Motor VAZ-2112
Der Motor VAZ-2112 ist ein Ottomotor, Viertakt, Vierzylinder, Reihenmotor, mit Quereinbau, sechzehnventilig, mit zwei Nockenwellen.
Zündfolge: 1–3–4–2, gezählt ab der Kurbelwellenriemenscheibe.
Kraftstoffsystem — sequenzielle Saugrohreinspritzung.
Motorsteuerung — Steuergerät (Bosch, «Janvar» oder GM).
Die meisten Motoren sind mit einem Abgaskatalysator ausgestattet.
Motor, Getriebe und Kupplung bilden eine Antriebseinheit, die im Motorraum auf vier elastischen Gummi-Metall-Lagern befestigt ist.
Das rechte und das linke Lager sind identisch mit denen der Motoren 2110 und 2111.
Das vordere und das hintere Lager sind gleich und als Zugstreben ausgeführt.
Ein Ende der Strebe ist an einem Halter am Motor befestigt, das andere an einem Halter an der Karosserie.
Rechts am Motor (in Fahrtrichtung) befinden sich: die Antriebe der Nockenwellen und der Kühlmittelpumpe (Zahnriemen) sowie des Generators (Keilrippenriemen).
Links befinden sich: das Thermostat, die Kühlmitteltemperatursensoren, der Öldrucksensor, der Anlasser (am Kupplungsgehäuse).
Vorne: die Ansaugbrücke, die Einspritzleiste mit den Einspritzventilen, der Klopfsensor, der Ölmessstab, der Kurbelgehäuseentlüftungsschlauch, der Generator (unten rechts), der Phasensensor (oben rechts).
Hinten: der Abgaskrümmer, der Ölfilter, der Kurbelwellen-Positionssensor (unten rechts).
Oben (unter der Kunststoffabdeckung) befinden sich der Receiver, die Zündkerzen (in Führungsrohren, die mit Gummiringen abgedichtet sind) und die Hochspannungskabel.
Der Zylinderblock ist aus Gusseisen gegossen und trägt den Index «21083» — wie bei den Motoren 2110 und 2111, sie sind jedoch nicht austauschbar: Die Bohrungen für die Zylinderkopfschrauben haben ein Gewinde M10×1,25 (im Gegensatz zu M12×1,25 bei den Blöcken der Motoren 2110 und 2111) und eine geringere Tiefe.
Ein weiterer Unterschied hängt mit dem höheren thermischen Belastungszustand des Motors 2112 im Vergleich zu den Motoren 2110 und 2111 zusammen.
Zur Kühlung der Kolben während des Motorbetriebs werden ihre Böden von unten durch spezielle Düsen mit Öl bespült, die in die zweite, dritte, vierte und fünfte Hauptlagerung eingepresst sind.
Die Zylinder sind direkt im Block gebohrt. Der Nenndurchmesser von 82 mm kann bei der Reparatur um 0,4 oder 0,8 mm vergrößert werden.
Die Zylinderklasse ist auf der Unterseite des Blocks mit lateinischen Buchstaben entsprechend dem Zylinderdurchmesser in mm markiert: 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.
Der maximal zulässige Zylinderverschleiß beträgt 0,15 mm im Durchmesser.
Im unteren Teil des Zylinderblocks befinden sich fünf Hauptlagerungen mit abnehmbaren Deckeln, die mit Spezialschrauben am Block befestigt sind.
Die Deckel sind nicht austauschbar (die Lagerbohrungen werden zusammen mit den Deckeln bearbeitet) und zur Unterscheidung mit Riefen auf der Außenfläche markiert.
Die mittlere Lagerung besitzt Aufnahmen für die Anlaufscheiben, die eine Axialverschiebung der Kurbelwelle verhindern.
Vorne (auf der Seite der Kurbelwellenriemenscheibe) wird eine Stahl-Aluminium-Anlaufscheibe eingebaut, hinten — eine Metallkeramikscheibe.
Die Scheiben werden mit Nenndicke und mit um 0,127 mm vergrößerter Dicke hergestellt.
Bei Überschreitung des Axialspiels der Kurbelwelle von 0,35 mm werden eine oder beide Anlaufscheiben gewechselt (Nennspiel — 0,06–0,26 mm).
Die Lager der Haupt- und Pleuellager sind dünnwandig aus Stahl-Aluminium.
Die oberen Hauptlagerschalen der ersten, zweiten, vierten und fünften Lagerung, die im Zylinderblock montiert werden, besitzen eine Nut auf der Innenfläche.
Die unteren Hauptlagerschalen, die obere Lagerschale der dritten Lagerung und die Pleuellagerschalen haben keine Nut.
Reparaturlagerschalen werden für um 0,25, 0,50, 0,75 und 1,00 mm verkleinerte Kurbelwellenzapfen geliefert.
Die Kurbelwelle ist aus hochfestem Gusseisen gefertigt.
Sie hat fünf Haupt- und vier Pleuellagerzapfen und ist mit acht Gegengewichten versehen, die mit der Welle zusammen gegossen sind.
Die Kurbelwelle des Motors 2112 unterscheidet sich von der der Motoren 2110 und 2111 durch die Form der Gegengewichte und eine höhere Festigkeit.
Daher ist der Einbau einer Kurbelwelle der Motoren 2110 und 2111 in den Motor 2112 nicht zulässig.
Zur Ölzufuhr von den Haupt- zu den Pleuellagerzapfen sind in der Kurbelwelle Kanäle gebohrt, deren Auslassöffnungen mit eingepressten Stopfen verschlossen sind.
Am vorderen Ende der Kurbelwelle ist auf einer Scheibenfeder die Zahnriemenscheibe des Nockenwellenantriebs montiert; an ihr ist die Riemenscheibe des Generatorantriebs befestigt, die zugleich als Schwingungsdämpfer der Kurbelwelle dient.
Auf dem Zahnkranz der Riemenscheibe fehlen zwei von 60 Zähnen — die Lücken dienen dem Kurbelwellen-Positionssensor.
Am hinteren Ende der Kurbelwelle ist das Schwungrad (Index 2110), aus Gusseisen gegossen, mit aufgepresstem Stahlzahnkranz zum Starten des Motors durch den Anlasser, mit sechs selbstsichernden Schrauben über eine gemeinsame Scheibe befestigt.
Die kegelförmige Vertiefung neben dem Zahnkranz des Schwungrads muss sich gegenüber dem Pleuellagerzapfen des vierten Zylinders befinden (dies ist zur Bestimmung des OT nach der Montage des Motors erforderlich).
Die Pleuelstangen sind aus Stahl, mit Doppel-T-Querschnitt, und werden zusammen mit den Deckeln bearbeitet.
Auf den Deckeln wird wie auf den Pleuelstangen die Zylindernummer eingeschlagen (sie muss sich auf einer Seite von Pleuel und Deckel befinden).
Die Pleuelstangen werden nach dem Durchmesser der in das obere Auge eingepressten Stahlbronzebuchse in drei Klassen mit einer Stufe von 0,004 mm eingeteilt.
Die Klassennummer ist auf dem Pleueldeckel eingeschlagen. Die Pleuelstangen werden außerdem nach der Masse in Klassen eingeteilt — sie sind mit Farbe oder einem Buchstaben auf dem Pleueldeckel markiert.
Der Kolbenbolzen ist aus Stahl, rohrförmig, schwimmend gelagert (dreht sich frei im oberen Pleuelauge und in den Kolbenaugen).
Gegen Herausfallen ist er durch zwei Sicherungsringe gesichert, die in Nuten der Kolbenaugen sitzen.
Es werden drei Klassen von Bolzen nach dem Außendurchmesser unterschieden (im Abstand von 0,004 mm): 1 — mit blauer, 2 — grüner, 3 — roter (kleinsten Durchmessers) Markierung.
Der Kolben besteht aus einer Aluminiumlegierung. Der Kolbenschaft ist im Längsschnitt konisch, im Querschnitt oval.
Im oberen Teil des Kolbens sind drei Nuten für die Kolbenringe eingedreht.
Die Nut des Ölabstreifrings hat Bohrungen, die in die Kolbenaugen münden, durch die das vom Ring von den Zylinderwänden gesammelte Öl zum Kolbenbolzen gelangt.
Die Bohrung für den Kolbenbolzen ist um 1 mm gegenüber der Durchmesserebene des Kolbens versetzt.
Beim Einbau des Kolbens ist die auf dem Boden eingeschlagene Pfeilmarkierung zu beachten (sie muss zur Kurbelwellenriemenscheibe zeigen).
Die Kolben des Motors 2112 haben einen flachen Boden mit vier Vertiefungen für die Ventile (die Kolben der Motoren 2110 und 2111 haben eine ovale Aussparung im Boden).
Die Kolben werden nach dem Außendurchmesser (gemessen in der Ebene senkrecht zum Kolbenbolzen, in 51,5 mm Abstand vom Kolbenboden), wie auch die Zylinder, in fünf Klassen eingeteilt (Markierung auf dem Boden).
Kolbendurchmesser (für Nenngröße, mm): 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.
Im Handel sind Kolben der Klassen A, C und E (Nenngröße und Reparaturgrößen) erhältlich: das berechnete Spiel zwischen ihnen beträgt 0,025–0,045 mm, das maximal zulässige Spiel bei Verschleiß — 0,15 mm.
Es wird nicht empfohlen, einen neuen Kolben in einen verschlissenen Zylinder ohne dessen Ausbohren einzubauen: Die Nut für den oberen Kolbenring kann beim neuen Kolben etwas höher liegen als beim alten, und der Ring kann an der «Stufe» brechen, die sich im oberen Teil des Zylinders bei seinem Verschleiß bildet.
Bei Kolben der Reparaturgrößen ist auf dem Boden ein Dreieck (+ 0,4 mm) oder ein Quadrat (+ 0,8 mm) eingeschlagen.
Nach dem Durchmesser der Bohrung für den Kolbenbolzen werden die Kolben in drei Klassen eingeteilt: 1 — 21,978–21,982; 2 — 21,982–21,986; 3 — 21,986–21,990.
Die Kolbenklasse ist ebenfalls auf seinem Boden eingeschlagen.
Kolben und Bolzen müssen derselben Klasse angehören.
Die Kolben eines Motors werden nach der Masse ausgewählt (die Streuung darf 5 g nicht überschreiten) — dies geschieht zur Verringerung der Unwucht des Kurbeltriebs.
Die beiden oberen Kolbenringe sind Kompressionsringe, die das Durchströmen von Gasen in das Kurbelgehäuse verhindern.
Sie tragen auch zur Wärmeabfuhr vom Kolben zum Zylinder bei. Der untere Ring ist der Ölabstreifring.
Der Zylinderkopf — gemeinsam für alle vier Zylinder — besteht aus einer Aluminiumlegierung.
Er wird durch zwei Buchsen auf dem Block zentriert und mit zehn Schrauben befestigt.
Zwischen Block und Kopf (ihre Flächen müssen trocken sein) wird eine setzungsfreie metallarmierte Dichtung eingebaut (ihre Wiederverwendung ist nicht zulässig).
Die Reihenfolge und das Anziehdrehmoment der Zylinderkopfschrauben sind im Anhang angegeben.
Im oberen Teil des Zylinderkopfs befinden sich die Lager der Nockenwellen — je fünf auf jeder Seite des Kopfs.
Die Bohrungen in den geteilten Lagern werden zusammen mit dem Lagergehäuse bearbeitet.
Ein Austausch des Gehäuses ist nur zusammen mit dem Zylinderkopf möglich.
Auf den Flächen des Zylinderkopfs, die mit dem Lagergehäuse in Berührung kommen, wird Dichtmittel Loctite Nr. 574 aufgetragen.
Die Reihenfolge und das Anziehdrehmoment der Muttern des Lagergehäuses sind im Anhang angegeben.
Die Nockenwellen sind gegossen, aus Gusseisen, fünffach gelagert, mit je acht Nocken (ein Paar benachbarter Nocken öffnet gleichzeitig zwei Ventile im Zylinder).
Die Nockenwellen werden über einen Zahnriemen von der Kurbelwelle angetrieben.
Aufgrund der höheren Belastungen des Zahnriemens wurde seine Breite beim Motor 2112 im Vergleich zu 2110 und 2111 von 19,0 auf 25,4 mm vergrößert (entsprechend wurde die Breite der Zahnriemenscheiben und Rollen vergrößert).
Unter der Riemenscheibe der Einlassnockenwelle befindet sich eine Stützrolle, unter der Auslassnockenwelle — die Spannrolle.
Für den Betrieb des Phasensensors ist an der Zahnriemenscheibe der Einlassnockenwelle eine Scheibe angeschweißt.
Die Antriebsräder tragen Einstellmarkierungen: Wenn die Markierung auf der Kurbelwellenriemenscheibe mit der Markierung auf dem Ölpumpengehäuse übereinstimmt (die Markierung auf dem Schwungrad befindet sich gegenüber der mittleren Teilung der Skala am Kupplungsgehäuse), müssen die Markierungen auf den Nockenwellenriemenscheiben mit den Markierungen auf dem hinteren Deckel des Nockenwellenantriebs übereinstimmen.
Die Ventilsitze (aus Metallkeramik) und die Ventilführungen (aus Messing) sind in den Zylinderkopf eingepresst.
Die Bohrungen in den Führungen werden nach dem Einpressen bearbeitet. Der Innendurchmesser der Führungen wurde im Vergleich zu den Motoren 2110 und 2111 von 8 auf 7 mm verringert.
Im Ersatzteilsortiment werden auch Reparaturführungen mit einem Außendurchmesser von 12,279–12,290 mm (um 0,2 mm gegenüber dem Nennmaß vergrößert) geliefert.
Auf der Innenfläche der Führungen sind gewindeähnliche Schmiernuten eingearbeitet: bei den Führungen der Einlassventile — auf der ganzen Länge, bei den Auslassventilen — bis zur Hälfte der Bohrungslänge.
Auf die Führungen sind Ölabstreifkappen aus ölfestem Gummi aufgesetzt.
Die Ventile sind aus Stahl, das Auslassventil mit einem Kopf aus hitzebeständigem Stahl mit aufgeschweißter Fase.
Die Fläche des Tellers des Einlassventils ist größer als die des Auslassventils.
In den Abmessungen sind sie kleiner als die Ventile der Motoren 2110 und 2111.
Die Ventile sind in zwei Reihen V-förmig angeordnet.
Sie werden von den Nocken der Nockenwellen über Hydrostößel betätigt.
Die Nockenachse ist gegenüber der Achse des Hydrostößels um 1 mm versetzt.
Dadurch dreht sich während des Motorbetriebs der Stößelkörper um seine Achse, was zu einem gleichmäßigeren Verschleiß beiträgt.
Die Hydrostößel gleichen das Spiel zwischen Nocken und Stößelkörper während des Motorbetriebs aus, was den Lärm des Ventiltriebs verringert und seine Wartung überflüssig macht (eine Spieleinstellung ist nicht erforderlich).
Für den Betrieb der Hydrostößel ist eine ständige Ölzufuhr unter Druck erforderlich.
Dafür gibt es im Zylinderkopf einen Kanal mit Rückschlagkugelventil (es verhindert das Ablaufen des Öls aus den Kanälen nach dem Abstellen des Motors) sowie Kanäle auf der Unterseite des Lagergehäuses (sie führen auch Öl zu den Nockenwellenzapfen).
Die Hydrostößel sind sehr empfindlich gegenüber der Ölqualität und -reinheit.
Bei mechanischen Verunreinigungen im Öl ist ein schneller Ausfall des Kolbenpaars des Hydrostößels möglich, was mit erhöhtem Lärm im Ventiltrieb und intensivem Verschleiß der Nocken der Nockenwelle einhergeht.
Ein defekter Hydrostößel ist nicht reparierbar, er muss ersetzt werden. Das Ventil schließt unter der Wirkung einer einzigen Feder.
Mit dem unteren Ende stützt sie sich auf eine Scheibe, mit dem oberen — auf einen Teller, der von zwei Keilen gehalten wird.
Die zusammengelegten Keile haben außen die Form eines Kegelstumpfs und auf der Innenfläche — drei Anschlagbunde, die in die Nuten am Ventilschaft eingreifen.
Die Motorschmierung ist kombiniert.
Unter Druck werden die Haupt- und Pleuellager, die Paarungen «Lager — Nockenwellenzapfen» und die Hydrostößel geschmiert.
Durch Spritzöl gelangt Öl an die Zylinderwände (weiter zu den Kolbenringen und -bolzen), an die Kolbenböden, an die Paarung «Nockenwelle — Stößel» und an die Ventilschäfte.
Die übrigen Baugruppen werden durch Schwerkraft geschmiert.
Die Ölpumpe — mit Innenzahnrad und Überströmventil — ist an der vorderen Wand des Zylinderblocks montiert.
Das Antriebsrad ist auf zwei Flächen am vorderen Ende der Kurbelwelle montiert.
Der Grenzdurchmesser der Aufnahme für das angetriebene (große) Rad darf bei Verschleiß 75,10 mm nicht überschreiten, die Mindestbreite des Segments am Gehäuse, das Antriebs- und Abtriebsrad trennt, beträgt 3,40 mm.
Das Axialspiel des Antriebsrads darf 0,12 mm nicht überschreiten, das des Abtriebsrads — 0,15 mm.
Am Deckel des zweiten Hauptlagers und am Pumpengehäuse ist mit Schrauben das Ölsieb befestigt.
Der Ölfilter — Vollstromfilter, nicht zerlegbar, mit Überström- und Rückschlagventil.
Das Kurbelgehäuseentlüftungssystem ist geschlossen, zwangsweise, mit Absaugung der Gase über einen Ölabscheider in der Zylinderkopfhaube.
