Klasszik motorok fejl?dése

(Szerző: Ladarevolution (Linkai Péter), utoljára módosítva: 2016.06.16.)

A hátsókerekes Ladákban és a Nivákban használt Lada motor fejlődése 1970-től napjainkig.

1970-ben kezdődött az első Lada a 2101-es gyártása. A típus alapmotorja egy 1200 cm3-es, vízhűtéses felülvezérelt erőforrás volt. Ennek a motornak a fejlesztett változata 46 év elteltével 2016-ban is gyártásban van, Lada Nivákban találhatjuk meg.
Az idők során természetesen sok-sok változáson esett át, így nem csak élettartama, lökettérfogata növekedett a sok év alatt, de a mai kor környezetvédelmi előírásai miatt is sok fejlesztést hajtottak rajta végre.
Ebben a cikkben erről a klasszikus motorról és az évek alatti apróbb és nagyobb változásokról lesz szó.

Mint említettem 1970-ben kelt életre az 1200 cm3-es alap blokk. Egy 8 szelepes OHV vezérléssel ellátott alumínium öntvényből készült 2101-1003015 kódjelű hengerfejjel szerelték a kezdetektől. A főtengely 66 mm löketű, a síktetős dugattyú átmérője 76 mm volt. A vezérműtengelyt kétsoros lánccal hajtották meg, melyet egy mechanikus feszítő feszített meghatározott rugóerővel. A vezérműtengely himbák segítségével mozgatta a 4db szívó és 4db kipufogó szelepet. Az erőforrás etetéséről egy kéttorkú mechanikus karburátor gondoskodott.

http://www.zsiguli.hu/documents/67/2101_motor_metszet.jpg
VAZ 2101-es motor metszeti képe.

1972-ben jött az első nagy változtatás. Megjelent minden idők egyik legszebb Zsigulija a sok krómmal és dupla körlámpákkal megáldott 2103-as. Ebben a modellben jelent meg először az első nagy fejlesztés az 1500 cm3-esre növelt lökettérfogatú motor.

A 2103-as kóddal ellátott blokk új főtengelyt kapott, a korábbi 66mm helyett 80mm-esre nőtt a lökete. Ennek következtében a motorblokk magasságát megnövelték 8,8mm-el. Így a dugattyú nem felső síkba járt, hanem a blokk tetejéhez viszonyítva 1,8mm-el lejjebb. Így nem kellett változtatni az alap hengerfej égésterén és a kompresszió viszony megmaradt 1:8,8 arányon. A gyújtáselosztó tengelyének hosszát és bordázatának méretét megváltoztatták, igazodva a magasabb motorblokkhoz. Ennél a motornál már elektromos hűtőventillátort is alkalmaztak.

1974-ben megjelent az alap modell „facelift”-je mai szóhasználattal a 21011-es modell. Ez az autó kapta meg először az 1300 cm3-es motort.
Az alap 1200-as motor 76mm-es dugattyúját 79mm méretűre cserélték, a főtengely maradt az alap 66mm-es löketű. Megjelent a 21011-1003015-ös kódjelű hengerfej melynek égéstere 32 cm3-re nőtt, magassága 112,5mm. Az égéstér mérete 79/51mm. Az égéstér növelésére azért volt szükség, hogy síktetős dugattyúval és FHP-ban (felső holt pont) síkba járatott dugattyúval is maradjon a kompresszió viszony 1:8,8 arányú, mint az előző két motornál.

Érdekesség, hogy feltehetőleg költséghatékonyságból 1975-től elhagyták a 2101-es kódú hengerfejet, így mind a három blokkot 21011-es nagy égésterűvel szerelték. Emiatt az 1200-es és 1500-ös motoroknak  1:8,5-re csökkent a kompresszió viszonyuk. De hogy ezt kompenzálják az 1300-as modellnél is, 1985-től 55mm átmérőjű és 1,9mm mély tálat készítettek az 1300-as motorok dugattyúiba, így ettől az évtől mind a három blokk sűrítési viszonya 8,5-re csökkent.

1976-ban legördült a futószalagról a 2106-os modell, mely elsőként kapta meg az 1600 cm3-es motort. Az orosz mérnökök nem gondolkoztak túl sokat a tervezésen, a nagyobbik főtengelyt a nagyobbik dugattyúval párosítva, született meg a végeredmény. Az 1500-ös magas blokkját melyben 80mm-es löketű főtengely volt, párosították az 1300-as 79mm-es dugattyúméretével, szintén tálas dugattyútető kialakítással. Ezt a blokkot kapta az 1977-ben megjelent terepjáró, a Niva is.

1980-ban az első „kocka” Ladában jelent meg a 2105-ös motor. Ez a korábbi 1300-as motor átalakított változata. A blokk és a hengerfej elejét módosították, lecserélték a vezérműláncot bordásszíjra. Emiatt a főtengely, vezérműtengely és királytengely végére immár bordásszíjtárcsa került a lánckerék helyett. A módosított vezérműfedél lemez helyett, alumínium öntvényből készült.
A dugattyútetőbe biztonsági okokból szelepzsebeket martak, hogy vezérműszíj szakadás esetén ne érhessenek össze a szelepek a dugattyúkkal.

1993-ban hosszú csend után újabb modernizácó következett. Megjelent az 1700 cm3-es motor. A 21213-as kódjelű erőforrás 82mm-es átmérőre növelt, tálas dugattyúkat kapott. A motortömb alacsonyabb lett az 1600-asnál 1,32mm-el. A hajtórúd és a dugattyúcsapszeg új, zégergyűrűs kialakítású.

http://www.zsiguli.hu/documents/67/21213_dugattyu_hajtorud.jpg

A főtengely lökete maradt a 80mm, de az ellensúlyok száma 4 helyett 8db, így nőtt a motor nyomatéktárolási képessége ami főleg alacsony fordulaton érződik.

http://www.zsiguli.hu/documents/67/2103_fotengely_21213.jpg
A képen fent a 2103-as, lent az új "dupla sonkás" 21213-as főtengely látható.

A hengerfej 21213-1003015 kóddal ellátott, magassága 111mm. Égésterének mérete 81/52mm és 30 cm3. A vezérműlánc vezetőt hosszabb méretűre cserélték ami egyrészes műanyagból készült. A vezérműtengelyen változtattak, a szívószelep 1,2mm-el mélyebbre nyit és a nyitási idejét 18°-al megnövelték.

http://zsiguli.hu/documents/67/vezermutengelyek.jpg

Az új motor gyújtásrendszeréhez is hozzányúltak. A vákuumos gyújtáselosztó gyújtási karakterisztikáját megváltoztatták.

1996-tól 21214-es kódú 1700-es motort GM központi befecskendezővel látták el. A befecskendezőfej miatt változtattak a szívócsövön, a kipufogó leömlőbe lambda szonda került. A motor elején a főtengely ékszíjtárcsa fogazottra cserélődött melyről a főtengely jeladó veszi a jelet. A jeladó az új első vezérműfedélbe van ültetve. Elektromosra cserélték a benzinpumpát, változott a vízcsőcsonk, a légszűrőház. A gázpedál bovdenesre alakult át, a rudazatos helyett. A gyújtásoszlop eltűnt, helyette ikertrafós gyújtást kapott, amit a befecskendezővel együtt a motorelektronika vezérel.
A lendkerék súrlódó felületének átmérőjét eleinte 200mm-re, majd 215mm-re növelték.

2000-től hengerenkénti befecskendezőt kapott a 21214-es blokk. Emiatt megint új a szívó és kipufogó leömlő. A befecskendezőfejek miatt változott a hengerfejben a szívócsatorna formája. Az új hengerfej kódja 21214-1003015.

http://www.zsiguli.hu/documents/67/21214_motor.jpg

A vezérlés hidrotőkés szelephézagállítást kapott, ehhez új 21214-es vezérműtengely is lett párosítva. A nyitási értékek megegyeznek a 21213-as tengellyel, csak a hidrotőke miatt változott a bütyökprofil kialakítása.

http://www.zsiguli.hu/documents/67/hydro_szelephezag.jpg
A hidraulikus vezérlésű szeleptőkék készlete.

http://www.zsiguli.hu/documents/67/hydro_szelephezag_02.jpg
A szeleptőkék és az olajcsövek beépítve.

A szeleprugó tányérokon módosítottak így a szeleprugók a korábbi előfeszítési erő 80%-val vannak megfeszítve. Ez ugyan csökkenti maximális fordulatszámot a szelepek esetleges belebegése miatt. Ez az előfeszítés változtatás a szívószelepen 7630-ról 7320 ford./percre, a kipufogó szelepen 7480-ról 7180 ford./percre csökkentette a maximálisan elérhető fordulatszámot, amit utcai motornál úgy sem ér el, de cserébe kisebb lett a vezérműben a súrlódás, csökkent a kopás, nőtt az élettartam, csökkent a zajhatás.

http://www.zsiguli.hu/documents/67/szeleptanyer.jpg
Balra az eredeti 2101-es szeleptányér, míg jobbra az új 21213-as.

A vezérműláncot egysoros láncra cserélték. A lánckerekek is változtak emiatt. A királytengely lánckerekének fogszáma 38 helyett 30-ra csökkentették, így az olajpumpa nagyobb teljesítményre képes. A láncvezetők mérete igazodik az egysoros lánc szélességéhez, a láncfeszítőt olajnyomásos feszítőre cserélték.

http://www.zsiguli.hu/documents/67/hydro_lancfeszito.jpg
1- vezérmű lánckerék, 2- láncfeszítő ív, 3- hidraulikus láncfeszítő patron, 4- vezérműtengely lánckerék, 5- lánc rezgéscsillapító, 6- olajpumpa meghajtó lánckerék

2008-tól a hidrotőkéket módosították egy fejlesztett típusra. A himbák is újak szintén 21214-es kódszámúak.  A 2101-estől való eltérést az új himbán egy bemarás jelzi a himbaleszorító rugónál. A hengerfej is új lett: 21214-1003015-30 kódjelű. A tőkék menete a hengerfejben M24x1,5 lett, a korábbi M18x1,5 helyett. A hengerfej elején kialakítottak egy furatot, melybe egy jeladót helyeztek el, ami a vezérműlánckerék helyzetét érzékeli.

http://www.zsiguli.hu/documents/67/hydro_szelephezag_szeleptoke_elteres.jpg
Balra az új, jobbra a régi hidrotőke.

http://www.zsiguli.hu/documents/67/hydro_szelephezag_cso_elteres.jpg
Felül a régi M18x1,5 méretű tőkékhez való olajcső, alul pedig az új M20x1,5 méretű tőkéké.


Nálunk nem nagyon találni, de hazájában viszonylag sok autó fut a következő három változattal:

2130-as kódjelű 1800 cm3-es motor. Az 1700-eshez képest megnövelték a 80mm-es lökethosszú főtengelyt  84mm-esre. Két változatban létezik: karburátoros 2130 és hengerenkénti befecskendezős 2130-20 kódjelű. A motortömb magassága megegyezik az 1500-ös és 1600-os tömbbel: 215,9mm.

2104-es motor, ami gyakorlatilag a 2103-as erőforrással egyezik meg csak megkapta az 1700-es motorról ismert hengerenkénti befecskendezőt és ikertrafós gyújtást. A hengerfej a befecskendezőfejek miatt módosított szívócsövű, 2104-1003015-as kódjelű. A vezérlés teljesen megegyezik a 2103-as motorral.

21067-es erőforrás, ami az 1600 cm3-es motor hengerenkénti befecskendezővel ellátott változata. A vezérlés megegyezik a 2106-os motorral.

Ezeken az erőforrásokon kívül még elég sok viszonylag kis darabszámban készülő motor is előfordult, amiket főleg a fejlesztett alkatrészek korábbi típusokba való beépítésével értek el, de az itt említettek voltak a főbb, sorozatgyártásban használt motorok.
De például érdekességként említhető, hogy az orosz mérnökök a benzines blokkokat és főtengelyeket felhasználva, új hengerfejjel Diesel motorokat is terveztek és gyárottak kis darabszámban.

http://zsiguli.hu/documents/67/diesel_03.jpg

A hengerfejek teljesen áttervezettek. A vezérműtengely közvetlenül a szelepeket mozgatta. A szelephézag állítását lapkás megoldásra cserélték. A vezérműtengely az olajpumpa és az adagoló bordásszíjjal hajtott. Éttervezték a szívó és kipufogócsövet. Változtattak a elülső részén és a motorblokk közepén helyezték el az olajszűrő foglalatát. Változtattak a lendkeréken, jóval nagyobb tömegűt alkalmaztak. A dugattyúk és hajtórudak színtén újak.

http://zsiguli.hu/documents/67/diesel_04.jpg

Nyilván a Szovjetúnióban és később Oroszországban ez kevésbé keresett volt, az éghajlati viszonyok és az olcsó benzin miatt, illetve gyerekbetegségei miatt nem terjedtek el tulságosan.
Ezekből a Diesel változatokból voltak 1452, 1524, 1774 cm3-es motorok is. Nivákban, és „kocka” Ladákban bukkantak fel néha.

Az alábbi két táblázatban olvashatók a főbb adatok a fent írt benzines motorokról. A teljesítményadatok ettől eltérőek is lehetnek, mert egyes motorok több féle károsanyagkibocsátási szabványnak is megfeleltek az idők során ami miatt változott a teljesítményük.
A karburátoros változatok:

http://www.zsiguli.hu/documents/67/motor_adatok_01.jpg

A központi (CI) és hengerenkénti (MPI) befecskendezővel felszerelt változatok:

http://www.zsiguli.hu/documents/67/motor_adatok_02.jpg