О двигателях для ВАЗ 2121 «Нива»
Комментарии: 0 04.09.2018 Самый популярный отечественный внедорожник ВАЗ 2121 «Нива» был разработан на базе вазовской шестерки. Двигатель также остался от ВАЗ 2106, но получил косметические доработки. Позже был создан двигатель 213 на 1,7 литра и мотор 2130 на 1,8 литра. Наряду с обычной «Нивой» выпускается и Chevrolet Niva, на которую устанавливают немного измененный двигатель 213. Двигатель ВАЗ 2106
Базовый агрегат для «Нивы» является эволюцией движка от «тройки», и от мотора 2103 его отличают увеличенный до 79 мм поршень, при прежнем блоке цилиндров.
Также актуален инжекторный агрегат 21067, который накрыт ГБЦ от инжекторного 21214-го. В ходе эксплуатации выяснилось, что стабильностью отличается именно карбюраторный вариант. Рядный двигатель 2106 и карбюраторный и инжекторный получил 4 цилиндра с расположенным вверху распредвалом и цепным приводом ГРМ. Двигатель нужно отнести в классический разряд высокоблочных агрегатов. При аккуратной эксплуатации и регулярном обслуживании мотор превысит свой заводской ресурс в 125 тысяч км и иногда дослужит до 200 тысяч. При этом вряд ли его назовешь надежней 2103-го. Перед тем как отправиться в путь, двигатель 2106 нужно прогревать, а зимой эта процедура занимает около 5 минут. Трогаться можно, когда двигатель начинает держать на холостых. Не стоит экономить на качественном моторном масле, так как при некачественном расходнике после 60 тысяч пробега диаметр цилиндра расширится на 0,15 мм. Если отмечен повышенный жор масла, то следует замерить компрессию. «Болезнью» ВАЗ 2106 называют преждевременный износ распредвала. Отсутствие гидрокомпенсатора вынуждает раз в 7-10 тысяч километров корректировать зазоры клапанов. Также езда на автомобиле с шестерочным двигателем наполнена шумами, стуками и другими посторонними звуками. К примеру, двигатель детонирует при работе на низкооктановом бензине и при нормальном топливе проблема исчезает. Металлические стуки издают пальцы поршней и подшипники шатунов. Из нижней части двигатели одновременно с падением уровня масла раздаются звуки при проблемах с коренными подшипниками. В этом случае автомобиль лучше заглушить и отбуксировать на СТО. Неустойчивая работа двигателя ВАЗ-2106 обусловлена засоренными жиклерами. Глохнет на ХХ — нужно регулировать обороты или воздушную заслонку. Если глохнет на ходу, причина кроется в питании или зажигании. Излишняя температура или закипание двигателя связано с воздухом в охладительной системе. Троение двигателя вызвано не отрегулированными или прогоревшими клапанами, вышедшей из строя прокладкой ГБЦ или низкооктановым топливом. Вибрации двигателя возникают, как правило, при износе подушек, а также при дисбалансе коленвала или кардана. Двигатель ВАЗ 2130 Нива 1.8 Силовой агрегат 2130 для вазовской «Нивы» получил четыре цилиндра с верхним расположением распредвала и цепной привод ГРМ. Двигатель нужно отнести к традиционным представителям высокоблочной моторной серии. Если сравнивать 213-й и 2130, то второй на 1,3 мм выше, что позволило установить на мотор коленвал с 84-миллиметровым ходом поршня и увеличить объем двигателя до 1,8 литра. К вышеперечисленным недостаткам, присущим как для ВАЗ 2106, так и для 2130, можно добавить повышенный износ распредвала и необходимость в регулярной корректировке зазоров клапанов, о чем просигналит стук при работе двигателя на ХХ. Двигатель ВАЗ 21213 / 21214 Нива На основе двигателя ВАЗ 21214 собирался и двигателя для Niva Chevrolet, а отличия состоят лишь в адаптации БЦ для монтажа в моторный отсек «Шеви» и крепления навесных деталей и узлов. В целом карбюраторный и инжекторный вариант рядного агрегата ВАЗ 21213/21214 получил четыре цилиндра и верхнее расположение распредвала. От «шестерки» 213-й отличается диаметром цилиндра, ГБЦ и меньшей высотой блока цилиндра. В 21213-ом появился уже натяжитель цепного привода ГРМ и гидрокомпенсаторы. К основным минусам данной модификации двигателя относятся жор масла, шумы, склонность к перегреву и вибрациям. А в остальном он имеет те же недостатки, что и ВАЗ 2106, подробно изложенные выше.
| Двигатели | ВАЗ 2106 1,6 л | ВАЗ 21213 / 21214 Нива | ВАЗ 2130 Нива 1.8 |
| Производство | ВАЗ | ВАЗ | ВАЗ |
| Марка двигателя | 2106 | 21213 / 21214 | 2130 |
| Годы выпуска | 1976 — наше время | 1994 — наше время | 1993-наще время |
| Материал блока цилиндров | чугун | чугун | чугун |
| Система питания | карбюратор/инжектор | карбюратор/инжектор | карбюратор/инжектор |
| Тип | рядный | Рядный | Рядный |
| Количество цилиндров | 4 | 4 | 4 |
| Клапанов на цилиндр | 2 | 2 | 2 |
| Ход поршня, мм | 80 | 80 | 84 |
| Диаметр цилиндра, мм | 79 | 82 | 82 |
| Степень сжатия | 8,5 | 9,4 | 9,4 |
| Объем двигателя, куб.см | 1569 | 1690 | 1774 |
| Мощность двигателя, л.с./об.мин | 75/5400 | 81/5200 | 82/5200 |
| Крутящий момент, Нм/об.мин | 116/3000 | 125/3000 | 139/3200 |
| Топливо | Аи-92 | АИ-93 | АИ93 |
| Экологические нормы | — | — | |
| Вес двигателя, кг | 121 | 117 | 122 |
| Расход топлива, л/100 км (для Celica GT) — город — трасса — смешан. |
10,3 7,4 10 | 11,5 8,3 10,5 | 16,5 9,7 12,1 |
| Расход масла, гр./1000 км | До 700 | До 700 | До 700 |
| Масло в двигатель | 5W-30 5W-40 10W-40 15W-40 |
5W-30 5W-40 10W-40 15W-40 |
5W-30 5W-40 10W-40 15W-40 |
| Сколько масла в двигателе | 3,75 | 3,75 | 3,75 |
| Ресурс двигателя, тыс. км — по данным завода — на практике |
125 200 | 80 150 | 80 150-180 |
| Тюнинг — потенциал — без потери ресурса |
200 80 | 200 90 | 200 80 |
| Двигатель устанавливался | ВАЗ 2106 ВАЗ 2121 «Нива» ВАЗ 21074 | ВАЗ 21213 «Нива» ВАЗ 21214 «Нива» Niva Chevrolet | ВАЗ 2120 «Надежда» ВАЗ 2121 «Нива» |
Инъекция молодости: история разработки впрыска ВАЗ
Уже в середине восьмидесятых годов, когда переднеприводные Спутники вовсю сходили с тольяттинского конвейера, инженерам ВАЗа стало ясно, что дальнейшее будущее – однозначно за так называемым впрыском топлива: системой питания, лишенной архаичного карбюратора. Ее разработкой они и занялись – технологическое отставание точно не входило в планы завода.
Не хвастовства ради, а пользы для
Д а и дело тут было отнюдь не в амбициях или желании пустить пыль в глаза потребителю: классическая система питания никак не соответствовала двум важнейшим критериям – стабильности настроек и нормам токсичности. Даже вполне современный по тем временам Солекс нельзя было сравнить с так называемым «инжектором», ведь он не «умел» готовить одинаково сбалансированную по составу топливно-воздушную смесь при разных условиях работы мотора, да и не отличался особой надежностью, требуя регулярной чистки и настройки. В то время как на Западе негласной нормой считалось хотя бы пять лет и 80 000 км без вмешательства в систему питания, не считая регламентной замены фильтров.
Даже беглый анализ показал, что наивысшей стабильностью характеристик и «чистотой выхлопа» обладает именно система питания с электронным блоком управления двигателем, а не механический или электромеханический инжектор. В мире на тот момент существовало немало разновидностей впрыска, и без должного опыта инженерам было непросто принять решение – на каком же именно варианте остановиться? Однако склонялись они именно к электронному управлению, как наиболее прогрессивному и эффективному.
Перспективную систему питания планировали не только (и не столько) для модернизации еще нестарых автомобилей восьмого семейства, сколько для будущей «десятки». Её выпуск планировали начать на стыке восьмидесятых и девяностых годов, и оставаться с устаревшим карбюратором было просто нельзя – особенно если учитывать планы нацеливаться на западный рынок, где «инжектор» давно перестал быть диковинкой, а стал обычным явлением на товарных автомобилях.
Вдобавок на ВАЗе уже тогда в качестве оптимального решения для ВАЗ-2110 рассматривали многоклапанную головку с четырьмя клапанами на каждый цилиндр, а оптимизировать процессы сгорания в таком моторе при наличии обычной системы питания было практически невозможно. В общем, все сводилось к тому, что внедрение впрыска топлива с электронным управлением при запуске следующей модели является одной из основных задач. Причем было решено не только перевести на «инжектор» версии с 16-клапанной головкой, но и оснастить впрыском обычный восьмиклапанный двигатель объемом 1,5 л, известный под индексом ВАЗ-21083.
Не стоит забывать, что в те «золотые» годы экспорт вазовских автомобилей иногда достигал 40% от общего объема выпуска – а это, как известно, доход в виде такой желанной для завода валюты, и грядущее ужесточение экологических норм в Европе для ВАЗа стало бы просто губительным. Не зря ведь экспортные модификации еще с середины восьмидесятых оборудовались системами снижения токсичности отработавших газов – в том числе и с каталитическим нейтрализатором. Впрочем, «кат» был сам по себе не очень эффективен, ведь даже с учетом дополнительной электроники обычный карбюратор получался «слабым звеном» системы по простой причине – он готовил смесь менее точно и стабильно, чем это требовалось.
Совместная работа
Ведущими игроками на рынке разработки систем впрыска в то время были три компании – Bosch, Siemens и General Motors. Предварительные переговоры закончились заключением контракта с GM по простой причине – «джиэм» имел больше опыта и мог предложить максимальный спектр услуг «под ключ».
Первой впрысковый двигатель 2111 «примерила» Lada Baltic. Компоненты GM выдаёт характерный дизайн ДМРВ между корпусом воздухофильтра и патрубком впуска.
Что же должны были сделать специалисты General Motors в рамках контракта? Во-первых, разработать и адаптировать под вазовские моторы впрыск топлива, который бы отвечал нормам Евро-1 и США-93. Во-вторых, для экспортных автомобилей «джиэмовцы» должны были поставить более полумиллиона (!) комплектов систем питания. И, наконец, итогом работы предполагалось приобретение соответствующих лицензий с последующим выпуском компонентов на советских (а в новых реалиях – российских) заводах.
 |
 |
Тип системы питания на Lada Baltic подчеркивал оригинальный шильдик «injection», расположенный на задней двери слева под надписью «LADA»
Уже в 1993 году GM начал поставки комплектов центрального впрыска (так называемого моноинжектора) для Жигулей и Нивы, а впоследствии – и систем распределённого впрыска для Лады Самары. Увы, по объективным экономическим причинам в непростое для новой страны время за шесть лет удалось поставить на конвейер лишь 115 тысяч комплектов вместо запланированных изначально 540 тысяч.
В тот момент на ВАЗе поняли, что нельзя опираться лишь на одного зарубежного партнера и решили подписать в 1995-м контракт и с фирмой Bosch. Это позволило освоить как разработку, так и производство еще одной системы питания, известной впоследствии, как «бошевская». Разумеется, работы по принципиально новой системе питания потребовали длительного пребывания в зарубежных командировках ведущих по проекту специалистов ВАЗа, некоторые из которых занимались этой темой в США по три-четыре года подряд.
На ранних «инжекторах» стояли контроллеры GM импортного производства
В ходе работы над «инжектором» на новую систему питания пытались перевести и такие экзотичные модификации, как 1,1-литровый двигатель ВАЗ-21081. Однако впоследствии было принято решение о том, что малокубатурные модификации «трогать» не стоит, и вазовские конструкторы вместе с зарубежными специалистами сосредоточились на моторах объемом 1,5-1,6 л – как жигулевских, так и «зубильных». А 16-клапанный мотор 2112 должен был стать первым в истории ВАЗа, конструкция которая изначально была «заточена» лишь под электронную систему питания с распределенным впрыском.
Еще в ходе ранних экспериментов над классическими моторами оказалось, что установка каталитического нейтрализатора сильно ухудшает показатели двигателя по мощности и крутящему моменту, поэтому система питания должна была обеспечивать максимальный КПД, чтобы минимизировать «экологические» потери энерговооруженности, неизбежные в любом случае.
На Самаре с так называемой низкой панелью контроллер впрыска разместили на полке под «бардачком»
Система впрыска топлива с электронным управлением была вполне распространенной (но при этом современной) концепцией. Электронный блок управления получал информацию от пары десятков датчиков, на основании которых и строилась коррекция топливно-воздушной смеси, а также остальные параметры – время открытия форсунок, угол опережения зажигания, количество подаваемого в цилиндры воздуха, топлива и так далее. Основную «работу» при этом проделывали несколько важнейших датчиков – например, датчик положения коленчатого вала (без него двигатель вообще не заведется!) и датчик массового расхода воздуха.
Важнейшее преимущество вазовского впрыска, как и большинства подобных систем – «живучесть». Если не отказал электрический бензонасос или «стратегический» датчик ДПКВ и не сгорел контроллер ЭБУ или модуль зажигания, то система худо-бедно, но будет работать даже при отказе нескольких датчиков, перейдя в аварийный режим и работая по альтернативным алгоритмам управления с использованием неких «усредненных» показателей, зашитых в программу.
Сложности
Но гладко было только на бумаге. Освоить столь сложную систему, когда промышленный гигант СССР уже почил в бозе, стало для ВАЗа непростой задачей. Впрочем, при интеллектуальной поддержке зарубежных партнеров с ней вполне справились – по крайней мере, «инжектор» уже к концу девяностых годов стал не просто работоспособной, но и вполне серийной системой питания для ВАЗов.
 |
 |
Датчик массового расхода воздуха – один из самых дорогих компонентов системы питания с распределённым впрыском
Конечно, многое пошло «не так и не туда». Попытки привлечь к производству «оборонку» так и закончились ничем, да и работа в Штатах была закончена еще в 1994 году – до постановки впрыска на конвейер. Кроме впрысковой версии мотора объемом 1,1 л, в итоге так и не удалось освоить 16-клапанную версию Самары, хотя адаптация агрегата 2112 к кузову 21093 была проведена еще на ранних стадиях работы по впрыску. Лишь намного позднее многоклапанный мотор все же встал под капот Самары в заводском исполнении – точнее, «околозаводском», от компании «Супер-Авто».
Для поглощения топливных паров предусмотрено специальное устройство – адсорбер
Некоторые компоненты пришлось оставить импортными – например, датчик кислорода, форсунки и ДМРВ. Блоки под заказ выпускали на Bosch, а со временем были освоены и контроллеры отечественного производства. Остальные же компоненты (датчики, впуск, выпуск и система подачи топлива из бака) были освоены почти самостоятельно.
 |
 |
При наличии некоторых версий БК, считывать ошибки и обнулять их на впрысковом двигателе ВАЗ можно прямо с «бортовика»! Разъем OBD-2 так называемой К-линии: именно сюда нужно подключаться для диганостики «вазоинжектора»
Еще в процессе работы в США вазовские конструкторы поняли, что американский подход к настройке некоторых компонентов (в частности, датчика системы детонации) на малолитражном двигателе ВАЗ, да еще в российских реалиях, не совсем оптимален. Именно поэтому вместо «защитной» функции на него возложили активную борьбу с детонацией путём индивидуального управления углами зажигания на основании показателей датчика.
Первая товарная партия из нескольких тысяч ВАЗ-21082 с российским контроллером Январь-4 и сборной солянкой из компонентов GM и Bosch была выпущена в 1996 году. Она соответствовала действовавшим на тот момент в РФ нормам токсичности, поэтому не имела катализатора и лямбда-зонда.
При практических испытаниях выяснилось, что ресурс отдельных элементов (тех же форсунок, бензонасоса и свечей зажигания) сильно зависит от качества бензина, а хлебнув «этила», можно было гарантированно угробить каталитический нейтрализатор или «нежный» лямбда-зонд. Именно поэтому в конце девяностых – начале двухтысячных годов новомодной системы питания многие российские автомобилисты боялись, как огня. Усугубляло ситуацию то, что на коленке впрыск не продиагностируешь, а загоревшийся на ВАЗе индикатор «проверь двигатель» (check engine) в то время вгонял в ступор даже опытных механиков.
Еще один «бонус» от электронного управления системой питания – заводская «противоугонка», так называемый иммобилайзер
Благодаря и вопреки
Однако остановить прогресс невозможно. Поскольку концептуально вазовский впрыск на моторах 2111/2112 получился весьма удачным (сказывалось участие таких грандов, как Porsche, Bosch и GM), заводчанам требовалось лишь подтянуть качество изготовления отдельных компонентов у смежников, а потребителям – адаптироваться к новой системе питания, лишенной привычного «подсоса» и прочих «ручных подкачек».
Двигатель 2111 – не самый экономичный, но тяговитый и практичный
Пример из жизни: в начале двухтысячных на завод обратился владелец Нивы с моновпрыском, у которого износилась центральная форсунка. Как оказалось, к тому моменту он без каких-либо проблем с системой питания проехал на своей машине свыше 200 тысяч километров!
Распределённый впрыск «сдружили» и с двигателем классики, который ведёт свою родословную еще от ВАЗ-2101 1970 года
Сравнивать 16-клапанный мотор с обычным «восьмерочным» не имело смысла – увеличение числа клапанов в два раза поднимало максимальную мощность при прочих равных условиях как минимум на 10-15%, да и по характеру многоклапанный мотор с высокой степенью сжатия был более «крутильным» и «верховым», то есть приветствовал работу на оборотах в зоне максимальной мощности, а не крутящего момента. Однако оказалось, что с новой системой питания и проверенный временем «восемьдесят третий» мотор стал гораздо тяговитее и эластичнее – ведь максимальный крутящий момент не только вырос со 106 до 116 Нм, но и стал достижим на более низких оборотах (3 000 об/мин против 3 500 об/мин у мотора 21083). Вдобавок оказалось, что с новой системой питания мотор избавился от «температурной зависимости» и «поехал» даже в непрогретом состоянии. Если «зубило» и раньше славилось боевым характером, то с впрысковым мотором оно стало куда более «покладистым», избавившись от непонятной нервозности Солекса.
На ВАЗах с Евро-2 стоял один катализатор – под днищем. На машинах с Евро-3 и выше к нему прибавился так называемый катколлектор
«Инжектор» открывал ворота в мир «чипованного волшебства» : «поколдовав» с настройками ЭБУ, можно было привить двигателю требуемый характер – сделать его еще более тяговитым на низах или, напротив, ценой «экологии» поддать лошадиных сил. Действительно, всесильная электроника позволила реализовать потенциал всего «железа», заложенный десятилетием ранее еще инженерами Porsche. Но, в отличие от брутально-спортивных вариантов на сдвоенных горизонтальных «веберах», впрысковый мотор Самары при этом оставался «паинькой» по экономичности и экологичности. Для производителя было также очень важно, что разработанные совместно с иностранцами и выпущенные серийно компоненты впрыска после сборки системы на двигателе не требовали тщательной настройки и калибровки «по месту».
Победоносной поступью
Нет ничего удивительного в том, что впрыск стремительно набирал обороты как на переднем приводе, так и на классике. Разумеется, первым архаичный карбюратор исчез из-под капотов «десятки» и Самары, ну а к середине двухтысячных стало ясно, что новые экологические требования (минимум Евро-2) можно выполнить, только полностью отказавшись от прежней системы питания. Свои последние конвейерные дни вазовский карбюратор доживал уже на чужбине – в соседней Украине, где нормы токсичности Евро-2 вступили в силу лишь в 2006 году. Именно в то время выпуск новых автомобилей ВАЗ с «карбом» был полностью прекращен, а уже в следующем, 2007-м, АВТОВАЗ перешел на нормы Евро-3, что, в свою очередь, привело к прекращению выпуска полуторалитрового мотора ВАЗ-2111, соответствующего нормам токсичности Евро-2.
 |
 |
Двигатель 2111 объемом 1,5 л легко отличить от более поздних модификаций по легкосплавному впускному коллектору. У 1,6-литрового восьмиклапанника модуль впуска выполнен из пластика
Появившиеся весной 2007 года Самары украинского производства даже с новым двигателем 11183-20 соответствовали старым нормам Евро-2
 |
 |
Изначально у дроссельной заслонки был обычный механический привод – с помощью тросика
С января 2007 года под капотом российских Самар появился двигатель объемом 1,6 л, соответствовавший более жестким нормам Евро-3, который впоследствии получил такой девайс, как электронную педаль газа без жесткой механической связи с дроссельной заслонкой. Тем не менее концепция системы питания двигателей ВАЗ по сегодняшний день остаётся неизменной – это распределённый впрыск топлива с электронным управлением.
С какого года устанавливают инжектор на ниву
Гидрокомпенсаторы двигателей ВАЗ 21213 / 21214
До середины 2008 г. ВАЗ применял гидрокомпенсаторы старой конструкции — с наружной резьбой М18х1,5 мм. Они вворачивались в штатные резьб овые гнезда ГБЦ вместо втулок для механических регулировочных болтов.
Эти гидрокомпенсаторы оказались ненадежными и часто после замены распредвала, причем все равно на какой, серийный или тюнинговый, начинали стучать.
Попробуем объяснить причину такого явления. При сборке двигателя на заводе гидрокомпенсаторы устанавливаются изначально «пустые» и затягиваются строго определенным моментом. Гидрокомпенсаторы во время работы набирают масло и далее могут долго нормально работать. Во время демонтажа распредвала гидрокомпенсаторы набирают «лишнее» масло. Поэтому при установке распредвала гидрокомпенсаторы надо осадить, иначе двигатель просто не заведется. Сделать это проблематично. Отворачивание — осадка — заворачивание гидрокомпенсатора старой конструкции часто приводят к его повреждению и как следствие — к стуку.
Поэтому наши рекомендации относительно гидрокомпенсаторов старой конструкции в резьбовом корпусе остаются прежними — их надо менять на обычные механические регулировочные болты и использовать соответствующие распредвалы 21213, т.е. под механическую регулировку зазоров.
С 2008 г. ВАЗ применяет гидрокомпенсаторы новой кострукции — закладные, с гладкой наружной поверхностью, которые просто вставляются в соо тветствующие гнезда.
Гнезда в новых ГБЦ под втулки для новых гидрокомпенсаторов имеют резьбу М24х1,5 . Новые ГБЦ можно определить по маркировке — они имеют номер 21214-1003015-30.
В ГБЦ 21214-1003015-30 с гидрокомпенсаторами новой конструкции нужно применять распредвалы 21214, т.е. спроектированные под гидрокомпенсаторы.
Отметим, что если задаться целью использовать в новой ГБЦ распредвал 21213 с механическими регулировочными болтами, то потребуется изготовить стальные переходные резьбовые втулки с наружной резьбой М24х1,5 и внутренней резьбой М18х1,5 ; высотой 20 мм, которые следует устанавливать в ГБЦ на фиксирующий клей.
Еще раз обращаем внимание, что использовать распредвалы 21214 с
механическими регулировочными болтами нельзя — клапана будут «стучать». Применение распредвалов 21213 с гидрокомпенсаторами также нежелат ельно — гидрокомпенсаторы будут отрабатывать переходные участки профиля кулачка и фазы открытия клапанов увеличатся без увеличения реального наполнения.
Доработанные верхние тарелки пружин клапана
На фото справа показан вид засухаренного клапана с серийной и доработанной тарелками пружины клапана. В первом случае преднатяг пружины составляет 42 кг, во втором — 36 кг. Уменьшение преднатяга конечно приводит к уменьшению предела силового замыкания кинематической цепи привода клапана, но оно составляет всего около 300 об/мин . На приведенных ниже графиках напряжений на серийных кулачках распредвала 21213 пределы силового замыкания составляют для выпускного кулачка 7630 об/мин , для впускного кулачка — 7480 об/мин . В случае применения доработанных тарелок клапана эти величины составляют 7320 и 7180 об/мин . 
Отсюда следует, что запаса по силовому замыканию вполне достаточно и с доработанными тарелками . А что действительно важно — в результате значительного уменьшения преднатяга пружин снижаются потери на трение и шумность работы, повышается долговечность деталей ГРМ и цепи привода распредвала. При установке тюнинговых распредвалов одновременная с распредвалом замена серийных тарелок на доработанные является еще более актуальной, т.к. позволяет увеличить ход клапанов без увеличения предельного усилия пружин.
Распредвалы DynaCAMS® для двигателей ВАЗ «классика», Нива и ШевиНива
Для угловой установки распредвалов требуются регулируемые звездочки. Фазы приведены при установке перекрытия клапанов в ВМТ коленвала. Для компенсации износа цепи рекомендуется распредвал устанавливать с помощью регулируемой звездочки так, чтобы в ВМТ подъем впускного клапана был на 0,2 … 0,3 мм больше подъема выпускного клапана .
Обратить внимание на плоскостность и перпендикулярность к валу торца КРВ,
скоба должна прилегать без просвета и располагаться перпендикулярно
оси вала,и наче край скобы будет работать как резец.
Снимите фаски с острого края скобы, в местах контакта с торцом канавки.
Вал в сборе с КРВ, прижатом к ГБЦ, должен вращаться от руки за звезду и обязательно иметь осевой люфт от 0,07 до 0,15 мм .
При установке распредвалов 74 и 94 необходимо занизить седла клапанов или изменить другим способом (например, уменьшением высоты корпуса подшипников распредвала) положение торца клапана относительно распредвала, что необходимо для правильной работы рычага привода клапана и исключения износа торцев клапанов .
Для уменьшения силы затяжки пружин, обеспечения увеличенного хода клапанов и уменьшения износа ГРМ требуется заменить серийные тарелки пружин клапана на доработанные .
Распредвалы 21214—044, 144 и -44 для работы с гидрокомпенсаторами отличаются высотой сбега кулачков, имеют базовый диаметр кулачков на 0,2 мм больше указанного в таблице и маркируются: 21214-044, -144, -44. Распредвалы 54, 64, 74 и 94 выпускаются только с механической регулировкой зазора.
После установки распредвала следует отрегулировать карбюратор по составу смеси. УОЗ рекомендуется устанавливать по возникновению легкой детонации. Для инжекторных двигателей требуется калибровка ЭСУД.
Параметры серийных распредвалов приведены для справки.
21213/14 — 1006010 — 044 Предельно низовой распредвал для двигателей объемом до 1,7 л. с рабочим диапазоном до 5000 об/мин. Рекомендуются для «Нивы» и «Шеви-Нивы» как универсальный вариант город/трасса/бездорожье.
21213/14 — 1006010 — 144 Средне-низовой распредвал для двигателей объемом 1,6 … 1,9 л. Распредвалы для двигателей объемом до 1,7 л. с рабочим диапазоном до 5500 об/мин. Рекомендуются для «Нивы».
21213/14 — 1006010 — 44 Средний распредвал для двигателей объемом 1,6 … 1,9 л. с рабочим диапазоном до 6200 об/мин. Рекомендуются для «Нивы», «Классики».
21213 — 1006010 — 54 / 64 Распредвалы для двигателей объемом от 1,6 до 1,9 л. с рабочим диапазоном до 6500 об/мин.
21213 — 1006010 — 74 / 94 Распредвалы для двигателей объемом от 1,7 до 2 л. с рабочим диапазоном до 7000 об/мин.
Профили кулачков:
Для угловой установки распредвалов требуются регулируемые звездочки . Фазы приведены при установке перекрытия клапанов в ВМТ коленвала. Для компенсации износа цепи рекомендуется распредвал устанавливать с помощью регулируемой звездочки так, чтобы в ВМТ подъем впускного клапана был на 0,2 … 0,3 мм больше подъема выпускного клапана.
Распредвалы устанавливаются без съема и доработки ГБЦ. Для уменьшения силы затяжки пружин, обеспечения увеличенного хода клапанов и уменьшения износа ГРМ требуется заменить серийные тарелки пружин клапана на доработанные.
Распредвал 21214—480 для работы с гидрокомпенсаторами отличаются высотой сбега кулачков, имеет базовый диаметр кулачков на 0,2 мм больше указанного в таблице. Распредвалы 580, 680 и 780 выпускаются только с механической регулировкой зазора.
После установки распредвала следует отрегулировать карбюратор по составу смеси. УОЗ рекомендуется устанавливать по возникновению детонации. Для инжекторных двигателей требуется калибровка ЭСУД.
21213/14 — 1006010 — 480 Универсальный распредвал для двигателей объемом до 1,7 л. с рабочим диапазоном до 7000 об/мин.
21213 — 1006010 — 580 / 680 Широкофазные распредвалы для двигателей объемом 1,7 … 1,9 л. с рабочим диапазоном до 7500 об/мин..
21213 — 1006010 — 780 Широкофазный распредвал для двигателей объемом до 2 л. с рабочим диапазоном до 8000 об/мин.
Профили кулачков:
Предельные обороты приведены для серийных масс клапанов и тарелок и при уменьшении преднатяга серийных пружин на 3,6 мм.
Профили кулачков:
Предельные обороты приведены для серийных масс клапанов и тарелок и при уменьшении преднатяга серийных пружин на 3,6 мм.
Профили кулачков
Для нормальной работы механизма привода клапана необходимо обеспечить правильное положение торца клапана относительно оси качания рычага привода клапана. Рекомендуется воспользоваться следующей зависимостью:
B = 0,5 (30 – D) + 0,5 … 0,8 (мм)
где,
B – увеличение высоты расположения торца клапана относительно его положения на серийной головке блока цилиндров;
D – фактический базовый диаметр кулачков.
Обычно для того, чтобы клапаны встали в ГБЦ выше, зенкуют седла клапанов. На классической ГБЦ допустимо зенкование седел на величину до 2-х мм. При этом также уменьшается преднатяг пружин, что собственно и требуется при увеличении хода клапанов.
Другой способ изменить положение торцев клапанов относительно оси качания рычага состоит в том, что фрезеруется привалочная плоскость корпуса подшипников распредвала (КРВ). Обычно величина доработки КРВ составляет 1 … 1,2 мм. Уменьшать преднатяг клапанных пружин в этом случае придется другим способом, например, применением доработанных тарелок пружины клапана.
Двигатель ВАЗ-21213: горячее «сердце» внедорожников «Нива»
Еще в 1994 году был разработан двигатель ВАЗ-21213, занявший место под капотом старых и новых модификаций внедорожника «Нива». С тех пор мотор претерпел несколько модернизаций и все еще находит широкое применение. Об этом двигателе, его особенностях, устройстве и обслуживании читайте в данной статье.
Общий взгляд на двигатель ВАЗ-21213: характеристики и применимость
В начале 90-х годов прошлого века АвтоВАЗ столкнулся с проблемой отсутствия приемлемого двигателя для обновленных автомобилей «Нива». В то же время полным ходом шла разработка нового мощного мотора для ВАЗ-2107, который по внутризаводской документации проходил под индексом 21073. Так вышло, что на «Семерку» этот силовой агрегат не попал, однако он по своим характеристикам неплохо вписался в линейку полноприводных ВАЗ-2121, и с 1994 года производится именно для этих внедорожников.
ВАЗ-21213 — бензиновый четырехцилиндровый рядный карбюраторный двигатель объемом 1690 куб. см и мощностью 78,9 л.с. При частоте вращения коленвала 3000 об/мин развивает крутящий момент 125 Н·м — значительно выше, чем большинство двигателей ВАЗ. Расход топлива в различных режимах лежит в пределах от 8,3 до 11,5 л/100 км.
Позднее на базе этого мотора была разработана модификация 21214, оснащенная системой впрыска топлива (инжектором). По основным характеристикам инжекторная версия аналогична карбюраторной. В свою очередь, на базе двигателя 21214 была создана модификация 2123, предназначенная для установки в новые автомобили Chevrolet-Niva. В настоящее время в производстве находятся все три двигателя.
Силовой агрегат 21213 штатно устанавливается в автомобили ВАЗ-21213, ВАЗ-2131 (удлиненная пятидверная модификация ВАЗ-21213), ВАЗ-21216 (экспортная праворульная модификация ВАЗ-21213) и минивэн ВАЗ-2120 «Надежда». Также двигатель может быть установлен на более ранние модификации ВАЗ-2121.
Комплектация двигателя
На двигатель монтируются детали всех основных систем, по компоновке узлов и механизмов мотор 21213 не отличается от других силовых агрегатов АвтоВАЗ.
С левой (по ходу движения) стороны монтируются:
• Свечи зажигания и высоковольтные провода;
• Трамблер (распределитель зажигания) с бесконтактным датчиком управляющих импульсов;
• Масляный фильтр;
• Топливный насос диафрагменного типа;
• Указатель уровня масла;
• Датчик давления масла;
• Датчик уровня охлаждающей жидкости.
С правой (по ходу движения) стороны монтируются:
• Карбюратор «Солекс»;
• Корпус воздушного фильтра;
• Генератор;
• Стартер;
• Впускной коллектор;
• Выпускной коллектор (к которому монтируется система рециркуляции отработанных газов);
• Термостат;
• Центробежный насос охлаждающей жидкости (водяная помпа).
В передней части двигателя монтируется:
• Шкивы генератора и водяной помпы;
• Крыльчатка вентилятора (крепится непосредственно к шкиву помпы).
Отдельно нужно сказать о карбюраторе. Мотору достался новый на начало 90-х годов карбюратор «Солекс» (каталожный номер 21073-1107010), который за прошедшие годы практически не изменился и все еще устанавливается на ВАЗовские силовые агрегаты. Это двухкамерный карбюратор эмульсионного типа с ниспадающим потоком и с последовательным открытием дроссельных заслонок (то есть, заслонки открываются не одновременно). Интересная особенность агрегата — прогрев первой камеры для лучшего пуска холодного двигателя. Также в «Солексе» предусмотрены детали для подключения к системе вентиляции картера.
Нужно отметить, что ряд узлов и механизмов, установленных на двигателе 21213, взаимозаменяемы с другими силовыми агрегатами ВАЗ «Классика» (катушки зажигания, стартер, водяная помпа и другие). Однако многие детали агрегатируются только с данными мотором, в их число входит трамблер 3810.3706 (он имеет существенные отличия от трамблеров 38.3706 от «Классики»), генератор 371.3701 и другие.
Конструкция двигателя ВАЗ-21213 и его отличия от других моторов ВАЗ
01 — указатель уровня масла;
02 — шатун;
03 — сливная пробка поддона картера;
04 — масляный насос;
05 — шестерня привода масляного насоса;
06 — валик привода масляного насоса;
07 — вкладыш коренного подшипника коленчатого вала;
08 — коленчатый вал;
09 — передний сальник коленчатого вала;
10 — гайка крепления шкива;
11 — шкив коленчатого вала;
12 — ремень привода насоса охлаждающей жидкости;
13 — звездочка коленчатого вала;
14 — звездочка привода масляного насоса;
15 — шкив генератора;
16 — крышка привода распределительного вала;
17 — башмак натяжителя цепи;
18 — крыльчатка вентилятора;
19 — цепь привода распределительного вала;
20 — выпускной клапан;
21 — впускной клапан;
22 — звездочка распределительного вала;
23 — корпус подшипников распределительного вала;
24 — распределительный вал;
25 — пружины клапана;
26 — крышка головки блока цилиндров;
27 — крышка маслозаливной горловины;
28 — рычаг клапана (рокер);
29 — регулировочный болт;
30 — головка блока цилиндров;
31 — датчик указателя температуры охлаждающей жидкости;
32 — свеча зажигания;
33 — прокладка головки блока цилиндров;
34 — поршень;
35 — держатель заднего сальника;
36 — задний сальник коленчатого вала;
37 — упорное полукольцо коленчатого вала;
38 — крышка коренного подшипника;
39 — маховик;
40 — блок цилиндров;
41 — крышка картера сцепления;
42 — поддон картера.
Принципиально конструкция двигателя 21213 аналогична конструкции других двигателей ВАЗ «Классика», но имеет ряд конструктивных отличий. В частности, этот мотор стал первым в «классическом» модельном ряду, получившим цилиндры диаметром 82 мм — до этого, начиная с «Копейки», все двигатели имели цилиндры диаметром 76 и 79 мм. Это позволило увеличить рабочий объем, но для сохранения габаритов двигателя пришлось пойти на некоторые компромиссы, о которых скажем чуть ниже.
Основу двигателя составляет цельнолитой чугунный (из низколегированного чугуна) блок цилиндров 21213-1002011, за его основу взят блок «классических» моторов ВАЗ, в котором были выполнены цилиндры увеличенного диаметра и изменено положение полостей водяной рубашки. Однако сам блок имеет те же габариты, что и у «классических» моделей — несмотря на увеличенный диаметр цилиндров, расстояние между их центрами осталось прежним — 95 мм. В настоящее время выпускаются блоки пяти классов допуска размеров цилиндра, классы маркируются латинскими буквами «A», «B», «C», «D» и «E» на нижней привалочной плоскости.
В нижней части блока выполнено пять опор, с помощью которых удерживается коленвал, причем две опоры — в передней и задней стенках, еще три опоры — на специальных отливах, заодно выполняющих роль ребер жесткости. Все опоры оснащаются крышками, причем технология изготовления всего узла такова, что крышки подгоняются под конкретные опоры и не могут друг с другом меняться местами.
Сверху блок закрывается головкой блока цилиндров 21213-1002011, отлитой из алюминиевого сплава. ГБЦ разработана специально под установку на двигатель 21213, она имеет иную конструкцию и габариты, поэтому не взаимозаменяема с головками «классических» моделей. В частности, данная головка рассчитана под более высокую компрессию, поэтому имеет усиленную конструкцию, а также камеру сгорания иной формы (клиновидной). Так что возможность установки на мотор 21213 головок от моторов 2103 или 2106, и наоборот, установка на двигатель 21213 головок от 2103 или 2106 — не более, чем заблуждение, попытки такой замены приведут лишь к поломке головок.
На ГБЦ установлен чугунный распределительный вал 21213-1006010, разработанный специально для данного двигателя. Вал смонтирован на пяти подшипниках, которые, в свою очередь, удерживаются специальным корпусом из алюминия. Привод распредвала — цепной, от коленчатого вала, цепь взята от мотора ВАЗ-2103. Для повышения эксплуатационных характеристик в двигателе используется специально разработанный натяжитель цепи с удлиненным башмаком.
В головке также находится клапанный механизм, состоящий из 8 стальных клапанов (4 впускных и 4 выпускных, тарелки впускных имеют больший диаметр), их седел и втулок, рычагов, пружин и других деталей. Интересно, что весь клапанный механизм практически в неизменном виде взят от двигателя ВАЗ-2101. Механизм ГРМ закрыт крышкой, в которой предусмотрена маслозаливная горловина.
Для двигателя была разработана своя поршневая группа, все детали кардинально отличаются от более ранних двигателей. Поршни — литые алюминиевые, сложной формы, в днище выполнена выемка, образующая вторую половину камеры сгорания, а также и углубления под клапаны. На каждый поршень устанавливается по три кольца. Поршни производятся пяти классов по номинальному диаметру, классы аналогичны классам блока цилиндров, в новые двигатели устанавливаются головки и поршни одного класса. Также поршни делятся на три класса по диаметру отверстия, предназначенного для установки поршневого пальца. Обозначение классов (диаметра поршня и диаметра отверстия под палец) выбиты на днище поршня, здесь же выбивается и другая маркировка. По массе поршни выпускаются одного класса, что снимает необходимость их подбора при ремонте ЦПГ.
Поршень передает усилие на коленвал через поршневой палец и шатун 21213-1004045, изготовленные из стали. Шатуны были специально разработаны для данного мотора, в них приняты меры по повышению прочности и улучшению смазки. Монтаж крышки на шатунной шейке производится с помощью болтов особой конструкции, которые препятствуют ослаблению крепления со временем. Шатуны делятся на три класса по внутреннему диаметру втулки, предназначенной для установки пальца (номинальный диаметр 22 мм).
Палец имеет длину 67 мм, он монтируется в поршне стандартно — с помощью стопорных колец. Поршневые пальцы также делятся на три класса по внешнему диаметру, маркировка производится цветом: синим обозначается самый тонкий палец, зеленым — среднего диаметра, красный — самого большого диаметра. Шаг между классами шатунов и пальцев составляет 0,004 мм.
Коленчатый вал 21213-1005015 был разработан на основе коленвалов «классических» моделей, он имеет ряд существенных доработок. Коленвал состоит из четырех шатунных и пяти коренных шеек, разделенных щеками. На каждой щеке (заодно с ней) выполнен противовес для балансировки коленвала, и именно в этом заключается одно из основных отличий нового вала от старых, в которых противовесами оснащались только крайние и центральные щеки.
Коленвал отливается из специального чугуна повышенной прочности, в его шейках выполнены масляные каналы, обеспечивающие смазку и очистку масла от механических загрязнений. Для удаления грязи предусмотрены специальные пробки. В передней части коленвала устанавливается звездочка привода ГРМ, а также шкив привода водяной помпы и генератора. С обратной стороны посредством фланца устанавливается чугунный маховик с напрессованным стальным зубчатым венцом.
Установка коленчатого вала в блок цилиндров производится с помощью полуколец (в передней части — сталеалюминиевое, в задней части — металлокерамическое) и сталеалюминиевых вкладышей, на таких же вкладышах устанавливаются и шатуны.
В нижней части блок цилиндров закрывается масляным поддоном (монтируется через прокладку), в котором находится масляный насос шестереночного типа и его приемный патрубок, объединенный с сетчатым фильтром.
Вкратце рассмотрим устройство и конструкцию основных систем двигателя 21213.
Система охлаждения — жидкостная, с принудительной циркуляцией, двухконтурная, охлаждающая жидкость циркулирует по водяной рубашке в блоке цилиндров и в ГБЦ. Циркуляция обеспечивается центробежным водяным насосом, который посредством клиноременной передачи соединен со шкивом коленвала и генератора. Интересно, что крыльчатка вентилятора, охлаждающего радиатор, установлена непосредственно на шкиве помпы, она расположена за радиатором, и поэтому работает на всасывание. Естественно, вентилятор при запущенном двигателе всегда вращается, что вынуждает владельцев «Нивы» в зимнее время года закрывать радиатор картонкой.
Система питания — классическая карбюраторная. Сверху на карбюраторе монтируется корпус воздушного фильтра, к которому подведены патрубок забора холодного (наружного) и теплого (от двигателя) воздуха. Топливный насос диафрагменного типа монтируется на двигателе, его привод реализован через толкатель от эксцентрика, расположенного на валу привода масляного насоса и трамблера. Также в насосе предусмотрен рычажок для ручной подкачки. Топливо из бака на насос подается через топливный фильтр. Система питания объединена с системой принудительной вентиляции картера и частично с системой рециркуляции отработанных газов.
Система зажигания — бесконтактная, построена на основе трамблера (датчика-распределителя) 3810.3706 и единой для всех свечей катушки зажигания 27.3705. Управление системой зажигания производится с помощью коммутатора 3620.3734. Система зажигания в целом аналогична двигателям ВАЗ «классических» моделей и не имеет особенностей.
Система выпуска отработанных газов — традиционная, построена на основе чугунного выпускного коллектора, приемной трубы и двух глушителей. На коллекторе расположены компоненты системы рециркуляции ОГ (клапан, управляемый установленным на впускном коллекторе термовакуумным включателем, и патрубок, соединенный с впускным коллектором).
Как нетрудно заметить, несмотря на ряд отличий, мотор ВАЗ-21213 в целом аналогичен другим двигателям ВАЗ. Но у него есть некоторые особенности эксплуатации, которые зачастую доставляют проблемы владельцам автомобилей «Нива».
Особенности эксплуатации двигателя ВАЗ-21213
Эксплуатация автомобилей «Нива» с двигателем 21213 не отличается от эксплуатации любых автомобилей с карбюраторными бензиновыми моторами — здесь актуальны все рекомендации по холодному и горячему пуску мотора, по зимней эксплуатации и т.д.
Однако у двигателя 21213 есть и ряд только типичных для него проблем. В частности, из-за увеличения диаметра цилиндров уменьшилась толщина слоя охлаждающей жидкости в блоке и в ГБЦ, а значит, несколько снизилась эффективность работы системы охлаждения. Это приводит к частому перегреву мотора при длительной работе на высоких оборотах, поэтому при эксплуатации «Нивы» нужно проявлять умеренность.
Из других проблем можно выделить нетипичная для двигателей ВАЗ «привередливость» по отношению к моторным маслам. Производитель настоятельно рекомендует использовать в моторе 21213 строго определенные масла, и только в этом случае можно без проблем достичь пробега 120-160 тысяч км. Если же в двигатель лить масло без разбора и чрезмерно нагружать его, то первый капитальный ремонт придется делать на 90 тысячах км пробега или даже раньше.
Из других особенностей двигателя можно выделить повышенный уровень шума и довольно высокий расход масла. Также владельцам автомобилей модельного ряда «Нива» приходится мириться с тем, что их силовые агрегаты приходится ремонтировать чаще, чем моторы на иномарках — такова особенность недорогих отечественных моторов, и от этого никуда не деться.
Особенности технического обслуживания и ремонта двигателя
Технические обслуживание двигателя 21213 регламентировано производителем, в общем случае оно сводится к следующему:
• Каждые 500 км пробега — проверка уровня масла, при необходимости — долив масла;
• Первые 2000-3000 км пробега (новый двигатель) — замена моторного масла;
• Каждые 10 тысяч км пробега (ТО-1) — замена моторного масла и масляного фильтра, а также проверка клапанного механизма (зазоров), проверка токсичности ОГ и регулировки системы рециркуляции ОГ, регулировка холостого хода, осмотр уплотнений на предмет утечек;
• Каждые 30 тысяч км пробела — промывка системы смазки двигателя.
АвтоВАЗ допускает использовать большое количество типов моторных масел, при выборе необходимо ориентироваться на климатические особенности региона, в котором эксплуатируется автомобиль. То есть, обязательно нужно опираться на класс масла по SAE или по API. Всего в двигатель заливается 3,75 литров масла. Рекомендуется постоянно использовать один и тот же тип и марку масла, и переходить на другой смазочный материал только в случае острой необходимости.
В качестве охлаждающей жидкости используется антифриз, его объем в двигателе составляет 10,7 литра. Наиболее часто применяются различные марки тосола, но допустимо применять отечественные и зарубежные аналоги этого антифриза, которых сегодня очень много на рынке.
В заключение нужно несколько слов сказать об особенностях ремонта цилиндро-поршневой группы двигателя 21213. Допустимый максимальный износ цилиндров составляет 0,15 мм, при превышении этого значения допустима расточка цилиндров на два ремонтных размера — 0,4 и 0,8 мм от номинального диаметра. Соответственно, после расточки в двигатель нужно устанавливать новые поршни, специально для этого продаются поршни двух ремонтных размеров, которым соответствуют классы «C» и «E». Важно отметить, что на днище поршней первого ремонтного размера выбит треугольник, второго ремонтного размера — квадрат. При исчерпании ресурса по расточке необходимо полностью менять цилиндры и поршни.
Что касается коленчатого вала, то для него выпускаются вкладыши четырех ремонтных размеров (одинаковые для шатунных и коренных шеек), их внешний диаметр одинаков, а внутренний меньше на 0,25, 0,5, 0,75 и 1 мм. Также для коленвала выпускаются два типа полуколец — с номинальным размером, и с увеличенным на 0,127 мм. Замена полуколец производится в случае, если люфт (осевой зазор) коленвала достигает 0,06-0,26 мм. Если же зазор достигает 0,35 мм, то следует заменить коленчатый вал.
Регулярное обслуживание с использованием качественных расходных материалов, и своевременный ремонт — вот две составляющих долгой и надежной эксплуатации двигателя ВАЗ-21213. Ведь только надежный и качественный двигатель наделяет «Ниву» ее настоящим мужским характером и бескомпромиссным подходом к бездорожью.