Вазовский "один и семь"

КЛУБ

Автолюбителей

ВАЗОВСКИЙ "ОДИН И СЕМЬ"

Среди автомобилистов бытует мнение, что новый, 1,7-литровый двигатель "Нивы" - всего-навсего "расточенный" мотор VAZ 2121 рабочим объемом 1,6 л. На самом же деле 21213 - по сути, новый агрегат. О нем рассказывает начальник отдела исследований и доводки двигателей ГДР ВАЗа

Петр БЫВШЕВ.

Новый двигатель задумывался как самый мощный для престижной в то время "семерки" - соответственно, его индекс в конструкторской документации был 21073.

В нынешнем виде мотор на заднеприводные модели так и не попал, зато оказался весьма кстати модернизированной "Ниве", заметно повысив ее энерговооруженность или, говоря проще, добавив резвости. Возросший крутящий момент (см. табл. 1) и иная его характеристика позволили уменьшить с 4,1 до 3,9 передаточные числа главных пар, ввести пятую, повышающую ступень в коробке. Реальный результат - лучшие динамические показатели модернизированной "Нивы": разгон до 100 км/ч за 19...21 с (был - 23...25) при том же примерно расходе топлива. И, конечно, большая мощность позволяет развить максимальную скорость повыше - 137 км/ч (было - 132 км/ч). Новое свое обозначение мотор заимствовал у автомобиля VAZ 21213.

Пока речь шла о двигателе с карбюратором, а есть еще вариант с центральным впрыском топлива. Его, кроме "нив", ставят на классические "жигули" (модели 21214, 21074, 21044), а наши автолюбители знакомы с ними лишь благодаря реэкспорту.

Почему раньше не делали "Ниву" с 1,7-литровым двигателем? Вспомним, какие моторы делали на ВАЗе до "восьмого" семейства. "Геометрия" их была жестко задана имеющейся на заводе технологией и оборудованием: расстояние между центрами цилиндров - 95 мм, ход поршня - 66 или 80 мм, диаметр цилиндра (и поршня) - 76 и 79 мм. Так получались четыре разных по рабочему объему агрегата, из которых самый большой - 1,6-литровый. Кстати, на ВАЗе отливают четыре разных заготовки блоков цилиндров, отличающихся по высоте и диаметру цилиндров, причем как внутреннему, так и наружному. То есть толщина стенки цилиндра одинакова и у мотора 2103 (76х80), и у 2106 (79х80), и у других. Очень важный вывод: ни один из вазовских моторов с цилиндрами диаметром 76 мм не предназначен под расточку до 79 мм, чем иногда грешат самодеятельные ремонтники. Пришла пора капремонта - растачивайте цилиндры на здоровье, но только до ремонтного диаметра, увеличенного на 0,4 или 0,8 мм.

Блок с цилиндрами 82 мм и соответствующее оборудование появились на ВАЗе с освоением модели 21083 (82х71 мм). Открылась возможность перенести размер 82 мм и на классические моторы. Соотношение диаметра цилиндра и хода поршня 82х80 мм соответствует объему 1690 смз (1,7 л) у двигателя 21213 (рис. 1). Чтобы завершить историческую часть, отметим, что этот двигатель впитал технические решения сразу трех семейств - самого близкого к нему классического 2101-2106, разработанного к тому времени дизельного и "переднеприводного" 2108-21083.

Блок двигателя 21213 сохранил от классических межцентровое расстояние - 95 мм. Больший диаметр цилиндров заставил сузить каналы для охлаждающей жидкости между цилиндрами. Кстати, любое последующее увеличение диаметра приведет к необходимости создания беспроточного блока, подобного модели 21083.

Коленчатый вал - оригинальный, полнопротивовесный (рис. 2). На валах моторов первого поколения противовесов было всего четыре, на валах семейства 2108, дизеля и 21213 - в два раза больше, на каждой щеке, чтобы уменьшить вибрации. Собственно, с дизеля этот вал и перешел на "двести тринадцатый" - конкретный пример унификации.

Постели в блоке цилиндров и вкладыши одинаковы для всех двигателей ВАЗ, а вот коленвалы отличаются толщиной шеек. "Двести тринадцатый", как и "восьмой", имеет шейки увеличенного диаметра - примерно на две "сотки" по сравнению с валом 2101 или 2103. Таким образом, зазоры в подшипниках скольжения уменьшились на 0,02 мм и масляный слой между деталями стал тоньше, приблизившись к оптимальному значению 0,02...0,05 мм. Пользу нововведения можно объяснить так: в тонком масляном слое меньше перемещаются детали, а значит, снижаются динамические нагрузки и вибрации; в то же время чрезмерно малый зазор в подшипниках скольжения тоже недопустим - должна же где-то быть смазка!

Шатун - новый. Малые зазоры в подшипниках скольжения предъявили требование: крышка шатуна нисколько не должна перекашиваться при затяжке болтов. Поэтому болты неподвижно и прочно посажены в тело шатуна, а на их стержне выполнены центрирующие пояски под отверстия в крышке. Важное предупреждение - теперь болты нельзя выбивать: при ремонте они должны оставаться в шатуне.

Верхняя головка шатуна сделана под "плавающий" поршневой палец (рис. 3) - решение, пришедшее с дизеля. В головку запрессована сталебронзовая втулка, внутренний диаметр которой делят на три класса (через 0,004 мм) - как и поршни. Понятно, что класс шатуна, поршня и пальца должен быть один и тот же. Класс шатуна выбит на верхней головке (не путать с номером цилиндра, выбитым внизу и на крышке, и маркировкой по массе, выполненной краской); класс пальца обозначают краской на торце (синяя - первый, зеленая - второй, красная - третий); класс поршня по отверстию для пальца клеймят цифрой на днище.

Поршень - оригинальный, с частью камеры сгорания в днище. Это, пожалуй, самая интересная особенность нового двигателя. Разделенные камеры сгорания (часть - в головке, часть - в поршне, часть - в щели, см. ЗР, 1996, № 8) известны давно. Весь фокус - найти наилучшую форму камеры. И, похоже, специалистам ВАЗа удалось это сделать. Основная камера сгорания (в головке блока) - клиновидная, похожая на камеры других "жигулевских" двигателей. Дополнительный объем камеры - выемка в днище поршня (по форме - часть сплющенного эллипсоида) и лунки под клапаны). Эту выемку придумали доводчики мотора, о чем свидетельствует полученный патент.

Благодаря новой камере сгорания удалось оптимизировать характеристики мощности и крутящего момента, уменьшить расход топлива, повысить стойкость двигателя к детонации, и все это - без увеличения токсичности выбросов. Вот что значит оптимизация рабочего процесса мотора, а, казалось бы, всего-навсего - выемка в поршне.

Головка блока цилиндров - оригинальная, хотя конструктивно решена так же, как на 2101. Прежними остались клапаны, пружины, а вот распредвал - новый. У него иная форма кулачков, в частности, обеспечивающая увеличенный ход впускного клапана, а значит, лучшее наполнение цилиндра и большую мощность. Привод распредвала - цепной, что продиктовано требованиями унификации (напомню, близкий по конструкции двигатель 2105 с ременным приводом снят с производства в 1988 году и все моторы для "жигулей" и "нив" вновь стали "цепными").

Система охлаждения на модернизированной "Ниве" - с алюминиевым радиатором. По сравнению с латунным он технологичнее и "дружелюбнее" к природе - экологически вредная пайка при его изготовлении не нужна. В целом система охлаждения исчерпала почти все ресурсы - у "двести тринадцатой" температурный запас сравнительно невелик. "Всего" 40°С должно быть на дворе, чтобы при движении с максимальной скоростью охлаждающая жидкость нагрелась до 115°С. Делать запас меньше, чем 40°С, нельзя.

На новом двигателе применили и новую систему вентиляции картера, соответствующую современным требованиям ЕЭК ООН. На холостом ходу картерные газы отводятся из крышки маслоотделителя в задроссельное пространство карбюратора (на классических моторах они попадали в воздушный фильтр). По тем же ооновским правилам выполнена система рециркуляции отработавших газов. Устроена она так. Во впускном коллекторе стоит термовакуумный включатель, который срабатывает при температуре охлаждающей жидкости 40...48°, открывая клапан на выпускном коллекторе, и часть отработавших газов через трубку рециркуляции и впускную трубу вновь попадает в цилиндры.

В системе питания главное новшество - карбюратор 21073 типа "Солекс", близкий по конструкции к приборам серии 2108. Его тарировочные данные, отличающиеся от карбюратора 2108, приведены в табл. 2.

Система зажигания также подобна "восьмерочной" и отличается лишь иными характеристиками датчика-распределителя зажигания. Начальный угол опережения зажигания - 1° до ВМТ по коленвалу.

Не упомянутые здесь узлы и системы выполнены аналогично классическим.

Рис. 1. Поперечный разрез двигателя 21213:

1 - карбюратор; 2 - распределительный вал; 3 - головка блока цилиндров; 4 - клапан рециркуляции отработавших газов; 5 - поршень; 6 - шатун; 7 - блок цилиндров;

8 - коленчатый вал. А - дополнительный объем камеры сгорания (выемка в днище поршня).

Рис. 2. Коленчатые валы: а - двигателя 2121; б - полнопротивовесный, двигателя 21213.

Рис. 3. Шатунно-поршневая группа: 1 - шатун; 2 - поршень; 3 - палец; 4 - стопорные кольца; 5 - блок цилиндров. А - суженный канал системы охлаждения.