Всё о двигателях 2108, 21083, 21081

Всё о двигателях 2108, 21083, 21081

Две статьи С. Гераськина, опубликованые
в журнале "За рулем" в 1995 году о двигателях
1100, 1300 и 1500 см для переднеприводных Самар.
Размещены без ремарок и значительных сокращений.
Близнецы - братья.
За рулем. N 3 1995г

Вот уже 10 лет выпускают в Тольятти ВАЗ-2108 и чуть меньше - модели -21083 и -21081. Пришло время "рассекретить" историю их появления и рассказать об особенностях конструкции - тем более, что реэкспортных "восемьдесят первых" становится у нас все больше. Слово специалисту ВАЗа С. ГЕРАСЬКИНУ.
В конце далеких уже 70-х годов было принято решение о создании нового (после "Жигулей") семейства автомобилей ВАЗ. В Управлении главного конструктора разработали техническое задание (ТЗ), проанализировав зарубежные образцы ("Мазду-323", "Фольксваген-Гольф". "Ситроен-Визу" и др.). Вот что определили конструкторы: автомобиль должен иметь привод на передние колеса, подвеску "качающаяся свеча". двигатель рабочим объемом 1300 см*3 меньших по сравнению с существующим размеров, коэффициент лобового сопротивления (Сх) ниже 0.4. Поскольку для ВАЗа все принятые к исполнению идеи были новыми, решили привлечь фирму "Порше" в качестве консультанта.
Базовой (и единственной) моделью контракта был ВАЗ-2108 с двигателем объмом 1300 см*3 и пятиступенчатой коробкой передач. Для разработки других модификаций завод не получил тогда денег от министерства. Но в планах они (не деньги, а модификации) были.
Примерно через год на ВАЗе занялись мотором -21083 (1500 см), а еще примерно через полгода-21081 (1100 см). Почему именно двигатель рабочим объемом 1300 см стал базовым? Из компоновочных расчетов и анализа автомобильного рынка было сделано заключение, что для автомобиля такого класса, массы, назначения будет достаточно мощности 60-62 л. с. Отсюда рассчитали литраж мотора.
Затем разработали мотор -21083. использовав тот же блок цилиндров. Этот двигатель рождался трудно, потому что почти ничего нельзя было изменить: расстояние между осями цилиндров было задано размерами блока, материалы -те же и т.д. Иными словами, требовалось сделать конфетку из подручного материала. А проблем. присущих только этому мотору, было достаточно: не выдерживая нагрузок, трещал блок: задирался поршень и клинил поршневой палец по причине тепловой нагруженности (ведь протоков между цилиндрами для охлаждающей жидкости нет). И еще целый букет: питтинг на вкладышах и растрескивание выпускного коллектора, продавливание привалочной плоскости головки и смятие бобышек. Но в процессе доводки мотор удалось подтянуть до необходимой надежности, хотя мощностные характеристики пришлось снизить. Тем не менее, двигатель остался самым чувствительным к малейшим отклонениям от требований документации, будь то качество материалов или обработка деталей.
Мощность полуторалитрового двигателя примерно на 6 л. с. больше. Но она определяет главным образом максимальную скорость. Для разгона и удобства маневра значительно важнее другой показатель - максимальный крутящий момент. Вот здесь двигатель "1500" дает ощутимый перевес. Правда, не обошлось без ложки дегтя: максимальному крутящему моменту соответствуют слишком высокие обороты. Теперешний начальник отдела доводки двигателей НТЦ П. Бывшев в свое время доказывал, что такой момент двигатель должен выдавать при 2500 об/мин. Тогда подбором передаточных чисел коробки передач можно было бы добиться выполнения всех показателей ТЗ по этому автомобилю, одновременно значительно снизив расход топлива, шум и токсичность. Ныне этот вариант реализован на двигателе с впрыском.
У двигателя -21081 совсем иная история. Он был включен в гамму разрабатываемых двигателей по запросу отдела экспорта, так как во многих странах (Бельгия. Греция. Португалия) налог на машину определяется по литражу ее мотора. В других странах эти автомобили привлекают заказчиков низкой контрактной стоимостью. К нам они попадают уже "оттуда" - на внутренний рынок завод их не поставлял. Автомобиль с этим мотором ведет себя довольно вяло: к тому же. чтобы удовлетворить нормам токсичности в Европе, его пришлось "зажать" по регулировке. Но. скажем, для пожилых людей, покупающих машины исключительно по соотношению "цена - объем салона", он предоставляет определенные преимущества. И все же большим спросом мотор не пользовался
Двигатель "1100" не особенно удобен для производства: довольно много отличий от базового мотора (о них ниже). В то же время он получился наименее нагруженным и поэтому "прощает" даже значительные отклонения по материалу и изготовлению. Вот такова история.
А теперь о том. что изменено в модификациях мотора -2108.
В двигателе -21081 уменьшен ход поршня и за счет этого сокращен рабочий объем.
Блок цилиндров ниже на 5.6 мм: остальные размеры не изменились, да и в технологии ремонта ничего нового.
Коленчатый вал: на 5.2 мм уменьшено расстояние между осями шатунных и коренных шеек. "Вычислить" вал поможет расположение смазочных отверстий на шатунных шейках - на валах -2108 и -21081 они смещены от оси шейки в противоположные стороны.
Головка цилиндров та же самая. Кстати. если вы купили для своей "восьмерки" новую головку и обнаружили на ней маркировку "21081". не расстраивайтесь - так и должно быть, эта деталь считается "родной" для двух моторов. Единственное различие - в расположении шпильки для натяжного ролика зубчатого ремня. В головке выполнены два резьбовых отверстия и в зависимости от типа двигателя - объемом 1.1 или 1.3 л- под шпильку используют одно или другое. Перенос натяжного ролика позволил на моторах с различными межосевыми расстояниями шкивов распределительного и коленчатого валов использовать один и тот же зубчатый ремень.
Распредвал - оригинальный, с иным расположением кулачков, что связано с изменением фаз газораспределения на двигателе с "низким" блоком.
Карбюратор модели -21081 отличается тарировочными параметрами - сечением топливных жиклеров и пусковыми зазорами. В цепом идентичен "восьмерочному", способы его регулировок. разборки и сборки остались прежними.
В системе выпуска отработавших газов отсутствуют привычные "штаны" - приемная труба одинарная, а выпускной коллектор выполнен с одним выходным отверстием. Соответственно под приемную трубу сделаны кронштейн и зажим крепления к блоку.
В системе зажигания устанавливают датчик-распределитель с иными характеристиками центробежного и вакуумного регуляторов опережения зажигания. Внешне этот прибор можно узнать по метке красного цвета на крышке вакуумного регулятора Изменился начальный угол опережения зажигания что необходимо помнить при регулировке. Одно деление шкалы в люке картера сцепления соответствует 1 градусу поворота коленвала. поэтому в луче стробоскопа метка на маховике должна на 5-6 делений не доходить до средней метки шкалы. Напомним, что на двигателе -2108 метка не доходит до середины шкалы на одно деление.
Вот. пожалуй, и все отличия двигателя -21081.
Посмотрим теперь на полуторалитровый мотор -21083.
Здесь конструкторы пошли другим путем, а именно: достигли большего рабочего объема, чем на -2108. увеличив диаметр цилиндров. Понятно. что появились отличия в устройстве и ремонте блока цилиндров, поршней, головки цилиндров и карбюратора.
Блок по конструкции такой же, изменились лишь размеры (в том числе и ремонтные!) цилиндров и... цвет. "Восемьдесят третий" блок легко узнать - приятный синий колер отличает его от серых "собратьев".
Поршни увеличились в диаметре и приобрели проточки на днище, которые не позволят клапанам удариться о поршень при обрыве зубчатого ремня. На большой поршень нужны и большие поршневые кольца, и иные пальцы (от ВАЗ-2101) - не забывайте это при покупке запчастей!
В головке цилиндров увеличены диаметры впускных клапанов (с 35 до 37 мм), седел и впускных каналов. Прокладка головки - с увеличенными диаметрами отверстий под цилиндры.
Конструкция карбюратора не претерпела изменений, но другими стали проходные сечения и тарировочные данные, в том числе пусковые зазоры.
В системе зажигания все приборы остались прежними (если не применяется микропроцессорная система управления двигателем с двумя катушками зажигания и прочими хитростями). Новый начальный угол опережения зажигания требует небольшой корректировки действий при регулировке со стробоскопом: метка на маховике не должна доходить до среднего деления шкалы в люке картера сцепления на 3-5 делений (почему - см. выше).
Остальные детали двигателя - "восьмерочные", останавливаться на них не будем; а если вас одолели сомнения при выборе запчастей, обращайте внимание на их маркировку - первые несколько цифр указывают модель двигателя.
Надеемся, эта статья поможет вам и в выборе. и в обслуживании, и в ремонте "Самары", а на автомобильных "развалах" - в поисках необходимых запчастей.

"1500" против"1300"
За рулем N 7 1995г.
В третьем номере журнала за этот год в статье "Близнецы-братья" специалист ВАЗа С. ГЕРАСЬКИН рассказал об особенностях семейства двигателей ВАЗ-2108 объемом 1100, 1300 и 1500 см*3. Сегодня он продолжает эту тему.
В предыдущем материале я коснулся истории создания двигателя ВАЗ-21083 (1500 см). Некоторые читатели сделали неверные выводы, что этот двигатель менее надежен, чем 1300 и 1100. На самом деле это не так, хотя полуторалитровый требует выверенной и стабильной технологии производства, большего внимания при обслуживании и ремонте. Постараюсь объяснить, почему.
Вначале замечу, что двигатели семейства ВАЗ-2108, как говорят, на порядок лучше, чем любые другие моторы отечественных легковых автомобилей. Такое утверждение основано на анализе их конструкции и характеристик. Разумеется, наши моторы прошли весь цикл необходимых (предусмотренных ГОСТами и заводскими методиками ВАЗа) испытаний. А конструкция двигателей и всех деталей отвечает требованиям, которые заложены в техническом задании и нормативных документах. Но нередко появляются причины производственно-технологические, снабженческо-политические и другие, которые нарушают соответствие этим требованиям. Такие перемены можно назвать эмоциональными отклонениями. Непрерывное, массовое производство (на ВАЗе оно еще сохранилось) требует ритмичных поставок комплектующих, сырья, материалов. Держать ритм, а тем паче в нынешней России, очень трудно. Потому иные 'рационализаторы" пробуют изготовлять детали из несоответствующего чертежам материала. Хотя причины таких отступлений могут быть самые разнообразные - снижение энергоемкости, трудозатрат, времени и т. п.
Бесправный отечественный автолюбитель с этим бороться не может. Хотя чувствует, что двигатель (автомобиль) ведет себя не лучшим образом. А для завода такие просчеты, что для слона дробинка - он большой, его не убудет. Тогда-то эмоциональные термины "менее" или "более" обретают материальное воплощение. Об этом подробнее.
Блок цилиндров. В предыдущей статье мы говорили, что блоки цилиндров двигателей -21083 и -2108 по габаритным размерам и расстояниям между осями цилиндров (89 мм) одинаковы. Диаметр цилиндра двигателя ВАЗ-21083 - 82 мм, ВАЗ-21 08 - 76 мм. Толщина стенок цилиндра по расчетам (чертежам) не менее 4,5 мм.
И неспециалисту понятно - цилиндры желательно омывать охлаждающей жидкостью со всех сторон: лучше отводится тепло, равномернее температурные деформации, меньше напряжений. А отсюда все.производные - большие надежность и долговечность, меньшая требовательность к отклонениям от чертежей. Последний фактор для российских условий существен.
В блоке ВАЗ-2108 (1300 см) толщина перемычки между цилиндрами 13 мм (89-76-13). Ширина водяного канала (протоки) между ними соответственно 4 мм. У ВАЗ-21083 (1500 см) перемычка всего 7 мм (89-82-7). Поэтому между цилиндрами (в плоскости осей цилиндров) нет протоков - стенки здесь не омываются охлаждающей жидкостью. При такой конструкции температурный режим блока и цилиндро-поршневой группы двигателя ВАЗ-21083, конечно, более напряженный, чем ВАЗ-2108. А это требует обязательного соблюдения жестких условий изготовления поршней, колец и пальцев. Повышенная теплонапряженность блока у полуторалитрового мотора быстро выявит любые отклонения от заданных размеров этих движущихся в цилиндре деталей. И конечно, не простит иных огрехов производства: не выбитый до конца литьевой песок из блока, заусенцы или забоины на поршне из-за небрежной транспортировки, смещение поршневого пальца, заниженный диаметр юбки поршня. Все это, повторю, ускорит выход двигателя из строя. Чего не скажешь о моторе ВАЗ-2108 - он с подобными отклонениями может спокойно отработать свой моторесурс -125 000 километров.
И еще. Цилиндры двигателей ВАЗ-2108 связаны между собой вверху достаточно мощной "плитой' толщиной 12 мм. При затяжке головки блока цилиндры "искривляются" и плита передает усилие от одного цилиндра к другому, мешая каждому в отдельности четко сохранить цилиндрическую форму.
Вот почему полуторалитровый мотор требует деталей только "в допуске", точной технологии их обработки и сборки. Кстати, спортсмены убирают эти связи между цилиндрами ("распускают" плиту) и тем предупреждают возможные дефекты.
Головка блока цилиндров и прокладка. Для головки очень важно применить сплав точно определенного состава. Дело в том, что в него добавляют немного вторичного алюминия. Если его больше, чем допустимо, жесткость головки намного снижается. В процессе изготовления за этим приходится следить особенно строго.
В ходе доводки полуторалитрового мотора для увеличения запаса прочности (защита на случай отклонений по материалу и технологии) была изменена конфигурация бобышек головки под винты ее крепления. Такая форма не позволяет бобышкам трескаться даже при серьезных отклонениях (в худшую сторону, конечно) структуры материала.
Открытый свод камеры сгорания головки -21083 больше, чем на -2108, а потому он воспринимает и большее усилие от газов. Если добавка вторичного алюминия в головке превышает норму, то через 60-90 тысяч километров пробега непременно раскроется стык между головкой и цилиндрами - как правило, в самом узком (где нет протоков для воды) и теплонапряженном месте, между вторым и третьим цилиндрами.
А дальше все пойдет по типовой схеме: искривление привалочной плоскости головки, прогар прокладки, быстрый износ или разрушение седел и направляющих втулок клапанов.
Прокладка - деталь тонкая. Ее задача не только уплотнять стык между головкой и блоком, но и компенсировать тепловые деформации, возникающие в соединении при работе мотора. Поскольку у полуторалитрового двигателя они проявляются в большей степени, то и требования к прокладке (материалу, размерам, качеству изготовления) более жесткие, чем для мотора 1300.
Поэтому никогда не используйте вновь работавшую прокладку, а покупая новую, внимательно приглядитесь к ней. Возникли сомнения в качестве - не берите. На Егорьевском заводе, где делают прокладки для двигателей ВАЗ-2108, иногда допускают отступления от требований чертежа.
Замечу, что положение свечи в головке ВАЗ-21083 не изменилось. Из-за большего диаметра цилиндра фронт пламени дольше идет до крайних мест камеры сгорания. Поэтому стойкость к возникновению детонации в двигателе -21083 ниже, чем в -2108. Если водитель не прислушивается к работе мотора, использует бензин с низким октановым числом и ездит с детонацией, полуторалитровый мотор не для него.
В заключение еще раз повторю, что двигатели ВАЗ-2108 (-21083) надежны и долговечны, превосходят иные отечественные, да и некоторые зарубежные аналоги, когда все сделано в норме. Но при отклонениях от чертежей шансов выжить у двигателя 1300 гораздо больше, чем у 1500.