Volkswagen 1.6: pogmatwana historia tego silnika – część 1/2

Historia silnika Volkswagen 1.6 to jeden z tekstów, który trafił do naszej redakcji przy okazji poszukiwania nowych autorów dla Autobloga. Jego autorem jest Mateusz Pilarski.

Na temat genezy oraz ewolucji „postgarbusowych” silników grupy Volkswagena dałoby się napisać nielichy doktorat. Tym razem chciałbym jednak skupić się jedynie na pewnym szczególnie pogmatwanym wycinku tej problematyki, tj. współegzystencji (często nawet w tych samych modelach) zupełnie odmiennych silników benzynowych o pojemności skokowej około 1600 cm3, wykonanych w różnych architekturach. Kwestia ta sprawia problem nawet redaktorom czasopism motoryzacyjnych, którzy zdają się widzieć ją jak przez mgłę. Wprawdzie zagmatwany z punktu widzenia polskiego krajobrazu motoryzacyjnego okres rozpoczął się dopiero w latach 90., ale dla ukazania pełnego obrazu sytuacji postanowiłem cofnąć się o dwie dekady – gdy Audi do reszty zmywało z siebie zmazę producenta dwusuwów, a Volkswagen zaczynał nową erę wraz z odejściem od montowanych z tyłu bokserów. W obu przypadkach istotnym punktem programu było opracowanie nowych silników.

Audi: witamy w rodzinie

Wraz z przejęciem Auto Union w połowie lat 60. przez Volkswagena wskrzeszono markę Audi. Nie było to spektakularne odrodzenie – do całkiem nowoczesnej, acz niesprzedawalnej (ze względu na dwusuwowy silnik) średniej limuzyny DKW F102 zaaplikowano Mitteldruckmotor (silnik o „średnim” stopniu sprężania – nawet 11,2:1) – opracowany jeszcze przez koncern Daimler-Benz, poprzedniego właściciela Auto Union. Ze swoją dość wibracyjną naturą i wymogiem tankowania 98-oktanowej benzyny nie był też szczególnym ulubieńcem rynku. Choć F103 (bo tak w nomenklaturze wewnętrznej nazywało się nowe Audi) było dość nowoczesne, to na lata 70. wyraźnie potrzebowało następcy. Było jasne, że zespół inżynierów Audi z Ludwigiem Krausem na czele czeka niemały wysiłek, by móc stać się tą marką, która chce zyskiwać przewagę dzięki technice (co w pełnej rozciągłości stanie się faktem kilka lat później za czasów Ferdynanda Piecha).
Elementem prac nad następcą F103 było też opracowanie zupełnie nowego silnika. Zdecydowano się zastosować żeliwny blok z rozstawem cylindrów wynoszącym 88 mm, napędzany gumowym paskiem wałek rozrządu umieszczony w aluminiowej głowicy (oczywiście z dwoma zaworami na cylinder) oraz wałek pośredni do napędu pompy oleju oraz rozdzielacza zapłonu. We wzdłużnej zabudowie silnik pochylono o 20° w prawo. Dolot i wydech znajdowały się z tej samej strony głowicy, odpowiednio prawej bądź tylnej. Jednostce nadano oznaczenie konstrukcyjne EA827. Trafiła ona do sprzedaży w nowym Audi 80 B1 w 1972 roku w wersjach 1297 cm3, 1471 cm3 oraz 1588 cm3. W poprzecznej zabudowie zadebiutowała dwa lata później w Golfie oraz Scirocco – tym razem pochylona w kierunku tyłu pojazdu o 15°.

Silnik w kwadrat

Tymczasem w Volkswagenie potrzebne były nowe, niewielkie silniki do Golfa, Scirocco i Polo (a także Audi 50). Projektując je jako mniejsze niż EA827 rozstaw cylindrów zredukowano do 81 mm, ale tak samo jak u większego brata zastosowano żeliwny blok, dwa zawory na cylinder oraz wałek rozrządu w aluminiowej głowicy napędzany paskiem. Głowicy, która tym razem miała przepływ poprzeczny (dolot umieszczono z tyłu, a wydech z przodu silnika). Przyjęto oznaczenie konstrukcyjne EA801. Cechą tych jednostek, pozwalającą je szybko odróżnić od EA827 było ich pochylenie do przodu pojazdu o (wówczas) 20° – co utrzymano przez blisko cztery dekady, choć kąty pochylenia bywały różne. Trafiły na rynek w 1974 roku pod maskami Golfa, Scirocco i Audi 50 w wariantach 1093 cm3 oraz 1272 cm3. Z racji tego, że długo jeszcze nie występowały w wariancie o pojemności skokowej 1,6 litra, możemy dać im spokój na kilkanaście lat, aby skupić się ściśle na temacie niniejszego artykułu wewnątrz rodziny EA827 – na będących jej członkami silnikach 1.6.

Wspomniany wcześniej silnik benzynowy EA827 1588 cm3 zadebiutował w 1972 roku w Audi 80 B1 w odmianach o mocy 75 KM oraz 85 KM, a rok później do gamy dołączył wariant GT o mocy 100 KM. Najważniejsze przyszło w roku 1975 – Audi 80 GTE z wtryskiem K-Jetronic, o mocy 110 KM. W następnym roku silnik ten trafił do Golfa GTI, skąd jest najbardziej znany. Mając blisko kwadratowy stosunek średnicy tłoka do jego skoku (79,5 x 80 mm) wyraźnie różnił się od swego bardzo bliskiego wysokoprężnego krewnego o identycznej pojemności skokowej (1588 cm3). Oba bazowały na takim samym bloku, lecz jak na diesla przystało, krewniak był wyraźnie nadkwadratowy (76,5 × 86,4 mm).

Szesnaście soupapes

Najciekawszą (i najrzadszą) odmianę tego silnika wyczarowano w 1980 roku. Francuski oddział dystrybucji Volkswagena narzekał na brak odmiany Golfa GTI mogącej konkurować osiągami choćby z Renault 5 Alpine Turbo. Prośby te zostały w Wolfsburgu wysłuchane. Jako iż nowemu (nadal ośmiozaworowemu) silnikowi 1.8 dla Golfa GTI brakowało jeszcze roku do gotowości, a o jego własnej odmianie szesnastozaworowej (gotowej w 1985) dopiero zaczynano myśleć, to nowomodnie mówiąc – zdecydowano się outsorcingować ten problem i zlecić opracowanie zmodyfikowanego silnika 1.6 podfrankfurckiej firmie tuningowej Oettinger. Jej dzieło, przeznaczone do montażu w Golfie GTI 16S było iście zachwycające – cztery zawory (soupapes – stąd S) na cylinder, stopień sprężania 10,2:1, maksymalny moment obrotowy 157 Nm przy 5500 obr./min, moc 136 KM przy 6500 obr./min – te wartości, przekładające się na przyspieszenie do 100 km/h w 7,6 sekundy oraz prędkość maksymalną 197 km/h imponują nawet dziś. Warto tu odnotować, że porównywalny silnik Toyoty – 4A-GE – debiutował dopiero w roku 1983, w najmocniejszym wariancie oddając 130 KM. Inna sprawa, że dzięki systemowi T-VIS miał w sobie cokolwiek życia na niskich obrotach, a i przede wszystkim – był wytwarzany seryjnie, czego o silniku Oettingera powiedzieć nie można. Wyprodukowano jedynie 1250 Golfów 16S, dostępnych tylko w roku 1981 i 1982, wyłącznie na dwóch rynkach: francuskim i szwajcarskim.

Spore zmiany przyniósł rok 1983 i premiera drugiej generacji Golfa. Z tej okazji silnik 1.6 zmodyfikowano – cały czas bazował na architekturze EA827 i z zewnątrz wyglądał praktycznie tak samo, jednak jego pojemność skokowa wzrosła o 7 cm3 i wynosiła teraz 1595 cm3. Stało się tak za sprawą wyraźnych zmian wymiarów wewnętrznych silnika – średnica x skok tłoka wynosiły teraz całkiem podkwadratowe 81 x 77,4 mm (wartości te pozostaną z nami na ponad 30 lat). Moc bazowej wersji w Golfie wynosiła 75 KM, występowały też słabsze warianty – od 69 do 72 KM (np. z katalizatorem). Nowa jednostka zastąpiła starszą w całej gamie, występując z zasilaniem gaźnikowym bądź jednopunktowym wtryskiem, trafiając także pod maski Audi 80 B2, B3, B4, Passata B2 i B3, Seata Toledo i wielu innych. Od 1985 roku zaczęto montować w silnikach EA827 hydrauliczne popychacze zaworów. Nie ominęło to też silników ze wspomnianej na początku artykułu rodziny EA801 – w ich przypadku oznaczało to dodatkowo przechrzczenie na EA111. W tym okresie wykrystalizował się też dość jasny podział – silniki EA111 produkowano w wariantach od 1043 cm3 do 1272 cm3, a EA827 co do zasady od 1595 cm3 wzwyż. Zdarzały się jednak drobne wyjątki – jak np. wersja 1399 cm3 EA827 z Audi 80 B3 na rynek grecki i portugalski (ze względów podatkowych).

Podziały w rodzinie

Wraz z nastaniem ostatniej dekady XX wieku sprawa zaczęła się robić coraz ciekawsza. W 1990 roku zadebiutował w Audi 80 B3 wzmocniony silnik 1595 cm3 (oznaczenie ABB) o mocy 102 KM przy aż 6300 obr./min. Wzrost mocy osiągnięto głównie przez podwyższenie stopnia sprężania i zastosowanie wielopunktowego wtrysku paliwa, nadal jednak pozostając przy dwóch zaworach na cylinder i umiejscowieniu dolotu oraz wydechu z jednej strony głowicy. Silnik ten przeznaczony był głównie na rynki „ograniczone podatkowo” – czyli znowu mowa tu o Grecji i Portugalii. Wraz z premierą 80 B4 rok później nieco go zmieniono – osiągał już „tylko” 101 KM, ale za to przy 6000 obr./min. Miał oznaczenie ABM i cały czas był przeznaczony tylko na rynki eksportowe (w Niemczech bazowym silnikiem było 2.0 90 KM o oznaczeniu ABT). Tym razem jednym ze wspomnianych rynków eksportowych była też Polska, gdzie sieć dystrybucji Audi i Volkswagena budował akurat Jan Kulczyk. Z kronikarskiego obowiązku wspomnę jeszcze, że zarówno w 80 B3 jak i B4 silnik 1595 cm3 nadal występował w wariantach o mocy od 69 do 75 KM (w B4 71 KM o oznaczeniu ABM, tam tylko na rynki eksportowe).

Pora zatem powrócić do serii EA801, która w międzyczasie zmieniła nazwę na EA111. W 1992 zadebiutował pierwszy należący do niej silnik o interesującej nas pojemności 1,6 litra – nadkwadratowy 1598 cm3 75 KM o oznaczeniu ABU (76,5 x 86,9 mm). Montowano go w Golfie III, gdzie rolę silnika o mocy 75 KM pełniła już od roku jednostka 1781 cm3 EA827 o stosunkowo niskim (9:1) stopniu sprężania. Dysponując większym momentem obrotowym była montowana do samochodów ze wspomaganiem kierownicy, automatyczną skrzynią biegów czy klimatyzacją, natomiast wersja EA111 trafiała do ubogo wyposażonych egzemplarzy. Tutaj problem więc nie występował, bo 1.6 75 KM było tylko jedno. Warto jedynie dodać, że jako silnik ABU (do 1994) i AEA (1994-1995) miały wtrysk jednopunktowy, a AEE (1995- 1997) wtrysk wielopunktowy i o wiele korzystniejszy przebieg momentu obrotowego. W Passacie B4 bazową jednostką było 1.8 75 KM, silników EA111 nigdy w nim nie montowano.

Hiszpanie mieszają

Hiszpanie musieli jednak coś pogmatwać. Produkując już od 1990 bazującego na Golfie II Seata Toledo montowali w nim (w przeciwieństwie do Golfa III) silnik 1.6 75 KM EA827 – do 1994 roku o mocy 73 KM z gaźnikiem bądź 71 KM z wtryskiem, później o mocy 75 KM tylko z wtryskiem. Wariant wtryskowy (niezależnie od mocy) miał oznaczenie 1F i był już znany z Passata B3. Jako iż do Toledo nigdy nie trafiły silniki EA111, stanowił on podstawową motoryzację w tym samochodzie aż do końca produkcji w 1999 roku.
I to właśnie mogło mieć wpływ na nieporządek w palecie silników Seata Ibizy i Cordoby, debiutujących na początku 1993 roku. Rolę napędu 75-konnego pełnił w nich początkowo 1.6 ABU EA111 z Golfa III, a silnika 1.8 75 KM EA827 nie oferowano. Taka sytuacja nie potrwała jednak długo, bowiem już w 1994 roku silnik ABU zastąpiono silnikiem 1F znanym już z Passata B3, także o mocy 75 KM, pochodzącym z rodziny EA827. Nie na długo, bo w 1997 roku powrócił 1.6 EA111 o oznaczeniu AEE – dalej o mocy 75 KM. Jest to niezwykle ciekawy silnik, o którym napiszę więcej za chwilę.
W Volkswagenie Polo 6N benzynowe silniki pochodziły wyłącznie z rodziny EA111. Wbrew temu, co można sądzić po wspólności deski rozdzielczej, jest to samochód dość technicznie odmienny od Ibizy/Cordoby (którym to bliżej do Golfa). W Polo wszystkie silniki musiały być pochylone do przodu – pod maską było mniej miejsca. Nawet diesle (wywodzące się z EA827) były dość nietypowo montowane w przednim pochyleniu. W Cordobie/Ibizie tego problemu nie było, mieściły one silniki EA827 tak samo jak Golf.

1994 rok przyniósł narodziny najbardziej obecnie znanego i (niekoniecznie słusznie) szanowanego silnika ośmiozaworowego o pojemności 1,6 litra grupy Volkswagena. Wspomniany już wcześniej eksportowy silnik 1.6 102/101 KM z Audi 80 został dalej dopracowany – tym razem zastosowano już głowicę o przepływie poprzecznym (wydech z tyłu silnika i dolot z przodu, względnie odpowiednio z prawej i lewej strony) oraz kolektor dolotowy o zmiennej długości. Nie zabrakło oczywiście elektronicznego wielopunktowego wtrysku paliwa. To wszystko owocowało mocą 101 KM już przy 5800 obr./min i nieco korzystniejszym przebiegiem momentu obrotowego niż w starszej jednostce. Od sierpnia 1994 silnik ten trafiał do Golfa III i Passata B4 mając oznaczenie AEK. W następnym roku poddano go dalszym modyfikacjom, jeszcze bardziej poprawiając przebieg momentu obrotowego (140 Nm przy 3500 obr./min zamiast 135 Nm przy 4400 obr./min). Tak dopracowana jednostka (o oznaczeniu AFT) trafiła wtedy do Cordoby, Ibizy, Polo Classic i Variant, a w roku 1996 – do Toledo i Cordoby SX. Pozostała w produkcji do 2000 roku, będąc oferowana w Golfie w wersji kabriolet, stanowiąc ostatni silnik 1.6 EA827.

Także w 1994 roku swą premierę miał wariant tego silnika do wzdłużnej zabudowy. W Audi stwierdzono, że tym razem będzie to jednostka zupełnie wystarczająca do bycia podstawowym napędem dla nowego A4 w całej Europie, a w szczególności w Niemczech. Moc 101 KM osiągana była przy 5300 obr./min, a maksymalny moment obrotowy wynosił 140 Nm przy 3800 obr./min. Co ciekawe – w przeciwieństwie do wersji do zabudowy poprzecznej silnik ADP (bo takie otrzymał oznaczenie) nie miał kolektora dolotowego o zmiennej długości. Inna była też pokrywa zaworów.

Jutro część 2.: od roku 1995 do dziś.