Устройство двигателя автомобилей ВАЗ-2106 и ВАЗ-2103

На автомобилях устанавливаются двигатели одинаковой конструкции, но с различным объемом цилиндров. Они различаются, в основном, размерами блока цилиндров, поршней, коленчатого вала и деталей цепного привода.

Блок цилиндров

Блок цилиндров 18 отлит из специального чугуна. Цилиндры блока по диаметру подразделяются через 0,01 мм на пять классов, обозначаемых буквами А, В, С, D, Е. Класс цилиндра указан на нижней плоскости блока против каждого цилиндра. Цилиндр и сопрягающийся с ним поршень должны быть одного класса для обеспечения зазора между поршнем и цилиндром 0,05-0,07 мм. Диаметры цилиндров каждого класса следующие, мм:

В нижней части блока цилиндров расположены пять опор коренных подшипников коленчатого вала с тонкостенными сталеалюминиевыми вкладышами. Отверстия под подшипники коленчатого вала в блоке цилиндров обрабатываются в сборе с крышками 2. Поэтому крышки подшипников невзаимозаменяемы, и для различия на их наружной поверхности сделаны риски.

В задней опоре имеются гнезда для установки упорных полуколец 36, удерживающих коленчатый вал от осевых перемещений. Спереди устанавливается сталеалюминиевое полукольцо, а сзади — металлокерамическое (желтого цвета), пропитанное маслом. Величина осевого зазора коленчатого вала при сборке двигателя обеспечивается в пределах 0,06-0,26 мм. Если в эксплуатации зазор превышает максимально допустимый (0,35 мм), необходимо заменять упорные полукольца новыми или ремонтными, увеличенными на 0,127 мм. Канавки, находящиеся на одной стороне полуколец, должны быть обращены к упорным поверхностям коленчатого вала.

В передней части блока цилиндров имеется полость для привода механизма газораспределения, закрытая крышкой 8. С задней стороны к блоку цилиндров прикреплен держатель 35 заднего сальника. В крышку 8 и держатель 35 установлены самоподжимные сальники. В левой части блока установлен валик 12 привода вспомогательных агрегатов. В отверстия под подшипники валика запрессованы сталеалюминиевые втулки 51.

Головка цилиндров

Головка цилиндров 19 общая для четырех цилиндров, отлита из алюминиевого сплава. В головку запрессованы чугунные седла и направляющие втулки клапанов. В отверстиях направляющих втулок нарезаны спиральные канавки для смазки. Для уменьшения проникновения масла в камеру сгорания через зазоры между втулкой и стержнем клапана применены металлорезиновые маслоотражательные колпачки.

Головка цилиндров крепится к блоку цилиндров одиннадцатью болтами. Между головкой и блоком цилиндров установлена прокладка, изготовленная из асбестового материала на металлическом каркасе и пропитанная графитом.

Поршни

Поршни 15 изготовлены из алюминиевого сплава и покрыты слоем олова для улучшения прирабатываемо-сти. Юбка поршня в поперечном сечении овальная, а по высоте имеет коническую форму. Кроме того, в бобышки поршня залиты стальные терморегулирующие пластины. Все это выполнено для компенсации неравномерной тепловой деформации поршня при нагреве. В бобышках поршня имеются отверстия для прохода масла к поршневому пальцу.

Отверстие под поршневой палец смещено от оси симметрии на 2 мм в правую сторону двигателя для уменьшения стука поршня при переходе через ВМТ. Поэтому около отверстия под поршневой палец есть метка «П», которая при сборке должна быть обращена в сторону передней части двигателя.

Поршни, как и цилиндры, по наружному диаметру сортируются на пять классов через 0,01 мм, а по диаметру отверстия под поршневой палец — на три категории через 0,001 мм, обозначаемые цифрами 1, 2, 3. Класс поршня (буква) и категория отверстия под поршневой палец (цифра) клеймятся на днище поршня. Поршни по массе в одном и том же двигателе должны быть подобраны с максимально допустимым отклонением (2,5 г).

Поршневые пальцы

Поршневые пальцы 14. 16 и 17 изготовлены из чугуна. Наружная поверхность верхнего компрессионного кольца 17 хромирована для повышения износостойкости и для улучшения прирабатываемости имеет бочкообразную форму образующей. Нижнее компрессионное кольцо 16 — скребкового типа (с проточкой по наружной поверхности), фосфатированное.

Кольцо надо устанавливать проточкой вниз. Маслосъемное кольцо 14 имеет прорези для снимаемого с цилиндра масла и внутреннюю витую пружину (расширитель).

Шатуны

Шатуны 49 — стальные, кованые, с разъемной нижней головкой, в которой устанавливаются вкладыши шатунного подшипника. Шатун обрабатывают вместе с крышкой, поэтому при сборке номера на шатуне и крышке должны быть одинаковы.

Коленчатый вал

Коленчатый вал 1 — пятиопорный, отлит из чугуна. Шейки вала закалены токами высокой частоты на глубину 2-3 мм. В заднем конце коленчатого вала выполнено гнездо под передний подшипник первичного вала коробки передач, по наружному диаметру которого центрируется маховик 31. Маховик устанавливается на коленчатый вал так, чтобы метка (конусообразная лунка около зубчатого обода маховика) и ось шатунной шейки первого цилиндра находились в одной плоскости и по одну от оси коленчатого вала.

Вкладыши

Вкладыши коренных и шатунных подшипников — тонкостенные, сталеалюминиевые. Все шатунные вкладыши одинаковые и взаимозаменяемые. Верхние вкладыши 1-го, 2-го, 4-го и 5-го коренных подшипников одинаковые, с канавкой на внутренней поверхности, а нижние — без канавки. Вкладыши 3-го коренного подшипника отличаются от остальных большей шириной и отсутствием канавки на внутренней поверхности.

Газораспределительный механизм

Газораспределительный механизм обеспечивает наполнение цилиндров двигателя горючей смесью и выпуск отработавших газов в соответствии с принятым для двигателя порядком работы цилиндров и фазами газораспределения. К деталям механизма относятся: распределительный вал, клапаны и направляющие втулки, пружины с деталями крепления, рычаги привода клапанов.

Распределительный вал, управляющий открытием и закрытием клапанов, чугунный, литой. Трущиеся поверхности кулачков подвергнуты отбеливанию. Этот процесс заключается в электродуговом оплавлении поверхностей, в результате которого образуется слой так называемого «белого» чугуна, обладающего высокой твердостью. Вал вращается на пяти опорах в специальном корпусе 26 (см. рис. 3), а от осевых перемещений удерживается упорным фланцем, помещенным в проточке передней опорной шейки вала.

Клапаны (впускной и выпускной) расположены в головке цилиндров наклонно в один ряд. Головка впускного клапана имеет больший диаметр для лучшего наполнения цилиндра, а рабочая фаска выпускного клапана, работающая при высоких температурах в агрессивной среде выпускных газов, имеет наплавку из жаростойкого сплава. Пружины 10 и 11 (рис. 4) прижимают клапан к седлу и не позволяют ему отрываться от рычага привода. Верхняя опорная тарелка 13 пружин удерживается на стержне клапана двумя сухарями 12, имеющими в сложенном виде форму усеченного конуса.

Рычаги 15 передают усилие от кулачка распределительного вала к клапану. Рычаг одним концом опирается на сферическую головку регулировочного болта 17, а другим на торец клапана. Регулировочный болт ввернут во втулку 21 и стопорится контргайкой 18.

Привод вспомогательных агрегатов

Вспомогательные агрегаты двигателя и механизм газораспределения приводятся в действие от коленчатого вала с помощью цепной передачи. Она состоит из двухрядной втулочно-роликовой цепи 46, ведущей звездочки 49 на коленчатом валу, ведомой звездочки 43 распределительного вала, успокоителя 44 цепи и натяжителя 61 с башмаком 60. Башмак натяжителя и успокоитель цепи имеют стальной каркас с привулканизированным слоем резины.

При отворачивании фиксирующей гайки 55 цепь натягивается башмаком 60, на который действуют пружины 52 и 57 через плунжер 59. Башмак натяжителя вращается вокруг болта крепления. После затяжки гайки 55 стержень 53 зажимается цангами сухаря 54, вследствие чего блокируется пружина 52 натяжителя цепи. При работе двигателя на плунжер 59 воздействует только внутренняя пружина 57, обеспечивающая благодаря зазору 0,2-0,5 мм в механизме натяжителя компенсацию колебаний цепи. Успокоитель 44 цепи гасит колебания ведущей ветви цепи. При работе двигателя цепь вытягивается. Она считается работоспособной, если натяжитель обеспечивает ее натяжение, т.ё. если цепь вытянулась не более, чем на 4 мм.

Валик 26 привода масляного насоса, распределителя зажигания и топливного насоса установлен вдоль двигателя и имеет две опорные шейки, винтовую шестерню и эксцентрик 25, который через толкатель приводит в действие топливный насос. Винтовая шестерня валика 26 находится в зацеплении с шестерней 27, которая приводит в действие распределитель зажигания и масляный насос. Шестерня 27 вращается в металлокерамической втулке, запрессованной в блок цилиндров. В шестерне выполнено отверстие со шлицами, в которое входят шлицевые концы валиков распределителя зажигания и масляного насоса.

Работа двигателя

За один рабочий цикл в цилиндре двигателя происходит четыре такта — впуск горячей смеси, сжатие, рабочий ход и выпуск отработавших газов. Эти такты осуществляются за два оборота коленчатого вала, т.е. каждый такт происходит за полоборота (180°) коленчатого вала.

Впускной клапан начинает открываться за 12° до подхода поршня к верхней мертвой точке (ВМТ). Это необходимо для того, чтобы клапан был полностью открытым, когда поршень пойдет вниз. Закрывается клапан через 40° после прохождения поршнем нижней мертвой точки (НМТ). Вследствие инерционного напора струи всасываемой горючей смеси она продолжает поступать в цилиндр, когда поршень уже начал движение вверх, и тем самым обеспечивается лучшее наполнение цилиндра.

Выпускной клапан начинает открываться за 42° до НМТ. В этот момент давление в цилиндре еще довольно велико, и газы начинают интенсивно истекать из цилиндра. Закрывается клапан через 10° после прохождения поршнем ВМТ.

Существует такой момент (22° поворота коленчатого вала около ВМТ), когда открыты одновременно оба клапана — впускной и выпускной. Такое положение называется перекрытием клапанов. Из-за малого промежутка времени перекрытие клапанов не приводит к проникновению отработавших газов во впускной трубопровод, а наоборот, инерция потока отработавших газов вызывает подсос горючей смеси в цилиндр и улучшает его наполнение.

Чтобы обеспечить согласование моментов открытия и закрытия клапанов с углами поворота коленчатого вала (т.е. обеспечить правильную установку фаз газораспределения), на звездочках коленчатого и распределительного валов имеются метки 48 и 42, а также 47 на блоке цилиндров и 41 (выступ) на корпусе подшипников распределительного вала. Если фазы газораспределения установлены правильно, то при положении поршня четвертого цилиндра в ВМТ в конце такта сжатия метка 41 должна совпадать с меткой 42, а метка 48 — с меткой 47. Когда полость привода распределительного вала закрыта крышкой, то положение коленчатого вала можно определить по меткам на шкиве коленчатого вала и крышке привода распределительного вала.

Чтобы обеспечить правильную работу механизма газораспределения при тепловом расширении деталей на работающем двигателе, зазоры между кулачками и рычагами привода клапана устанавливаются равными 0,15 мм на холодном двигателе. Если зазоры больше, то клапаны будут открываться с запаздыванием и закрываться с опережением. Если зазора нет, то клапаны на работающем двигателе будут оставаться немного приоткрытыми. В результате резко сократится долговечность клапанов и седел, упадет мощность двигателя.

Классический двигатель ВАЗ 2103

Двигатель ВАЗ 2103 с рабочим объемом 1,5 л представляет собой третье из четырех поколений тольяттинской классики. Он явился наследником моторов 2101 на 1,2 л и 21011 на 1,3 л. А сам мотор 2103 стал основой для создания движка 2106 на 1,6 л. На этом классическая линейка моторов закончилась, уступив место инжектору и переднему приводу.

Место в линейке двигателей ВАЗ

Вся классическая линейка АвтоВАЗа представляет собой переработанный мотор модели Fiat 124. Переделка была отнюдь не косметической, уже модель 2101 (1970 год) заметно отличалась от прототипа. Распредвал перенесли в верхнюю часть мотора, на 3 мм увеличили диаметр поршня, а на 5,5 мм уменьшили его ход. Тогда же двигатель стал приемистее за счет короткоходности.

Следом появился мотор 21011, диаметр цилиндра которого увеличили еще на 3 мм до величины 79 мм. За счет этого увеличился рабочий объем двигателя, немного подросла мощность. В 1972 году вышел в свет ВАЗ 2103 — первая четырехглазая модель «Жигулей». Она оснащалась новым и самым мощным на тот момент мотором в 71 лошадиную силу. Диаметр цилиндра вернули к значению 76 мм, а ход поршня увеличили на 14 мм. Рабочий объем составил 1452 кубических см. Этот мотор долгое время пользовался репутацией самого живучего. Даже пробег в 250 тысяч км не является для него непостижимой величиной при правильном уходе и штатной эксплуатации.

Преемник мотора 2103 (двигатель 2106) отличается от только увеличенным до 79 мм диаметром цилиндра.

Характеристики двигателя ВАЗ 2103

Технические характеристики двигателя 2103 отражают его положение в линейке моторов АвтоВАЗа. Его устанавливали на модели ВАЗ 2103, 21023, 21043, 21053, 21061, 2107. Это рядный четырехцилиндровый карбюраторный двигатель внутреннего сгорания с двумя клапанами на цилиндр, который работает на бензине марки АИ-92. Для работы мотора используют масло от 5W-30 до 15W-40, при этом расход составляет 700 г на1000 км пробега.

Основные характеристики мотора ВАЗ 2103

В процессе жизненного цикла ВАЗ 2103 неоднократно проходила доработка двигателя и его усовершенствование. Были созданы инжекторная версия мотора, вариант с бесконтактной системой зажигания и масса других. Эти модификации отличаются улучшенными техническими характеристиками.

Ресурс двигателя ВАЗ 2103, заявляемый заводом-изготовителем, составляет 125 тысяч км. На практике ресурс нередко вдвое превышает заявленный.

Конструкция двигателя ВАЗ 2103

Устройство двигателя ВАЗ 2103 представляет собой классический мотор с верхним расположением газораспределительного механизма, который имеет высокий блок цилиндров. Карбюратор ВАЗ 2103 имеет распределитель с вакуумным регулятором опережения зажигания. Высота движка составляет 215,9 мм вместо 207,1 (у ВАЗ 2101). Это позволило нарастить рабочий объем до 1,5 л и применить коленвал с увеличенным ходом поршней.

Блок цилиндров ВАЗ 2103 отлит из специального чугуна. Межцентровое расстояние равно 95 мм, что дает возможность увеличить диаметр цилиндра с 76 до 79 мм. Головка блока цилиндров изготавливается из алюминиевого сплава, ее высота составляет 112,5 мм.

Для привода газораспределительного механизма (ГРМ) применяется двухрядная втулочно-роликовая цепь, имеющая 116 звеньев. Натяжитель цепи отсутствует. Для привода генератора и водяного насоса используется клиновидный ремень сечением 10×8 мм, длиной 944 мм. Коленчатый вал имеет радиус кривошипа 40 мм и обеспечивает ход поршня 80 мм.

Поршни и клапаны модели ВАЗ 2103 аналогичны поршням и клапанам модели 2101. Поршни делают из алюминиевого сплава с покрытием наружной поверхности оловом. Поршневые кольца изготавливают из чугуна. Бочкообразная поверхность верхнего компрессионного кольца хромируется. Нижнее компрессионное кольцо упрочняется фосфатированием. Маслосъемное кольцо имеет пружину-расширитель, шлифованную по торцам и по наружному диаметру.

Эксплуатация двигателя трешки

В целом эксплуатация двигателя не вызывает особых проблем. Своевременное выполнение регламентных работ, замена масла, регулировка карбюратора ВАЗ 2103, применение качественного моторного топлива обеспечивают продолжительный период работы мотора. Есть в эксплуатации двигателя и своя специфика, которую надо учитывать.

Одна из специфических черт двигателя 2103 заключается в том, что цепной привод газораспределительного механизма не имеет натяжителя цепи. Это приводит к необходимости периодической ревизии, а в некоторых случаях требуется и восстановление штатной работоспособности. Регламентная периодичность такой ревизии составляет 10000 км. Имея некоторый опыт, можно выполнить эту регулировку своими руками. Вот пошаговая схема действий:

• полностью открутите колпачковую гайку натяжителя;
• пальцем контролируя положение штока натяжителя, проверните коленвал на 1-1,5 оборота в направлении его вращения;
• как только шток натяжителя утопится, пружина автоматически отрегулирует натяжение цепи через башмак;
• закрутите колпачковую гайку.

Другой важной регламентной процедурой при эксплуатации мотора ВАЗ 2103 является регулировка тепловых зазоров клапанов. Необходимости ремонтировать клапан возникает, когда присутствует отчетливый стук в двигателе на малых оборотах. Регулировка осуществляется в следующем порядке:

1. Совместите метки на шестерне и корпусе распредвала.
2. Широким щупом 0,15 мм отрегулируйте 8-й и 6-й клапаны.
3. Проверните коленвал на 180 градусов и отрегулируйте 4 и 7 клапаны.
4. Проверните коленвал еще на 180 градусов, чтобы выставить 1 и 3 клапаны.
5. Снова поверните коленвал на 180 градусов для регулировки 5 и 2 клапанов.

Проворачивать коленвал можно прокатывая автомобиль вперед на четвертой передаче.

Тюнинг мотора 2103

Потенциал мотора ВАЗ 2103 так высок, что трудно удержаться от искушения выжать из него побольше. Есть умельцы, которые выжимают из машины до 200 лошадиных сил. Такой тюнинг двигателя ВАЗ 2103 носит экстремальный характер, его не рекомендуется делать для езды по обычным дорогам в повседневном режиме.

Есть много вариантов, как форсировать двигатель. Один из способов увеличить мощность двигателя и повысить другие эксплуатационные характеристики — переделка мотора в движок ВАЗ 2106. Для этого надо расточить цилиндры до диаметра 79 мм и заменить поршневую группу деталями от шестерки. Остальные элементы остаются прежними, агрегаты унифицированы по всем деталям. Сборка двигателя ВАЗ 2103 после такого тюнинга проводится без проблем.

Другой популярный способ форсировки этого мотора — установка на него компрессора на 0,5 бар. Эта модернизация довольно проста и не требует серьезных доработок. Такой тюнинг может дать увеличение мощности до 100 лошадиных сил. Это относительно доступный вариант усовершенствования двигателя. Ведь на рынке есть готовые установочные наборы, обеспечивающие давление 0,5 или даже 0,7 бар.

Если ухаживать за своим автомобилем, своевременно проводить ремонт двигателя ВАЗ 2103, машина не подведет в пути. А будет много лет радовать своих владельцев безотказностью и прекрасными ходовыми качествами.