Устройство двигателя ВАЗ – карбюратор

С 1970 года началось производство отечественных автомобилей на Волжском Автомобильном Заводе. Принято считать, что первая машина серии ВАЗ-2101 являлась точной копией итальянского «Fiat 124», однако это не совсем верно. После испытательного пробега в 1966 году «итальянца» по дорогам Советского Союза было выявлено множество недостатков по эксплуатации этой модели в наших регионах. Например, для движения по грунтовым дорогам сельской местности он не подходил абсолютно.

В соавторстве с итальянскими конструкторами в проект устройства «копейки», перед выходом в серию было внесено более 800 изменений, в том числе и в конструкцию двигателя. Так на дороги СССР вышла «единичка». С того времени прошло почти 50 лет. И конструкторская мысль не стояла на месте. Двигатели ВАЗ постоянно совершенствовались и создавались новые. Увеличивался объём и менялся дизайн. Менялись системы управления двигателем. История моторов ВАЗ двигалась вперёд.

Карбюраторы и инжекторы, движение вперёд

Как и во всём мире, в то время АвтоВАЗ использовал на своих машинах карбюраторное устройство подачи топлива. Самым первым вариантом устанавливался карбюратор «Вебер». Но уже 1971 году заводом ДААЗ был разработан на его основе собственный карбюратор для двигателей ВАЗ – «Озон». Его модификации использовались практически до самого конца производства карбюраторных моделей в 2004 году. С началом выпуска переднеприводных моделей с новым типом двигателя ВАЗ, встал вопрос о разработке нового карбюратора для этих машин. Так в содружестве с французскими инженерами появился карбюратор «Солекс», благополучно устанавливавшийся на российские авто до 2004 года.

Моновпрыск

Одно время производители автомобилей соблазнились идеей моновпрыска. Её суть заключалась в том, что в карбюратор монтировалась форсунка с электронным управлением. Она выдавала топливо только по сигналу управляющего блока на такте впуска. Однако система получилась невероятно капризной и ненадёжной, и быстро сошла на нет. Учитывая высокую задымлённость городских улиц из-за обилия автомобилей в частном пользовании, требовалась новая система питания для двигателей. Система моновпрыска на автомобили семейства ВАЗ не ставилась.

Электронная Система Управления Двигателем (ЭСУД)

В просторечии – мотор с «инжектором». На смену моторам с карбюратором или моновпрыском пришли устройства ЭСУД с топливной форсункой отдельно для каждого цилиндра, с управлением от компьютеризированного электронного блока управления с заданной программой. Для различных двигателей создавались блоки со своими программами. Эволюцию российских ЭБУ можно представить так:

• Январь 4(Аналог GM);
• Январь 5.1 и Январь 5.1.2 (и модификации), (аналог BOCH 1.5.4);
• Январь 7.2 и М73 Евро 2 и 3 (аналог BOCH 7.9.7).

Вместе с этими моделями использовались также российские блоки под маркой VS и MP. Последний широко применяется на Российских внедорожниках «Нива» ВАЗ 2121 и 212102

Моторы ВАЗ для «классической» серии

Да, двигатель для первой модели ВАЗ 2101 имел в своей основе идею фиатовского мотора, однако, со множеством доработок. Последующие модификации и вовсе имели в своём устройстве кардинальные отличия.

Устройство двигателя ВАЗ 2103

Предложенный итальянцами для ВАЗ-2101 мотор с нижним расположением валов вызвал много нареканий у советских конструкторов. К моменту создания машины уже было понятно, что двигатель с распределительным валом, находящимся в блоке цилиндров не отвечает запросам автопромышленников, выпускающих легковые машины. Был разработан двигатель с распредвалом в головке двигателя и цепным приводом. На его основе с помощью модернизации был создан, хорошо известный сейчас мотор ВАЗ-2103. Он и стал базовым для целой линейки заднеприводных, отечественных автомобилей. Если первый двигатель «копейки» имел рабочий объём в 1,2 литра, то после модификации в 2103, объём стал уже 1,45. Основные характеристики его выглядят следующим образом:

• 4 цилиндра
• 8 клапанов ГРМ (4 впускных и 4 выпускных);
• рабочий объём 1,45;
• сжатие рабочей смеси в степени 8.5;
• мощность двигателя при оборотах 5 600 в минуту, 71,2 л/с;
• диаметр цилиндра 76 миллиметров;
• ход поршня 80 миллиметров;
• минимальные обороты 750 — 800 об/мин;
• порядок зажигания (подачи искры в сжатую смесь) – 1-3-4-2;
• используемый бензин с октановым числом 91-93;
• топливная система карбюраторного типа;
• используемые свечи А17ДВР с искровым зазором 0.75-0.8 мм.
  

Распределительный вал сопряжён с коленчатым с помощью двухрядной металлической цепи, которая натягивается специальным устройством – натяжителем.

Принципиальное устройство двигателя ВАЗ

Условно, двигатель ВАЗ всех моделей можно разделить на 4 части: поддон, блок цилиндров, головка блока и клапанная крышка. Поддон – это практически жестяная ванна в которой находится запас моторного масла для смазки. В него опускается заборный патрубок масляного насоса, смонтированного в блоке цилиндров. Поддон герметично прикреплён к блоку снизу. Основное устройство мотора, кривошипно-шатунный механизм, смонтирован также в блоке. Он состоит из коленчатого вала вращающегося на двух подшипниках в корпусе блока. Системы шатунов, закреплённых на коленчатом валу.

Сверху на шатуне через палец закреплён поршень. Поршень имеет три бороздки для установки колец. Два кольца компрессионные, для создания давления рабочей смеси и 1 маслосъёмное устройство для снятия излишков масла со стенок цилиндров. Привод масляного насоса разнится от модели к модели. Так на ВАЗ-2103 и последующей классической серии установлен промежуточный вал, приводимый в действие через цепь. От этого же вала работают и распределитель зажигания, и топливный насос. На моделях двигателей с приводом на передние колёса эти устройства работают непосредственно от коленвала. Головки блоков с системой клапанов имеют кардинальные различия. В остальном, основной принцип устройства моторов ВАЗ одинаков.

Система охлаждения жидкостная закрытого типа. Циркуляция в системе принудительная. Осуществляется с помощью устройства встроенного в блок водяного насоса – помпы.

Газораспределительный механизм мотора ВАЗ-2103

У двигателя этого типа устройство управления открытием клапанов выполнено в виде ряда коромысел. Эксцентрик распределительного вала нажимает на плечо коромысла, а то, в свою очередь на регулируемый рокер, который связан с клапаном. Регулировка зазора между плечом коромысла и эксцентриком распределительного вала как раз и производится изменением длины рокера. Регулировка производится по положению метки на приводной шестерне распределительного вала.

Устройство системы зажигания

На моторах серии ВАЗ-2103 с карбюраторной подачей топлива изначально устанавливалась контактная система зажигания. Довольно капризное и ненадёжное устройство. Требующее постоянной регулировки и обслуживания. Впоследствии была разработана система электронного сигнала на основе принципа Холла. В этом устройстве контакты отсутствовали и этот вариант стал использоваться массово. Но это тема отдельной статьи.

Двигатель ВАЗ-2103 послужил основой для таких моделей, как:

• ВАЗ-2106;
• ВАЗ-2107;
• ВАЗ 2121;
• ВАЗ 2105,

и все модификации этих автомобилей. Особенностью устройства мотора ВАЗ-2105 стало использование ременной, зубчатой передачи в устройстве привода ГРМ. А остальные модели отличались только рабочим объёмом мотора. Так модели ВАЗ-2107 и внедорожники «Нива» ВАЗ-2121 получили уже объём в 1,67 литра. Последние модели двигателей для «Нивы» еще и устройство гидрокомпенсаторов клапанов.

Моторы ВАЗ для серии переднеприводных моделей

В 80-х годах прошлого века уже всем стало понятно, что автомобили с устройством привода на передние колёса более рациональны чем первые классические варианты. В конструкторских бюро АвтоВАЗа стали разрабатывать подобный вариант для отечественного производства. Результатом стала хорошо известная сейчас модель ВАЗ-2108. Однако новый принцип привода к колёсам выдвинул новые требования к двигателю. И был разработан мотор ВАЗ-2108.

Особенности двигателя ВАЗ-2108

Первые двигатели серии ВАЗ-2108 имели один, очень существенный недостаток. Привод распределительного вала работал от ременной передачи и при рабочем объёме мотора в 1,2 литра, при обрыве приводного ремня и нарушении порядка открытия клапанов, поршни наносили по ним мощный инерционный удар. Открытые на момент обрыва клапаны ГРМ приходили в негодность. Двигателю требовался капитальный ремонт. Мотор доработали, увеличив объём до 1,5 литра. Новый вариант получил следующие характеристики:

• общий рабочий объём 1,5 литра;
• степень сжатия рабочей смеси 9,9;
• мощность двигателя при оборотах 5 600 в минуту – 69 л/с;
• диаметр цилиндра 82 миллиметров;
• 71 миллиметр ход поршня;
• минимальные обороты двигателя 850 - 900 об/мин;
• октановое число бензина 92-95;
• свечи зажигания А17ДВРМ.
  

Благодаря уменьшению хода поршня и увеличению его диаметра, мотор ВАЗ-2108, потеряв в л/с, получил высокую оборотистость, что и требовалось для переднеприводной модели.

ГРМ ВАЗ-2108

В устройство клапанной системы газораспределения тоже внесли изменения. Теперь не было коромысел, эксцентрики распределительного вала напрямую давят на головки клапанов через регулировочные шайбы. Регулировка клапанных зазоров производится заменой регулировочных шайб, продающихся комплектом. Это более сложный и трудоёмкий процесс. Однако само устройство более надёжно, чем рокерное. Привод ГРМ осуществляется зубчатой ременной передачей. Натяжение ремня производится специальным роликом, установленным над приводной шестерней помпы, приводимой в действие этим же ремнём. Для установки ремня в положение необходимое для стабильной работы ГРМ, имеются специальные метки на блоке и на шестернях коленчатого и распределительного валов.

Устройство зажигания мотора ВАЗ-2108

Привод распределителя зажигания смонтирован в торцевой части распределительного вала, напротив приводной шестерни. Интересно, что контактная система на этой модели практически не использовалась. Можно считать, что на моторе ВАЗ-2108 устанавливается только бесконтактная (электронная) система зажигания. Именно на двигателе 2108 короткое время на экспортных вариантах устанавливалось устройство системы зажигания от «GM». При карбюраторной подаче топлива, подачу искры регулировал ЭБУ. Но это устройство в России не нашло широкого применения.

Двигатели этой серии применялись, и применяются до сих пор, для установки на такие модели:

• ВАЗ-2108;
• ВАЗ-2109;
• ВАЗ-2114;
• ВАЗ-2115;
• ВАЗ-2110;
• ВАЗ «Калина» и ВАЗ 2170 «Приора»;
• различные модификации этих автомобилей.

Появление моторов с 16 клапанной системой ГРМ

На основе мотора ВАЗ-21083 в конце 90-х годов был разработан и пущен в серию двигатель нового поколения ВАЗ-2112. Основным отличием устройства этих моторов от базовой версии стала двухваловая система ГРМ с 16 рабочими клапанами. Это увеличило КПД двигателя и улучшило его экологические характеристики до первого стандарта Евро. Очень небольшая партия таких моторов оснащалась карбюраторами. С 2000 года на автомобили с двигателями ВАЗ-2112 ставились только устройства распределённого впрыска топлива. Однако мотор «полторашку», как его назвали в России, подстерегала та же опасность что и первый ВАЗ-2108. При обрыве ремня ГРМ, удар приходился по клапанам. Частные ремонтники оперативно откликнулись на спрос. Была разработана целая индустрия по выборке углублений под клапаны в поршнях.

К 2004 году был налажен выпуск АвтоВАЗом уже следующего доработанного варианта с объёмом двигателя 1,6 литра – мотор ВАЗ-21124. На данном этапе самый лучший из разработанных ВАЗом моторов. Его мощность уже составляет 90 л/сил. При обрыве ремня ГРМ повреждение клапанов не происходит. Управление ЭБУ позволяет сменой программ менять мощностные параметры и доводить их до 95 л/с.

Натяжение ремня на этом двигателе осуществляется также с помощью устройства натяжного ролика, однако в систему установлен второй ролик – опорный. Важным нововведением послужила и установка системы гидрокомпенсаторов для клапанов. Устройство системы из специальных подушек, заполненных моторным маслом и связанная с системой смазки, позволила навсегда избавиться от проблемы регулировки зазоров клапанов.

Последние модели моторов ВАЗ для современных автомобилей

Для последних моделей ВАЗ, выпускаемых сейчас, используется новейшая модель двигателя ВАЗ-21126 и 21128. Их мощность варьируется в зависимости от модели и комплектации и может быть и 98, и 105 л/с. Из особенностей конструкций – новое устройство самонатяжитель ремня ГРМ. Очень удобная система, не требующая постоянного контроля. Ну а недостаток выявлен традиционный – повреждение клапанов при обрыве ремня. Все с нетерпением ожидают решения этой проблемы конструкторами, а пока традиционно протачивают поршни.

Эти двигатели ставятся на уже привычные на дорогах ЛАДА «Приора» и «Гранта». На этом моторе также применена система гидрокомпенсаторов.

Ну и одним из вариантов модификаций основного двигателя ВАЗ-2108, можно упомянуть специальный вариант мотора для ВАЗ «Ока». Этот двигатель водители шутливо называют распиленной «восьмёркой». По сути, так оно и есть. Это действительно половина мотора ВАЗ-2108, приспособленная для работы в двухцилиндровом варианте. Небольшая мощность компенсируется его экономичностью. Двигатель ВАЗ-11113 идеально подходит для такого варианта малолитражной машины. На видео можно посмотреть процесс сборки двигателя ВАЗ-2103:

• Причина утечки масла из двигателя
• Как промыть топливную систему бензинового и дизельного двигателя
• Как сделать шумоизоляцию двигателя и моторного отсека самостоятельно
• Что нужно для капитального ремонта двигателя