поверхность камеры сгорания в головке блока цилиндров образуется тремя сферами (так называемая полисферическая камера сгорания): две сферы под клапанами и одна под отверстием для свечи;
  
• - увеличивается объем камеры сгорания (сферы) в зоне свечи, вследствие чего улучшаются условия воспламенения смеси в цилиндре;
  
• - клапаны, координаты и угловое положение клапанов и отверстий под свечу не изменяются по отношению к исходной головке блока.
  

Опытные головки были установлены на двигатели мод. 248 (Vh=1,946 л) и мод. 331 (Vh=1,816 л) с системой распределенного впрыска топлива. При этом проработан вопрос оборудования универсальной головкой всего модельного ряда двигателей.

Сравнение внешних скоростных характеристик (ВСХ) двигателей Vh=1,946 л и Vh=1,816 л (с новой и "традиционной" камерами сгорания) показывают, что для двигателя Vh=1,946 прирост максимальной мощности составляет 16 л.с. (110 против 94 л.с.), максимального момента - 18 Н·м (163 против 145 Н·м). Для двигателя Vh=1,816 прирост максимальной мощности - 14 л.с. (103 против 89), максимального момента - 5 Н·м (145 против 140). При этом прирост момента наблюдается во всем диапазоне оборотов двигателя. Удельная мощность составляет 56,5 л.с. (Vh=1,946 л) и 56,7 л.с.(Vh=1,816 л) с одного литра рабочего объема. Минимальный удельный расход топлива по ВСХ для обоих двигателей составляет 195 г/л.с.·ч.

Однако ВСХ говорит только о предельных возможностях двигателя, используемых сравнительно редко. Гораздо чаще автомобильный двигатель работает на частичных нагрузочных режимах и режимах, близких к холостому ходу. В этих условиях на первое место для потребителя выходит вопрос топливной экономичности (естественно, при обязательном обеспечении показателей токсичности и приёмистости).

В отечественной практике нет однозначных стандартных методов оценки работы двигателя в подобных условиях. Как правило, оценивается работа двигателя в составе автомобиля при испытаниях на беговых барабанах по стандартному ездовому циклу Правил ЕЭК ООН № 83 или в ходе дорожных испытаний согласно ГОСТ 20306-90 по городскому или загородному циклу. Данный метод позволяет получить объективную и комплексную оценку двигателя, хотя и имеет и некоторые недостатки.

В настоящее время существует обязательная сертификация автомобиля (получение ОТТС) и добровольная сертификация его компонентов. К сожалению, двигатели с принудительным зажиганием не включены в перечень компонентов, подвергаемых сертификации.

Данная проблема обусловлена отсутствием нормативной базы, определяющей требования к техническим параметрам собственно двигателя: экономичность на частичных нагрузках, виброакустические характеристики двигателя, эмиссия вредных веществ и т.д.

Зарубежными фирмами принята практика оценки экономичности двигателей по удельному расходу топлива в "стандартных" контрольных точках, каким-либо образом приближенных к режимам работы двигателя в составе автомобиля при его испытаниях по ездовому циклу. Аналогичные испытания были проведены ОАО "УМПО" на двигателях с модернизированной головкой. Исследования показали, что модернизированные двигатели УЗАМ с полисферической камерой сгорания и ЭСУД имеют экономичность, соответствующую современному уровню зарубежных многоклапанных двигателей.

Экономическая оценка может служить одним из критериев при проведении сертификации автомобильных двигателей. Этот вопрос должен находиться в сфере интересов Ассоциации Автомобильных Инженеров и Национальной Ассоциации производителей автомобильных компонентов.