Silnik VAZ-21213: 1 – wskaźnik poziomu oleju; 2 – korbowód; 3 – korek spustowy miski olejowej; 4 – pompa olejowa; 5 – koło napędowe pompy olejowej; 6 – wał napędowy pompy oleju; 7 – panewka głównego łożyska wału korbowego; 8 – wał korbowy; 9 – przedni uszczelniacz wału korbowego; 10 – nakrętka mocująca koło pasowe; 11 – koło pasowe wału korbowego; 12 – pasek napędowy pompy płynu chłodzącego; 13 – koło zębate wału korbowego; 14 – koło zębate napędu pompy oleju; 15 – koło pasowe generatora; 16 – pokrywa napędu wałka rozrządu; 17 – napinacz łańcucha; 18 – wirnik wentylatora; 19 – łańcuch napędowy wałka rozrządu; 20 – zawór wydechowy; 21 – zawór wlotowy; 22 – koło zębate wałka rozrządu; 23 – obudowa łożyska wałka rozrządu; 24 – wałek rozrządu; 25 – sprężyny zaworowe; 26 – pokrywa głowicy cylindra; 27 – korek wlewu oleju; 28 – dźwignia zaworu (wahacz); 29 – śruba regulacyjna; 30 – głowica cylindra; 31 – czujnik wskaźnika temperatury płynu chłodzącego; 32 – świeca zapłonowa; 33 – uszczelka głowicy cylindra; 34 – tłok; 35 – tylny uchwyt uszczelniacza olejowego; 36 – tylny uszczelniacz olejowy wału korbowego; 37 – pierścień oporowy wału korbowego; 38 – pokrywa łożyska głównego; 39 – koło zamachowe; 40 – blok cylindrów; 41 – pokrywa obudowy sprzęgła; 42 – miska olejowa.
Benzynowy, czterosuwowy, czterocylindrowy, ośmiozaworowy, rzędowy, z górnym wałkiem rozrządu. Układ paliwowy jest gaźnikowy. Kolejność zapłonu w cylindrach jest następująca: 1–3–4–2, licząc od koła pasowego wału korbowego.
Silnik wraz ze skrzynią biegów i sprzęgłem tworzą jednostkę napędową - pojedynczy blok, zamocowany w komorze silnika na trzech sprężystych gumowo-metalowych podporach.
Po prawej stronie silnika (w kierunku samochodu) znajduje się: rura dolotowa i kolektor wydechowy z układem recyrkulacji spalin, alternator, termostat, rozrusznik (na obudowie sprzęgła), gaźnik i obudowę filtra powietrza. Po lewej stronie znajdują się: czujnik-rozdzielacz zapłonu (zegar), świece i przewody wysokiego napięcia, wskaźnik poziomu oleju, filtr oleju, pompa paliwa, czujniki temperatury silnika i ciśnienia oleju. Z przodu: napęd pompy cieczy chłodzącej i alternatora (pasek klinowy), wirnik wentylatora.
Blok cylindrów odlany jest ze specjalnego żeliwa niskostopowego, cylindry są wiercone bezpośrednio w bloku. Średnica nominalna wynosi 82 mm, podczas naprawy może zostać zwiększona o 0,4 lub 0,8 mm. Klasa cylindra oznaczana jest literami łacińskimi na dolnej płaszczyźnie bloku zgodnie ze średnicą cylindra w mm: A – 82,00–82,01, B – 82,01–82,02, C – 82,02–82,03, D – 82,03–82,04, E – 82,04–82,05. Maksymalne dopuszczalne zużycie cylindra wynosi 0,15 mm na średnicę.
Na dole bloku cylindrów znajdują się 5 głównych łożysk podporowych z demontowalnymi pokrywami, które są przymocowane do bloku za pomocą specjalnych śrub. Otwory w bloku cylindrów pod łożyska są obrabiane maszynowo, gdy zamontowane są pokrywy, dlatego pokrywy nie są zamienne i dla ułatwienia ich rozróżnienia są oznaczone znakami na zewnętrznej powierzchni. W tylnej podporze znajdują się gniazda na półpierścienie oporowe, które zapobiegają osiowemu ruchowi wału korbowego. Z przodu zamontowano półpierścień stalowo-aluminiowy (kolor biały), a z tyłu – metalowo-ceramiczne (żółte). W tym przypadku rowki na nich powinny być skierowane w stronę wału korbowego. Półpierścienie dostarczane są w rozmiarach nominalnych oraz w rozmiarach zwiększonych o 0,127 mm. Jeżeli luz osiowy wału korbowego przekracza 0,06–0,26 mm, należy wymienić jeden lub oba półpierścienie (maksymalny luz dopuszczalny w czasie pracy wynosi 0,35 mm).
Panewki łożyska głównego i korbowodu są cienkościenne, wykonane ze stali i aluminium. Górne panewki łożysk głównych (zamontowany w bloku cylindrów) podpory 1, 2, 4 i 5 – z rowkiem na powierzchni wewnętrznej. Dolne panewki głównego łożyska oraz górna panewka trzeciego łożyska podporowego nie posiadają rowka, podobnie jak panewki łożyska korbowodu. Tuleje naprawcze produkowane są do czopów wału korbowego zmniejszonych o 0,25, 0,5, 0,75 i 1,00 mm. Nominalny obliczeniowy luz średnicowy między czopami wału korbowego a panewkami łożysk powinien wynosić 0,026–0,073 mm dla łożysk głównych i 0,02–0,07 mm dla łożysk korbowodu; maksymalny dopuszczalny luz między czopami i panewkami wynosi odpowiednio 0,15 mm i 0,1 mm.
Wał korbowy wykonany jest z wytrzymałego żeliwa i posiada 5 czopów głównych oraz 4 czopy korbowodowe. Wał wyposażony jest w osiem przeciwwag, odlanych integralnie z wałem (całkowicie zrównoważony). Aby dostarczyć olej z czopów głównych do czopów korbowodowych, wierci się w nich kanały, zamykane przy pomocy wciskanych i uszczelnianych korków. Kanały te służą również do oczyszczania oleju: pod wpływem siły odśrodkowej cząstki stałe i żywice, które przedostały się przez filtr, zostają odrzucone w kierunku świec zapłonowych. Dlatego przy naprawie wału i wyważaniu należy pamiętać o oczyszczeniu kanałów z nagromadzonych osadów. Wtyczek nie można używać ponownie, należy je wymienić na nowe.
Na przednim końcu wału korbowego (nosie) na wpuście segmentowym zamontowane jest koło zębate rozrządu i koło pasowe do napędzania generatora i pompy płynu chłodzącego. Koło pasowe jest zaciśnięte pomiędzy nakrętką na przednim końcu wału i zębatką. Przedni uszczelniacz wału korbowego, zamontowany w pokrywie napędu wałka rozrządu, odlany ze stopu aluminium, porusza się po jego powierzchni. Tylny uszczelniacz olejowy jest wciśnięty w uchwyt, również odlany ze stopu aluminium, który jest przymocowany do tylnego końca bloku cylindrów. Uszczelnienie działa na powierzchni kołnierza wału korbowego. Przednie łożysko wałka wejściowego skrzyni biegów jest wciśnięte w tylny koniec wału korbowego.
Koło zamachowe jest przymocowane do kołnierza wału korbowego za pomocą sześciu śrub samoblokujących z użyciem wspólnej podkładki. Wykonany jest z żeliwa i posiada tłoczony pierścień zębaty ze stali, umożliwiający uruchomienie silnika za pomocą rozrusznika. Koło zamachowe montuje się tak, aby stożkowaty otwór znajdujący się w pobliżu jego korony znajdował się naprzeciwko czopa korbowego czwartego cylindra - jest to niezbędne do określenia GMP po złożeniu silnika.
Korbowody wykonane są ze stali, o przekroju I, obrabiane maszynowo razem z pokrywkami. Aby uniknąć pomylenia pokryw podczas montażu, na nich, podobnie jak na korbowodach, wybija się numer cylindra (powinien znajdować się po jednej stronie korbowodu i pokrywy). W otwory w dolnej głowicy korbowodu wciska się specjalne śruby; przy demontażu należy uważać, aby nie wybić ich z głowicy. W górną głowicę korbowodu wciśnięta jest tuleja stalowo-brązowa. Ze względu na średnicę korbowody dzieli się na trzy klasy z krokiem co 0,004 mm. Numer klasy wybity jest na pokrywie korbowodu. Korbowody dzieli się także na klasy według masy, która jest oznaczana farbą lub literą na pokrywie korbowodu. Wszystkie korbowody silnika muszą mieć tę samą klasę wagową.
Sworzeń tłokowy – stalowy, profil rurowy, typ pływający (obraca się swobodnie w piastach tłoka i głowicy korbowodu), zabezpieczenie przed wypadnięciem zapewniają dwa pierścienie sprężynowe umieszczone w rowkach piast tłoka. Wyróżnia się trzy klasy palców ze względu na ich średnicę zewnętrzną (przez 0,004 mm), które są oznaczone farbą: 1 – niebieski (najcieńszy), 2 – zielony, 3 – czerwony.
Tłok wykonany jest ze stopu aluminium. Płaszcz tłoka ma złożony kształt: w przekroju podłużnym jest stożkowy, a w przekroju poprzecznym owalny. W górnej części tłoka wyfrezowane są trzy rowki pod pierścienie tłokowe. Rowek pierścienia zgarniającego olej posiada otwory służące do doprowadzania oleju zebranego przez pierścień ze ścianek cylindra do sworznia tłokowego. Otwór na sworzeń tłokowy jest przesunięty o 1,2 mm od płaszczyzny średnicy tłoka, dlatego podczas montażu tłoka należy kierować się strzałką wytłoczoną na jego spodzie: powinna ona być skierowana w stronę koła pasowego wału korbowego.
Według średnicy zewnętrznej (mierzona w płaszczyźnie prostopadłej do osi sworznia tłokowego, w odległości 55 mm od dna tłoka) tłoki, podobnie jak cylindry, dzielą się na 5 klas (oznaczenie literowe na dole). Średnica tłoka w mm (dla rozmiaru nominalnego): A – 81,965–81,975, B – 81,975–81,985, C – 81,985–81,995, D – 81,995–82,005, E – 82,005–82,015. Części zamienne obejmują tłoki klas A, C i E (rozmiary nominalne i naprawcze), co jest w zupełności wystarczające do doboru tłoka do cylindra: obliczona szczelina średnicowa między nimi wynosi 0,025–0,045 mm, a maksymalna dopuszczalna szczelina podczas zużycia wynosi 0,15 mm. Nie zaleca się montażu nowego tłoka w zużytym cylindrze bez jego rozwiercenia: rowek pod górny pierścień tłokowy w nowym tłoku może być nieco wyższy niż w starym, a pierścień pęknie na "stopniu", który powstanie w górnej części cylindra w miarę jego zużycia. Tłoki o rozmiarach naprawczych mają na spodzie wytłoczony trójkąt (zwiększenie średnicy o 0,4 mm) lub kwadratowy (zwiększenie średnicy o 0,8 mm).
Ze względu na średnicę otworu (w mm) na sworzeń tłokowy tłoki dzielą się na 3 klasy: 1 – 21,978–21,982, 2 – 21,982–21,986, 3 – 21,986–21,990. Numer klasy wybity jest również na spodzie tłoka. Nowy sworzeń, tłok i korbowód muszą być tej samej klasy. Podczas wymiany należy dobrać części: sworzeń, nasmarowany olejem silnikowym, musi wejść w otwór w tłoku i górnej głowicy korbowodu siłą ręki, a nie wypaść z nich pod wpływem własnego ciężaru.
Tłoki silnika 21213 są produkowane w tej samej klasie wagowej, dlatego nie ma potrzeby ich oddzielnego dobierania.
Pierścienie tłokowe umieszczone są w rowkach tłoka. Dwa górne pierścienie są pierścieniami kompresyjnymi. Zapobiegają przedostawaniu się gazów do skrzyni korbowej silnika i pomagają odprowadzać ciepło z tłoka do cylindra. Dolny pierścień jest zgarniaczem oleju. Olej zbierany ze ścianek cylindra trafia do otworów w piastach tłoka i służy do smarowania sworznia tłokowego.
Odległość między pierścieniami tłokowymi a rowkami na tłoku mierzy się za pomocą szczelinomierzy. Luz nominalny: dla pierścienia uszczelniającego górnego – 0,04–0,07 mm, dla dolnego – 0,03–0,06 mm, dla zgarniacza oleju – 0,02–0,05 mm. Maksymalne dopuszczalne szczeliny podczas noszenia wynoszą 0,15 mm. Szczelinę w pierścieniu blokującym mierzy się poprzez włożenie pierścieni do specjalnego przyrządu pomiarowego lub do cylindra silnika i wyrównanie ich z dnem tłoka. Szczelina w zamku dla wszystkich kółek powinna wynosić 0,25–0,45 mm.
Głowica cylindra wykonana jest ze stopu aluminium i jest wspólna dla wszystkich czterech cylindrów. Jest on osadzony na bloku cylindrów za pomocą dwóch tulei i zabezpieczony 11 śrubami. Jeżeli długość pręta śrubowego przekracza 120 mm, należy go wymienić na nowy. Pomiędzy blokiem a głowicą zamontowano uszczelkę wzmacnianą metalem, która nie ulega skurczowi. Jego ponowne wykorzystanie jest niedozwolone.
Aluminiowa obudowa łożyska wałka rozrządu jest przymocowana do górnej części głowicy cylindra za pomocą dziewięciu szpilek. Opiera się ona na dwóch tulejach umieszczonych na zewnętrznych trzpieniach.
Wałek rozrządu – żeliwny, pięciołożyskowy, z wybielonymi krzywkami; napędzany jest dwurzędowym łańcuchem od koła zębatego wału korbowego. Ruch osiowy jest ograniczony przez kołnierz oporowy, który wchodzi w rowek przedniego czopu podporowego wału. Aby zapewnić prawidłowy montaż wałka rozrządu względem wału korbowego, na kołach zębatych znajdują się znaki. Jeżeli znak na kole pasowym wału korbowego pokrywa się ze znakiem na pokrywie napędu wałka rozrządu, wówczas znak na kole zębatym wałka rozrządu powinien pokrywać się z występem na obudowie łożyska. Koło zębate wałka rozrządu montuje się tylko w jednym położeniu i dokręca śrubą z podporą i podkładkami blokującymi. Wąs tego ostatniego wchodzi w otwór w zębatce, a jego boczna część wygina się na krawędzi nakrętki.
Gniazda zaworów i tuleje prowadzące są wykonane z żeliwa i wtłoczone w głowicę cylindra. W skład części zamiennych wchodzą tuleje naprawcze o średnicy zewnętrznej zwiększonej o 0,2 mm. Otwory w tulejach po sprasowaniu obrabia się ostatecznie rozwiertakiem. Średnica otworu tulei zaworu wlotowego wynosi 8,022–8,040 mm, a średnica otworu tulei zaworu wylotowego wynosi 8,029–8,047 mm. Na wewnętrznej powierzchni tulei wykonane są rowki służące do smarowania: w przypadku tulei zaworów wlotowych – na całej długości, w przypadku tulei zaworów wylotowych – do połowy długości otworu. Na tulejach umieszczane są zaślepki odcinające wyciek oleju (uszczelki zaworowe) wykonany z gumy odpornej na olej, ze sprężyną na bransolecie stalowej.
Zawory - stalowe; wylot - z głowicą wykonaną ze stali żaroodpornej z fazą spawaną. Są one ułożone w rzędzie nachylonym do płaszczyzny przechodzącej przez osie cylindrów. Płytka zaworu dolotowego jest szersza (37 mm) od płytki zaworu wydechowego (31,5 mm). Zawory są napędzane z krzywek wałka rozrządu za pomocą dźwigni ("wahaczy"). Jeden koniec dźwigni opiera się na kulistej głowicy śruby regulacyjnej, a drugi koniec działa na koniec trzonu zaworu. Dźwignie są dociskane do łbów śrub za pomocą sprężyn, które wchodzą w rowki na łbach dźwigni. Zawór zamyka się pod wpływem działania dwóch sprężyn o przeciwnych uzwojeniach, zamontowanych współosiowo.
Ich dolne końce spoczywają na podkładkach podtrzymujących, a górne na płytce, która jest zamocowana za pomocą dwóch stożkowych szczypiec, wchodzących w rowek na końcu trzonka zaworu. Luz w napędzie zaworu (0,15 mm dla wlotu i 0,20 mm dla wylotu) reguluje się poprzez wkręcanie lub wykręcanie śruby regulacyjnej, która po zakończeniu regulacji zostaje zablokowana nakrętką zabezpieczającą.
W celu zmniejszenia drgań łańcucha rozrządu na jego lewej gałęzi, między kołem zębatym wałka napędowego pompy oleju a kołem zębatym wałka rozrządu, na dwóch śrubach zamontowano tłumik drgań z tworzywa sztucznego. Aby zapobiec wpadnięciu łańcucha do skrzyni korbowej silnika podczas demontażu koła zębatego wałka rozrządu, w blok cylindrów wkręca się sworzeń ograniczający po prawej stronie koła zębatego wału korbowego. Prawa gałąź łańcucha napinana jest za pomocą półautomatycznego napinacza sprężynowego zamontowanego na dwóch szpilkach w głowicy cylindra. Aby naciągnąć łańcuch należy poluzować nakrętkę napinacza i obrócić wał korbowy silnika. W tym przypadku tłok napinacza, pod wpływem sprężyny, opiera się o gumowo-metalową część szczęki, napinając łańcuch. Po dokonaniu regulacji dokręcamy nakrętkę. Szarpnięcia i niewielkie drgania łańcucha podczas pracy tłumione są przez mechanizm popychacza napinacza, który zapewnia, że jego końcówka pod obciążeniem cofnie się o 0,2–0,5 mm. Napinacz obraca się wokół osi przykręconej do bloku cylindrów.
Łańcuch rozrządu napędza również wałek napędowy pompy oleju i paliwa, a także czujnik rozdzielacza zapłonu. Mocowanie koła zębatego jest podobne do mocowania koła zębatego wałka rozrządu. Rozmiary gwiazd są również takie same.
Wał obraca się w tulejach w bloku cylindrów i jest zabezpieczony przed ruchem osiowym za pomocą kołnierza oporowego, który pasuje do rowka na przednim czopie. Pierścień zębaty wału zazębia się z kołem zębatym napędu pompy olejowej i czujnikiem rozdzielacza zapłonu, zamontowanymi pionowo w tulei w rowku bloku cylindrów. Koło zębate ma podłużny otwór z wielowypustem, do którego wchodzi od dołu wielowypustowy koniec wałka pompy oleju, a od góry wielowypustowy koniec wałka rozdzielacza zapłonu.
Pompa olejowa - zębata, jednostopniowa, z zaworem redukcyjnym; zamontowany w obudowie przymocowanej do dolnej części bloku cylindrów. Rura dolotowa wykonana jest jako jedna całość z dolną częścią obudowy i pokryta jest tłoczoną perforowaną siatką służącą do wstępnego oczyszczania oleju z zanieczyszczeń mechanicznych. Luzy nominalne: między zębami kół zębatych – 0,15 mm, między zębami kół zębatych (według średnicy zewnętrznej) i ściankami obudowy pompy - 0,11–0,18 mm, między końcami kół zębatych a płaszczyzną obudowy - 0,066–0,161 mm; maksymalne odstępy wynoszą odpowiednio 0,25 mm, 0,25 mm i 0,20 mm (mierzone za pomocą zestawu szczelinomierzy). Luzy nominalne pomiędzy kołem napędzanym a jego osią wynoszą 0,017–0,057 mm, pomiędzy wałem pompy a otworem w obudowie – 0,016–0,055 mm; maksymalne dopuszczalne odstępy – 0,10 mm (są określane poprzez pomiar części).
Smarowanie silnika odbywa się w sposób łączony: smarowane są pod ciśnieniem panewki główne i korbowodowe, pary łożysko-czopy wałka rozrządu, panewki wału (tuleje) oraz koła napędowe pompy oleju; olej jest rozpylany na ścianki cylindra (następnie do pierścieni tłokowych i sworzni), do pary wałka rozrządu, dźwigni rozrządu i trzonków zaworów; pozostałe jednostki smarowane są grawitacyjnie. Filtr oleju jest pełnoprzepływowy, nierozłączny, z zaworami obejściowymi i przeciwodpływowymi.
Układ wentylacji skrzyni korbowej jest zamknięty, wymuszony, z odsysaniem gazów przez separator oleju.
Układy paliwowy, chłodzenia, wydechowy i zapłonowy opisano w odpowiednich rozdziałach.