Устройство и принцип работы инжекторного двигателя ваз 21214

Добавил пользователь Morpheus
Обновлено: 20.09.2024

Официальная историческая хроника АвтоВАЗа гласит, что Нивы с электронным впрыском топлива появились лишь в 1995 году. Это был обновлённый ВАЗ-21214 с 1,7-литровым мотором, оснащённым моновпрыском (он же центральный или одноточечный) от General Motors, а внедорожники с распределённым впрыском начали сходить с конвейера ещё позже, в 2002 году. Недавно узнал, что на самом деле первые инжекторные Нивы появились ещё во времена СССР!

Одну из таких машин недавно обнаружили брошенной в австралийской глуши:

Это топ-модификация Lada Niva Toro EFI , самостоятельно подготовленная импортёром Lada Australia. Продажи серьёзно доработанных советских внедорожников стартовали в Австралии в августе 1991 года .

С 1984 по 1991 год австралийцы приобрели более 5 тысяч ВАЗ 2121, для страны с населением всего 17 миллионов человек (в 1991 году) это весьма достойный результат

Богато укомплектованная инжекторная Niva Toro EFI должна была закрепить успех:

Если базовая Нива стоила 13885 австралийских долларов, то Toro оценивалась уже в $18750 за версию на стальных дисках с шинами Michelin и $19450 на легкосплавных с АТ-резиной Yokohama. Внешне самую дорогую Ладу можно было отличить по пластиковым расширителям арок и интегрированным подножкам, небольшому кенгурятнику, фаркопу и калитке для запасного колеса. Абсолютно все машины из этой серии были окрашены в тёмно-красный цвет:

Были небольшие изменения и в интерьере – стандартные сиденья с низкими подголовниками облагородили велюровой красно-чёрной обивкой с фирменными логотипами Lada Australia, таким же материалом перешили и дверные карты. Древнее рулевое колесо от ВАЗ 2106 заменили на спортивный трёхспицевый "штурвал" с мягким полиуретановым ободом и логотипом модели. Но, конечно, главная доработка модели – это электронный впрыск топлива, о нём ниже :

На брошенном экземпляре гоночный руль уже оказался заменён на обычный. EFI - elecrtonic fuel injection (от англ. электронный впрыск топлива)

В результате замеров на стенде специалисты Lada Australia выяснили, что мощность карбюраторного мотора Нивы объёмом 1,6 л на местном неэтилированном бензине составляет всего 72 л.с. при заявленным ВАЗом 76 ! Добавить Ниве динамики должна была современная система питания.

Первый в мире "инжектор" для Lada 4x4 – полностью самостоятельная разработка компании EFI Technology из Сиднея. Прототип системы впрыска Haltech для вазовского двигателя создали ещё в 1987 году, ещё пару лет заняла подготовка к производству. С финальной прошивкой мощность Нивы возросла на 19% до 86 л.с., крутящий момент на 23% до 143 Нм, то есть характеристики оказались лучше новой Lada 4x4 2020 года:

До 2009 г. двигатель 21214 и его системы питания, выпуска и улавливания паров ОГ отвечали нормам токсичности Евро-2 (двигатель обозначался кодом 21214-20), а после 2009 года системы двигателя доработали до норм токсичности Евро-3 (двигатель стал обозначаться кодом 21214-30).

Бензиновый, четырехтактный, четырехцилиндровый, восьмиклапанный, рядный, с верхним расположением распределительного вала.

Двигатель 21214-20 (Евро-2)

1 – поддон картера;
2 – кронштейн крепления генератора;
3 – блок цилиндров;
4 – подушка опоры силового агрегата;
5 – кронштейн опоры силового агрегата;
6 – крышка картера сцепления;
7 – маховик;
8 – датчик детонации;
9 – выпускной коллектор;
10 – теплозащитный экран впускной трубы;
11 – впускная труба;
12 – ресивер;
13 – дроссельный узел;

14 – топливная рампа;
15 – крышка головки блока цилиндров;
16 – выпускной патрубок рубашки охлаждения;
17 – головка блока цилиндров;
18 – гидравлический натяжитель цепи;
19 – шкив насоса охлаждающей жидкости;
20 – крышка привода распределительного вала;
21 – датчик положения коленчатого вала;
22 – масляный фильтр;
23 – гайка крепления шкива коленчатого вала;
24 – шкив коленчатого вала;
25 – крышка насоса охлаждающей жидкости;
26 – корпус насоса охлаждающей жидкости.

Двигатель 21214-30 (Евро-3)

Справа на двигателе (по ходу автомобиля) расположены: ресивер с дроссельным узлом, датчиком положения дроссельной заслонки и регулятором холостого хода, впускная труба и выпускной коллектор, топливная рампа с форсунками и регулятором давления топлива, датчики детонации и температуры охлаждающей жидкости (для системы впрыска), генератор, термостат, стартер (на картере сцепления). Корпус воздушного фильтра с датчиком массового расхода воздуха закреплен на отдельном кронштейне справа от двигателя.

Слева на двигателе расположены: свечи и провода высокого напряжения, модуль зажигания, указатель уровня масла, масляный фильтр, датчики температуры охлаждающей жидкости и давления масла (контрольных приборов). Спереди: привод насоса охлаждающей жидкости и генератора (клиновым ремнем), датчик положения коленчатого вала.

Цилиндропоршневая группа – такая же, как у двигателя мод. 21213 . На носке коленчатого вала установлен шкив привода генератора и насоса охлаждающей жидкости с зубчатым диском – для считывания информации датчиком положения коленчатого вала. Диск имеет 58 зубьев (окружность разбита на 60 зубьев, но два отсутствуют, образуя впадину – это нужно для получения импульса синхронизации при каждом обороте коленчатого вала). Крышка привода распределительного вала мод. 21214 отличается от крышки мод. 21213 наличием прилива с отверстием под датчик положения коленчатого вала.

Привод механизма газораспределения – однорядной цепью. Соответственно, звездочки коленчатого и распределительного валов, а также вала привода масляного насоса – тоже однорядные; они невзаимозаменяемы с деталями двигателя мод. 21213. При этом число зубьев звездочки вала привода масляного насоса уменьшили с 38 до 30 (синхронизация оборотов для работы датчика-распределителя зажигания здесь не нужна), тем самым повысив производительность масляного насоса (это необходимо в связи с появлением гидронатяжителя цепи и гидроопор рычагов клапанов).

Башмак натяжителя мод. 21214 значительно длиннее башмака мод. 21213. Он, как и успокоитель цепи, изготовлен из износостойкой пластмассы. Перенесены и точки их крепления. Ось поворота башмака натяжителя находится в нижней части блока цилиндров, справа от звездочки коленчатого вала (на ее месте в двигателе мод. 21213 был ограничительный палец).

Натяжитель – пружинно-гидравлический: предварительное натяжение цепи (при выключенном двигателе) обеспечивается пружиной, рабочее (после пуска двигателя) – подпором масла под давлением, которое подается по стальной трубке от переходника под датчиком аварийного давления масла.

Вместо регулировочных болтов в клапанном механизме установлены гидроопоры рычагов клапанов (гидрокомпенсаторы зазоров). Они запитываются маслом под давлением, подводимом по отдельной трубке от отверстия в корпусе подшипников распределительного вала возле средней шпильки его крепления. В связи с тем, что зазоры в клапанном механизме практически отсутствуют, не устанавливаются пружины, прижимавшие рычаги клапанов на двигателе мод. 21213. Отличается и форма кулачков распределительного вала.

Натяжение ремня проверяем по его прогибу между шкивами агрегатов.

При нормальном натяжении ремня его прогиб под усилием 98Н (10 кгс) должен составлять :

Интернет - великая сила. Причём как по объёму информации так и по объёму слухов и сплетен.

Мы решили взять источники непосредственно на заводе. Сразу оговоримся, что здесь не учитываются двигатели, которые ставили дилеры за рубежом. Т.к. это носило эпизодический характер, и такие авто редко возвращались на Родину.

Начнём пожалуй с простого.

В начале своего жизненного пути у "нивы" было два двигателя. Вернее двигатель был один, а вот степень форсировки и рабочий объём были разные. А именно:

- ВАЗ-2121. мотор марки 2121 . Рабочий Объём 1,6л. и мощность 80л.с. Самый мощный на тот момент "вазовский" мотор. Очень кстати часто в интернете пишут что мощность первых 2121 была аналогична "шестёрке" - 75л.с., по причине идентичного двигателя. И даже ПТС встречаются с такой цифрой. Двигатели были действительно практически одинаковые. Отличия были только в конструкции маслянного поддона и маслянного насоса по причине присутствия редуктора переднего моста. Однако согласно первым книжкам по эксплуатации, а также прессе тех лет, указана мощность 80л.с. Ставился до 1993 года.

- ВАЗ-21211. мотор марки 21011. Рабочий объём 1,3л. и мощность 69л.с. Тот же базовый двигатель, но с уменьшенным ходом поршня до 66мм. В основном шел на экспорт в страны, где за счёт меньшего рабочего объёма был меньший налог.

Собственно и вся советская моторная гамма, которая была доступна покупателям.

Первая модернизация по двигателям произошла в 1993-ем году с началом выпуска модификации 21213. Тогда же двигатель получил увеличенный рабочий объём 1,7л. и мощность. А вот с мощностью неразбериха. В разных источниках разные цифры. Видимо время было не самое стабильное поэтому все газеты были кто во что горазд. Тем не менее, согласно тем же заводским книжкам по эксплуатации мощность не изменилась - 80л.с. Система питания по прежнему карбюратор. Хотя на экспорт уже шли автомобили с впрыском фирмы "Дженерал моторс".

Ну и раз уж зашла речь о экспортных авто, нельзя упомянуть о попытках оснащать "ниву" дизельными двигателями.

Первая попытка в 1993-ем году была сделана совместно с Peugeot-Citroen. Работы осуществлялись дочерней заводской фирмой "Lada Export" из подмосковного города Чехов. Двигатель марки XUD9L был рабочим объёмом 1,9л. и мощностью 65 л.с. Дизель этой серии знаком поклонникам марки Peugeot по моделям 205 и 405. Сам мотор конечно прибодрил модель причём не только тягой но и экономичностью - почти 2 литра разницы. С 1998 года был чуть изменённый вариант с маркировкой XUD9SD, по причине новых экологических требований в Европе. АВТОВАЗовский индекс у таких авто был 21215-10.

Ещё одна дизельная история были уже с отечественным участием.А именно с заводом "Барнаултрансмаш". Там был разработан двигатель для сельской техники который подошел и для Тольяттинских моделей.

Чуть ниже видео с одной из дизельных "нив":

Ставились эти моторы не только на "нивы", но и на "классику", моделей 2104 и 2105. Просуществовал этот проект недолго ввиду отсутствия зап.частей и мощности, которая была мала даже для "жигулей"

В начале нулевых был ещё один вариант с мотором 1,8л. Он был карбюраторный и развивал мощность 83л.с.

Просуществовал он недолго и сегодня попал в разряд "где то слышал, но не видел".

Можно ещё вспомнить недавний вариант с мотором 1,8 от компании "Супер Авто", но по политическим причинам в серию он не пошел, хотя характеристики тяги и крутящего момента были весьма любопытные.

Как бы то ни было, на сегодняшний день у модели Lada 4x4 только один двигатель - марки 21214. И его характеристики тоже всем знакомы - объём 1,7л. и мощность 83л.с. Привод - цепной, крутящий момент - 127,5 H/м.

Двигатель 21214-30 (Евро-3)

Двигатель (вид слева по направлению движения автомобиля):

Двигатель (вид спереди по направлению движения автомобиля):

Двигатель (вид сзади по направлению движения автомобиля):

Технические характеристики двигателя 21214

Запас топлива находится в баке, расположенном под задним сиденьем (он прикреплен к кузову болтами и закрыт пластиковой накладкой). Бак – штампованный из стального освинцованного листа, верхняя и нижняя его половины сварены между собой. Заливная горловина соединена с баком двумя резиновыми шлангами; нижний (толстый) шланг служит для заливки топлива, верхний (тонкий) – для отвода вытесняемого воздуха при заправке бака топливом. Шланги закреплены хомутами. Пробка бака герметична. Два штуцера в верхней части бака (слева и справа) служат для вентиляции бака, на них надеты пластиковые трубки, соединенные с сепаратором.

Сепаратор закреплен саморезами в нише правой задней части кузова. Шлангами и трубопроводами он соединен с адсорбером в моторном отсеке. В разрезах шланга вблизи сепаратора установлены гравитационный и двухходовой клапаны, а также тройник, связанный со шлангом выпуска паров топлива. Последний выходит снаружи кузова возле заливной горловины, а в его разрезе установлен предохранительный клапан. Пары топлива из бака частично конденсируются в сепараторе, конденсат сливается обратно в бак.

Оставшиеся пары проходят через гравитационный и двухходовой клапаны и попадают в адсорбер. Гравитационный клапан предотвращает вытекание топлива из бака при опрокидывании автомобиля, а двухходовой препятствует чрезмерному повышению или понижению давления в топливном баке.

В адсорбере пары топлива поглощаются активированным углем. Второй штуцер адсорбера соединен шлангом с дроссельным узлом, а третий – с атмосферой. На выключенном двигателе последний перекрыт электромагнитным клапаном, и в этом случае адсорбер не сообщается с атмосферой.

При запуске двигателя контроллер системы впрыска начинает подавать управляющие импульсы на клапан с частотой 16 Гц. Клапан сообщает полость адсорбера с атмосферой и происходит продувка сорбента: пары бензина отсасываются через шланг и дроссельный узел в ресивер и далее – в цилиндры двигателя. Чем больше расход воздуха двигателем, тем больше длительность управляющих импульсов, тем интенсивнее продувка.

Топливный насос – электрический, погружной, роторный, конструктивно объединен с датчиками уровня топлива и его резервного остатка в баке. Он установлен на шпильках в верхней части топливного бака. Насос включается по команде контроллера системы впрыска (при включенном зажигании) через реле.

От насоса по шлангам и трубопроводам, расположенным под днищем, топливо под давлением подается к фильтру тонкой очистки в моторном отсеке и далее – к топливной рампе.

Фильтр тонкой очистки топлива – неразборный, в стальном корпусе, с бумажным фильтрующим элементом, расположен в левой части моторного отсека. На корпусе фильтра нанесена стрелка, которая должна совпадать с направлением движения топлива.

Топливная рампа служит для подачи топлива к форсункам и закреплена на впускном коллекторе.

Топливная рампа в сборе: 1 - регулятор давления топлива; 2 - форсунки; 3 - топливная рампа

На ней находятся штуцер для контроля давления топлива (со стороны, обращенной к моторному щиту) и регулятор давления. Последний изменяет давление в топливной рампе в пределах от 2,8 до 3,2 бар (2,8–3,2 атм) в зависимости от разрежения в ресивере, поддерживая постоянный перепад давления между ними. Это необходимо для точного дозирования топлива форсунками.

Форсунки представляют собой электромагнитные клапаны, пропускающие топливо при подаче напряжения и запирающиеся под действием возвратной пружины при обесточивании. На выходе форсунки имеется распылитель, через который топливо впрыскивается во впускную трубу. Форсунки уплотнены в рампе резиновыми кольцами, их рекомендуется заменять при каждом демонтаже форсунки.

Управляет форсунками контроллер системы впрыска. При обрыве или замыкании в обмотке форсунку следует заменить. При засорении форсунки можно промыть на специальном стенде СТО без их демонтажа.

Система впуска воздуха: 1 - ресивер; 2 - дроссельный патрубок с электроприводом; 3 - шланг впускной трубы;
4 - датчик массового расхода воздуха; 5 - воздушный фильтр

Пластмассовый корпус воздушного фильтра установлен в задней правой части моторного отсека на трех резиновых держателях. Фильтрующий элемент – бумажный.

Элементы подвода воздуха к дроссельному узлу: 1 - воздушный фильтр; 2 - корпус датчика массового расхода воздуха; 3 - гофрированный резиновый рукав; 4 - воздухозаборник

После фильтра воздух проходит через датчик массового расхода воздуха и попадает во впускной шланг, ведущий к дроссельному узлу.

Читайте также: