Głównym silnikiem montowanym w większości samochodów jest 2108. Dlatego też książka opisuje dalej strukturę tego silnika i podaje jego cechy (jeśli istnieją) zespoły i części silników 21081 i 21083.
Silnik 2108 to czterosuwowy, gaźnikowy, czterocylindrowy silnik z pionowymi cylindrami w układzie rzędowym i górnym wałkiem rozrządu. Silnik zaprojektowano specjalnie do montażu poprzecznego w pojeździe z napędem na przednie koła. Dlatego jest on maksymalnie ściśnięty na długość, a jego układ i główne wymiary dobrane są tak, aby można go było umieścić wraz ze skrzynią biegów poprzecznie pomiędzy błotnikami przednich kół.
Podczas projektowania silnika szczególną uwagę zwrócono na zmniejszenie jego masy i poprawę oszczędności paliwa, a także na spełnienie wymogów ochrony środowiska - obniżenie toksyczności spalin. Dobra wydajność masowa (92 kg dla silnika 2108 i 95 kg dla 21083) osiągnięto dzięki racjonalnemu rozmieszczeniu silnika i zastosowaniu nowych rozwiązań konstrukcyjnych: zamontowaniu oryginalnej pompy olejowej z bezpośrednim napędem od wału korbowego, kompaktowemu napędowi zaworów itp.
Rozwiązanie złożonego problemu poprawy oszczędności paliwa i jednoczesnego osiągnięcia maksymalnej mocy silnika udało się osiągnąć dzięki wielu zabiegom. Obejmowało to udoskonalenie kształtu komory spalania przy wysokim stopniu sprężania (9,9), dobór faz rozrządu, profilu wałka rozrządu oraz odkrycie nowej konstrukcji gaźnika i urządzeń zapłonowych z najkorzystniejszymi regulacjami.
Tekst został skopiowany z zasobu online VAZbook
Kompletny ze skrzynią biegów (rysunek 8) i sprzęgłem (znajduje się w skrzyni korbowej 3) silnik 4 tworzy pojedynczą sztywną jednostkę – zespół napędowy. Takie rozwiązanie konstrukcyjne upraszcza proces montażu przenośnika wagonu, gdyż zespół napędowy można zmontować oddzielnie, a następnie zainstalować jako zespół na wagonie.
Rysunek 8. Jednostka napędowa (strzałki pokazują zaciski służące do podwieszania jednostki napędowej):
1 - skrzynia biegów; 2 - rozrusznik; 3 - obudowa sprzęgła; 4 - silnik; 5 - generator; 6 - filtr powietrza; 7 - korek wlewu oleju; 8 - pompa paliwa; 9 - czujnik rozdzielacza zapłonu; 10 - termostat.
Wszystkie elementy silnika wymagające konserwacji podczas eksploatacji pojazdu znajdują się w miejscu łatwo dostępnym: na górze lub po lewej stronie silnika, która jest stroną przednią ze względu na poprzeczne położenie w pojeździe. Po lewej stronie znajdują się świece zapłonowe, alternator 5, rozrusznik 2 i bagnet poziomu oleju. Filtr powietrza 6 i czujnik rozdzielacza zapłonu 9 znajdują się na górze. Pompa paliwa 8 jest również zamontowana na górze, ale po prawej stronie silnika (tył, jeśli spojrzysz w kierunku ruchu samochodu). Takie umiejscowienie pompy paliwa zmniejsza ryzyko pożaru w razie wypadku spowodowanego uszkodzeniem przewodów paliwowych.
Cylindry silnika połączone są z górną częścią skrzyni korbowej i stanowią jeden odlew – blok cylindrów 3 (rysunek 9). Takie rozwiązanie zapewnia wytrzymałość, sztywność i zwartość konstrukcji oraz zmniejsza wagę silnika. Dolną część bloku cylindrów przykrywa tłoczona stalowa miska olejowa 1, która pełni również funkcję zbiornika oleju. Pomiędzy miską olejową a blokiem cylindrów znajduje się uszczelka wykonana z mieszanki korka i gumy.
Rysunek 9. Przekrój podłużny silnika:
1 - skrzynia korbowa; 2 - pompa olejowa; blok 3-cylindrowy; 4 - pasek napędowy wałka rozrządu; 5 - głowica cylindra; 6 - pokrywa głowicy cylindra; 7 - wałek rozrządu; 8 - pompa paliwa; 9 - czujnik rozdzielacza zapłonu; 10 - tłok; 11 - korbowód; 12 - koło zamachowe; 13 - wał korbowy; 14 - pokrywa łożyska głównego.
Na bloku cylindrów zamontowana jest typowa głowica aluminiowa 5 dla czterech cylindrów, w której znajdują się komory spalania, mechanizm zaworowy i kanały gazowe. Pomiędzy głowicą a blokiem cylindrów znajduje się uszczelka metalowo-azbestowa. Każdy cylinder ma jeden zawór dolotowy i jeden wydechowy, które są uruchamiane przez wałek rozrządu zamontowany na głowicy cylindra. Umiejscowienie wałka rozrządu w głowicy pozwala na zmniejszenie ciężaru ruchomych elementów, co gwarantuje wysoką niezawodność mechanizmu rozrządu zaworowego przy dużych prędkościach obrotowych wału korbowego silnika.
Wałek rozrządu 7 napędzany jest od wału korbowego za pomocą specjalnego paska zębatego z mimośrodowym napinaczem rolkowym. Zaletami takiego napędu są prostota konstrukcji, mniejsza masa w porównaniu do innych typów przekładni i mniejszy hałas silnika. Napęd pasowy jest przykryty z przodu plastikową osłoną, a z tyłu stalową osłoną.
Wał korbowy 13, żeliwny, pięciołożyskowy. Ten typ wału jest tańszy od wału kutego i ma dłuższą żywotność. Pięć podpór zapewnia wysoką sztywność. Ugina się mniej, co stwarza lepsze warunki pracy łożysk. Duże średnice czopów wału (51 mm dla czopów głównych i 48 mm dla czopów korbowodu) zmniejszają obciążenie łożysk, a tym samym zmniejszają zużycie czopów i panewek łożyskowych oraz zwiększają trwałość wału korbowego. Końce wału korbowego uszczelnione są samouszczelniającymi uszczelkami gumowymi.
Tłoki 10 są wykonane z odlewu aluminiowego, posiadają dwa pierścienie uszczelniające i jeden pierścień zgarniający olej. Sworzeń tłokowy jest wciśnięty w górną głowicę korbowodu i może się swobodnie obracać w piastach tłoka. Korbowody 11 - stal kuta.
Układ smarowania silnika - łączony (pod ciśnieniem i rozpryskiwaniem). Główne łożyska i łożyska korbowodu wału korbowego oraz podpory wałka rozrządu są smarowane pod ciśnieniem. Cechą charakterystyczną układu smarowania jest oryginalna pompa olejowa z przekładnią wewnętrzną. Pompa napędzana jest bezpośrednio przez wał korbowy, na którego przednim końcu zamontowane jest koło napędowe pompy. Filtr oleju 2 (rysunek 10) z elementem filtrującym wykonanym ze specjalnej tektury, pełnoprzepływowy, tzn. cały olej stosowany do smarowania silnika przechodzi przez filtr. Olej stosowany do smarowania silników zawiera kompleks dodatków, które nadają olejowi wysokie właściwości smarne, odporność na utlenianie i umożliwiają pracę w szerokim zakresie temperatur.
Rys. 10. Przekrój silnika:
1 - blok cylindrów; 2 - filtr oleju; 3 pompa płynu chłodzącego; 4 kolektor wydechowy; 5 - kolektor dolotowy; 6 - gaźnik; 7 - filtr powietrza; 8 - przewód układu odpowietrzania skrzyni korbowej; 9 - głowica cylindra; 10 generator; 11 - odbiornik pompy olejowej.
Układ chłodzenia jest cieczowy, zamknięty, wypełniony specjalnym płynem chłodzącym, który zawiera dodatki antykorozyjne i przeciwpienne, a zamarza tylko w niskich temperaturach. Termostat wypełniony materiałem stałym utrzymuje stałą temperaturę silnika. Aby zmniejszyć masę, chłodnica ma zbiorniki z tworzywa sztucznego i rdzeń aluminiowy. Powietrze jest wtłaczane do chłodnicy przez czterołopatkowy wentylator z tworzywa sztucznego z napędem elektrycznym. System pracuje w wyższych temperaturach niż poprzednie silniki. Temperatury początkowe i całkowitego otwarcia głównego zaworu termostatycznego wynoszą odpowiednio 87 i 102°C. Pompa płynu chłodzącego 3 jest pompą odśrodkową, umieszczoną bezpośrednio w bloku cylindrów i obracającą się za pomocą tego samego napędu pasowego co wałek rozrządu.
Układ paliwowy obejmuje filtr powietrza, pompę paliwa, zbiornik paliwa i gaźnik. Filtr powietrza nr 7 jest typu suchego, wyposażony w termostat i wymienny element filtrujący wykonany ze specjalnej tektury, który posiada wstępny filtr wykonany z wełny nylonowej.
Membranowa pompa paliwa z filtrem siatkowym i ręczną dźwignią pompowania paliwa. Aby zwiększyć niezawodność zasilania paliwem, układ paliwowy wyposażono w odpływ nadmiaru paliwa z gaźnika z powrotem do zbiornika. Dodatkowo układ paliwowy posiada dokładny filtr i separator oparów benzyny, który zapobiega przedostawaniu się oparów do atmosfery.
Gaźnik 6 to nowa konstrukcja, emulsyjna, dwukomorowa, ze spadkowym przepływem i sekwencyjnym otwieraniem przepustnic. Posiada zrównoważoną komorę pływakową, układ odsysania gazów ze skrzyni korbowej za przepustnicą, ekonomizer trybu power z napędem pneumatycznym, pompę przyspieszającą z membraną, ekonomizer wymuszonego biegu jałowego ze sterowaniem elektronicznym uwzględniającym prędkość obrotową wału korbowego oraz urządzenie rozruchowe z napędem pneumatycznym. Przepustnica gaźnika i zawory powietrza napędzane są linkami.
Układ zapłonowy - elektroniczny, bezstykowy, wysokoenergetyczny. Zapewnia niezawodne wytwarzanie iskry przy każdej prędkości wału korbowego.
Silnik jako całość charakteryzuje się wysoką niezawodnością i trwałością. Zastosowanie cienkościennego żeliwnego bloku cylindrów, pięciołożyskowego wału korbowego z rozwiniętymi czopami oraz cienkościennych stalowo-aluminiowych panewek łożyskowych wału korbowego gwarantuje przejechanie co najmniej 125 tys. km pojazdu przed większymi naprawami.