Среди автомобилистов бытует мнение, что новый, 1,7-литровый двигатель "Нивы" - всего-навсего "расточенный" мотор ВАЗ-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 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 ВАЗ-21213.

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).

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.

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

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").

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

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 таблице 2.

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