Двигатель ВАЗ-21214 (инжекторный)

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)

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

Порядок работы цилиндров: 1–3–4–2, отсчет – от шкива коленчатого вала.
Система питания – распределенный впрыск, управление двигателем – контроллер «BOSCH MP7.0» (нормы токсичности Евро-2). В системе выпуска установлен каталитический нейтрализатор.

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.

Видео

Топливная система
(система питания инжекторного двигателя)

Схема системы питания двигателя с распределенным впрыском топлива

1 – форсунки;
2 – колпачок штуцера контроля давления топлива;
3 – регулятор давления топлива;
4 – топливная рампа;
5 – шланг для отсоса паров бензина из адсорбера;
6 – адсорбер с электромагнитным клапаном;
7 – дроссельный узел;
8 – двухходовой клапан;
9 – гравитационный клапан;
10 – предохранительный клапан;
11 – пробка;

12 – наливная труба;
13 – шланг топливного бака и наливной трубы;
14 – шланг наливной трубы;
15 – шланги сепаратора;
16 – сепаратор;
17 – датчик уровня топлива;
18 – электробензонасос;
19 – топливный бак;
20 – топливный фильтр;
21 – сливной топливопровод;
22 – подающий топливопровод.

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.

Регулятор давления топлива представляет собой топливный клапан, соединенный с подпружиненной диафрагмой. Под действием пружины клапан закрыт. Диафрагма делит полость регулятора на две изолированные камеры – «топливную» и «воздушную». «Воздушная» соединена вакуумным шлангом с ресивером, а «топливная» – непосредственно с полостью рампы. При работе двигателя разрежение, преодолевая сопротивление пружины, стремится втянуть диафрагму, открывая клапан. С другой стороны на диафрагму давит топливо, также сжимая пружину. В результате клапан открывается, и часть топлива стравливается через сливной трубопровод обратно в бак. При нажатии на педаль «газа» разрежение за дроссельной заслонкой уменьшается, диафрагма под действием пружины прикрывает клапан, и давление топлива возрастает. Если же дроссельная заслонка закрыта, разрежение за ней максимально, диафрагма сильнее оттягивает клапан – давление топлива снижается. Перепад давлений задается жесткостью пружины и размерами отверстия клапана, регулировке не подлежит. Регулятор давления – неразборный, при выходе из строя его заменяют.

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.

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.

Дроссельный узел закреплен на ресивере. Нажимая на педаль «газа», водитель приоткрывает дроссельную заслонку, изменяя количество поступающего в двигатель воздуха, а значит, и горючей смеси – ведь подача топлива рассчитывается контроллером в зависимости от расхода воздуха. Когда двигатель работает на холостом ходу, и дроссельная заслонка закрыта, воздух поступает через регулятор холостого хода – дозирующий клапан, управляемый контроллером. Последний, изменяя количество подаваемого воздуха, поддерживает заданные обороты холостого хода. Регулятор – неразборный, при выходе из строя его заменяют.

Видео

Слабый мотор

Обзор двигателей на авто, мото, водной и садовой технике в помощь при выборе, эксплуатации и ремонте моторов

Слабые места и недостатки двигателя ВАЗ 21214

Двигатель ВАЗ 21214 разработан ВАЗ для внедорожных автомобилей собственного производства «Нива». Конструкция ДВС разработана на основе двигателя 21213 с применением деталей и сборочных единиц входящих в спецификацию 2112. В модификациях, отдельные узлы взяты с двигателя 2123. ДВС отличается от 21213 наличием: инжектора (в сборе); катализатора; гидравлических компенсаторов клапанов ГРМ; гидроусилителя руля; доработанных под инжектор сборочных единиц двигателя. В серию запущен в 1994 году, в дальнейшем включая модификации, применялся в сборке внедорожников ВАЗ «Нива» (2121, 21213, 21214, 2131) и «Надежда» 2120.

Изначально, не модифицированная модель двигателя имела централизованный впрыск топлива с одной форсунки (во впускном коллекторе) в 4 цилиндра. Первая модификация движка 21214-10 получила распределенный впрыск с четырех индивидуальных форсунок (по 1 на цилиндр), с контроллером Bosch MP7.0 и соответствие Евро 2. С переходом на Евро 3 и установкой гидрокомпенсаторов в клапанном механизме повлекло за собой дальнейшую доработку ДВС. С применением определенных новшеств выпускались следующие очередные модификации мотора.

Модификации двигателя ВАЗ 21214 и их отличия

Модификация мотора	Наличие ГУР	Выпускной коллектор	Класс экологичности ЕВРО
21214-41	+	сварен из нерж. стали	3
21214-34	_	литой из чугуна
21214-33	+
21214-32*
21214-31		сварен из нерж. стали	4
21214-30	—

*21214-32 – имеет топливные трубки с быстрыми разъемами, маховик под сцепление 215 мм (на остальных моделях на 200 мм).

Геометрия блока цилиндров 21214 и 21213 одна и та же. Гильзы в цилиндрах не предусмотрены. Из-за применения эжектора изменена конфигурация передней крышки двигателя для монтажа датчика положения коленчатого вала. Для монтажа ГУР на блоке сделано отверстие для установки кронштейна, дополнительно, имеется резьбовое отверстие для установки датчика детонации, а также резьбовые отверстия со шпильками для монтажа кронштейна модуля зажигания.

ШПГ досталась от 21213 . Коленвал 21213-1005015 задает ход поршня – 80мм. Шкив коленвала отличается наличием зубьев по наружному диаметру для работы датчика положения коленчатого вала. Последние модели ДВС оснащены демпфирующим шкивом (21214-1005058-10). Наличие демпфера позволило снизить нагрузки на коленчатом валу для исключения срезания шпонки, а также сделать работу менее шумной.

Головка цилиндров 21214-1003011-30 (36) доработана из головки от 21213. Для доработки потребовалось ввести отверстия для установки датчика фаз и шпилек для монтажа впускного ресивера. Для установки гидрокомпенсаторов в головке отлиты приливы в которых выполнены резьбовые отверстия. С введением гидрокомпенсаторов тепловых зазоров в конструкции головки упразднены регулировочные болты. По отдельным трубкам к гидрокомпенсаторам поступает масло под давлением. Имеются два вида головок: российские 21214-1003015 и канадские 21214-1003015-30. Отличие головок следующие: у первых, диаметр резьб в отверстиях под гидрокомпенсаторы М18/1,5, колодцы под гидрокомпенсаторы не имеют дренажных отверстий; у вторых, отверстия М24х1,5, а колодцы с дренажными отверстиями (маркировка выполнена в отливке). Взаимозаменяемость головок, как и гидроопор старой и новой конструкции не возможна.
Применена новая масляная рампа 21214-1007180-30 из нержавеющей стали, подводящая масло к гидрокомпенсаторам. Взаимозаменяемость с рампой 21214-1007180 сохранилась.

Рычаги клапанов 21214-1007116-30 в отличие от предыдущих 2101-1007116, имеют меньший радиус (11 мм) опоры площадки взаимодействующей с кулачком распределительного вала, а также, дополнительную проточку со стороны гидрокомпенсатора. Оба варианта рычагов взаимозаменяемые.

В приводе распределительного вала ГРМ вместо двухрядной цепи применена однорядная цепь 21214-1006040-03 на роликах и втулках. Однорядные звездочки для цепи взяты с мотора 2123. У звездочки масляного насоса для повышения производительности масляного насоса и улучшения работы гидронатяжителя цепи и гидрокомпенсаторов, уменьшено количество зубьев до 30. Внешнее отличие дополняет цельная стальная трубка диаметром 6 мм, для подвода масла к гидронатяжителю цепи. У предыдущих моделей двигателей применена свертно-паяная трубка меньшего диаметра.

Распределительный вал 21214-1006010 оригинален измененным профилем кулачков, может взаимозаменяться с валом от 21213.

Генератор на 80 ампер один и тот же, что на 2112, с небольшим отличием по диаметру шкива 80 мм под приводной ремень 2107-1308020 (944 мм).

Выпускной коллектор может быть из чугуна или из «нержавейки». Чугунный коллектор изготавливается литьем. Вариант коллектора из нержавеющей стали имеет сварную конструкцию. Сварной коллектор легче и быстро прогревается, что хорошо для работы катализатора расположенного в коллекторе. Кроме того, в выпускной коллектор устанавливается датчик кислорода.

Впускной коллектор, топливная рампа (2123-1144010-11) заимствованы с двигателя 2123. Форсунки системы впрыска топлива фирмы SIEMENS VAZ 20734 (желтого цвета), на ранних движках устанавливали форсунки фирмы «BOSCH» (0280 158 110).

Модуль зажигания от двигателя 2112.

Электронное управление осуществляется ЭБУ BOSCH MP 7.9.7. или ЯНВАРЬ 7.2 в зависимости от года выпуска и модификации ДВС.

Систему охлаждения стали собирать с применением прокладок с эластичным полимерным валиком, что позволило улучшить герметичность системы. В состав водяного насоса (помпы) введен сальник (манжет) более устойчивый к износу и потере свойств.

Технические характеристики ДВС ВАЗ 21214

Объём, см 3	1690
Мак. мощность, л. с. ,	83
Макс. крутящий момент, Н·м	129
Расположение цилиндров в блоке	рядный
Цилиндров, шт	4
Клапанов, шт	8
Макс. скорость, км/ч	142
Разгон до 100 км/ч	17
Расход топлива при смешанном цикле	10
Экологические нормы	ЕВРО-4
Диаметр цилиндра, мм	82
Ход поршня, мм	80
Степень сжатия	9,4
Система питания	распределённый впрыск
Охлаждение	жидкостное
Клапанной механизм	SOHC
Материал блока цилиндров	чугун
Материал ГБЦ	алюминий
Ресурс, км	80 000, по факту до 150 000
Тактность (число тактов)	4
Порядок работы цилиндров	1-3-4-2
Макс. обороты к/в, об/мин	8000
Рекомендованное топливо	неэтилированный бензин АИ-95

Слабые места двигателя ВАЗ 21214

Дополнительно к слабым местам базового 21213 у мотора имеются следующие слабые места:

Блок цилиндров. Данное слабое место проявляется на разных моделях Нивовских моторов, в том числе на рассматриваемом ранее 21213. По причине недостаточного контроля качества сборочный узел изготавливается с высоким процентом заводского брака. Если коротко, не выдерживается глубина сверления отверстий для шпилек впускного коллектора, в результате чего отверстия встречаются с отверстиями для шпилек распредвала. Таким образом получаются Г-образные сквозные каналы. После монтажей шпилек на заводе соединения, какое-то время остаются герметичными и проблема при приемке испытаний двигателей работниками ОТК не выявляется. После продажи у новых авто, имеющих небольшие пробеги, при резких торможениях по шпилькам начинает просачиваться масло на горячий впускной коллектор, да так, что дым от сгораемого коллекторе масла валит из-под крышки капота, соответственно, в салоне нечем дышать. Казалось бы дефект производственный и его должны бесплатно устранять или вообще отзывать автомобили для устранения дефекта, но не тут то было. В сервисных центрах до последнего прикидывались незнайками…

Самое интересное, что АвтоВаз об этой проблеме знает и на вопросы в переписках с автовладельцами советует устранять её по следующему техническому заданию :

Эскиз к техническому заданию по устранению течи масла из-под шпилек выпускного коллектора.

1. Демонтировать крышку ГЦ;
2. Выкрутить две шпильки крепления корпуса подшипников (см. эскиз) и удалить из резьбовых отверстий масло;
3. Тщательно обезжирить отверстия и шпильку;
4. Нанести на нижние резьбы шпилек герметик УГ-10 или его аналоги;
5. Установить шпильки на место;
6. Затянуть гайки корпуса подшипников;
7. Осуществить монтаж крышки головки цилиндров;
8. Подождать не менее 30 минут для схватывания герметика.

Недостатки двигателя ВАЗ 21214

Недостатки базового мотора ВАЗ 21213 дополняют:

Частые производственные дефекты (брак) гидроопор рычагов клапанов (гидрокомпенсаторов). По причине низкого уровня технологической дисциплины и технического контроля на предприятиях изготовителей прецизионных пар для гидроопор детали производятся с высоким количеством брака, так и при сборке головок на головном предприятии (не выдерживаются допуски при механической обработке, присутствуют посторонние предметы, зажим плунжера в корпусе гидроопоры в следствие несоблюдения момента затяжки при монтаже в головку). По этой причине, в случае износа гидроопор, приходится ставить новую головку в сборе с гидроопорами.

Последние модификации моторов оснащены проверенными временем гидроопорами рычагов клапанов от фирмы INA. По ним точно можно сказать, что риск с деформацией корпуса при затяжке сведен к нулю. На фото ниже показана гидроопора нового образца (с резьбой М 24×1,5) в деталях (корпус, плунжер) и в сборке.

Низкий ресурс до капитального ремонта. Экономия на качестве задействованных материалов, на ряду с ненадежностью комплектующих изделий, деталей и сборочных единиц отрицательно сказывается на надежности мотора и ресурсе.