Основний двигун, який встановлюється на більшості автомобілів, - це 2108. Тому надалі в книзі описується пристрій цього двигуна і даються особливості (якщо вони є) вузлів та деталей двигунів 21081 та 21083.
Двигун 2108 - чотиритактний карбюраторний чотирициліндровий з рядним вертикальним розташуванням циліндрів і верхнім розташуванням розподільчого валу. Двигун спеціально спроектований для поперечного розташування на передньопривідному автомобілі. Тому він максимально стиснутий по довжині і його компонування і основні розміри обрані такими, щоб він разом з коробкою міг розміститися поперек між бризковиками передніх коліс.
При розробці двигуна особлива увага приділялася зниженню його маси та поліпшенню економічності, а також виконанню вимог щодо захисту навколишнього середовища — зменшенню токсичності газів, що відпрацювали. Хороші показники за масою (92 кг для двигуна 2108 та 95 кг для 21083) вдалося отримати за рахунок раціонального компонування двигуна та застосування нових конструкторських рішень: встановлення оригінального масляного насоса з безпосереднім приводом від колінчастого валу, компактного приводу клапанів і т.д.
Вирішення комплексної проблеми — покращення економічності та одночасно досягнення максимальної потужності двигуна було отримано за рахунок багатьох заходів. Тут і вдосконалення форми камери згоряння з високою (9,9) ступенем стиснення, та підбір фаз газорозподілу, профілю розподільного валу, та знаходження нової конструкції карбюратора та приладів запалення з найвигіднішими регулюваннями.
У зборі з коробкою передач (Мал. 8) та зчепленням (розміщеним у картері 3) двигун 4 утворює єдиний жорсткий вузол - силовий агрегат. Таке конструкторське рішення спрощує процес конвеєрного складання автомобіля, тому що силовий агрегат можна зібрати окремо, а потім у зборі встановити на автомобіль.
Мал. 8. Силовий агрегат (стрілками показані скоби для стропування силового агрегату):
1 – коробка передач; 2 – стартер; 3 – картер зчеплення; 4 – двигун; 5 – генератор; 6 – повітряний фільтр; 7 - кришка маслоналивної горловини; 8 – паливний насос; 9 – датчик-розподільник запалювання; 10 – термостат.
Всі вузли двигуна, що вимагають обслуговування під час експлуатації автомобіля, розміщені в легко доступній зоні: зверху або з лівого боку двигуна, яка через поперечне розташування на автомобілі є передньою. Зліва знаходяться свічки запалювання, генератор 5, стартер 2 і щуп покажчика рівня олії. Зверху розташовані повітряний фільтр 6 і датчик-розподільник запалювання 9. Паливний насос 8 також встановлений зверху, але з правого боку двигуна (задньої, якщо дивитися по ходу руху автомобіля). Таке розташування паливного насоса зменшує небезпеку виникнення пожеж під час аварії через пошкодження паливопроводів.
Циліндри двигуна об'єднані з верхньою частиною картера і являють собою єдиний виливок - блок циліндрів 3 (Мал. 9). При такому компонуванні забезпечується міцність, жорсткість та компактність конструкції, зменшується маса двигуна. Знизу блок циліндрів закритий сталевим піддоном штампованим 1 картера, який одночасно служить ємністю для масла. Між піддоном і блоком циліндрів знаходиться прокладка із пробко-гумової суміші.
Мал. 9. Поздовжній розріз двигуна:
1 – картер; 2 – масляний насос; 3 – блок циліндрів; 4 - ремінь приводу розподільчого валу; 5 – головка циліндрів; 6 – кришка головки циліндрів; 7 – розподільчий вал; 8 – паливний насос; 9 – датчик-розподільник запалювання; 10 – поршень; 11 – шатун; 12 – маховик; 13 - колінчастий вал; 14 – кришка корінного підшипника.
Зверху блок циліндрів встановлюється загальна для чотирьох циліндрів алюмінієва головка 5, в якій розміщені камери згоряння, клапанний механізм і газові канали. Між головкою та блоком циліндрів розташована ущільнювальна металоазбестова прокладка. На кожен циліндр припадає по одному впускному та одному випускному клапану, які приводяться в дію розподільним валом, встановленим на головці циліндрів. Верхнє розташування розподільного валу дозволяє зменшити масу зворотно-поступально рухомих деталей і тим самим забезпечити високу надійність роботи механізму газорозподілу при великій частоті обертання колінчастого валу двигуна.
Розподільний вал 7 приводиться у обертання від колінчастого валу спеціальним зубчастим ременем з ексцентриковим роликовим натягувачем. Перевагами такого приводу є простота конструкції, менша маса в порівнянні з іншими видами передач і зниження шумності двигуна. Ремінний привід закритий попереду пластмасовою, а ззаду сталевою кришкою.
Колінчастий вал 13 чавунний литий п'ятиопорний. Такий вал дешевший за кований і довговічніший в експлуатації. П'ять опор забезпечують його високу жорсткість. Він менше прогинається і створюються найкращі умови для роботи підшипників. Великі діаметри шийок валу (51 мм - корінних і 48 мм - шатунних) дозволяють зменшити навантаження на підшипники, завдяки чому зменшується зношування шийок і вкладишів підшипників, збільшується довговічність колінчастого валу. Кінці колінчастого валу ущільнюються самопідтискними гумовими сальниками.
Поршні 10 алюмінієві литі, мають два компресійні кільця і одне маслознімне. Поршневий палець запресовується у верхню головку шатуна і може вільно обертатися у бобишках поршня. Шатуни 11 - сталеві ковані.
Система змащення двигуна - комбінована (під тиском та розбризкуванням). Під тиском змащуються корінні та шатунні підшипники колінчастого валу, опори розподільчого валу. Відмінною особливістю системи мастила є оригінальний масляний насос із шестернями внутрішнього зачеплення. Привід насоса здійснюється безпосередньо від колінчастого валу, на передньому кінці якого встановлено провідну шестерню насоса. Олійний фільтр 2 (Мал. 10) з фільтруючим елементом із спеціального картону, повнопоточний, тобто через фільтр проходить вся олія, що йде на мастило двигуна. Олія, що застосовується для мастила двигуна, має комплекс присадок, які надають маслу високі мастильні властивості, стійкість проти окислення, дозволяють працювати в широкому інтервалі температур.
Рис 10. Поперечний розріз двигуна:
1 – блок циліндрів; 2 - масляний фільтр; 3 насос охолоджувальної рідини; 4 випускний колектор; 5 - впускний трубопровід; 6 – карбюратор; 7 – повітряний фільтр; 8 - трубопровід системи вентиляції картера; 9 – головка циліндрів; 10 генератор; 11 – приймач масляного насоса.
Система охолодження - рідинна, закритого типу, заповнена спеціальною охолоджувальною рідиною, що має антикорозійні та антиспінювальні присадки і замерзає лише при низьких температурах. Термостат із твердим наповнювачем підтримує постійний тепловий режим двигуна. Для зменшення маси радіатор має пластмасові бачки та алюмінієву серцевину. Повітря через радіатор продувається чотирилопатевим пластмасовим вентилятором з електроприводом. Система працює при вищому тепловому режимі, ніж у попередніх двигунів. Температура початку та повного відкриття основного клапана термостата становить відповідно 87 і 102°С. Насос 3 охолоджуючої рідини - відцентрового типу, розташований безпосередньо в блоці циліндрів і обертається тією ж передачею, що і розподільний вал.
Система живлення включає повітряний фільтр, паливний насос, паливний бак і карбюратор. Повітряний фільтр 7 - сухого типу, з терморегулятором і змінним фільтруючим елементом зі спеціального картону, що має попередній очисник з нейлонової вати.
Паливний насос діафрагмовий, з сітчастим фільтром та важелем ручного підкачування палива. Для підвищення надійності паливо-подачі в системі живлення передбачений злив зайвої частини палива з карбюратора назад в паливний бак. Додатково в системі живлення є фільтр тонкої очистки та сепаратор парів бензину, що не допускає вихід парів в атмосферу.
Карбюратор 6 - нової конструкції емульсійного типу, двокамерний, з падаючим потоком і послідовним відкриттям дросельних заслінок. Має балансовану камеру поплавця, систему відсмоктування картерних газів за дросельну заслінку, економайзер потужних режимів з пневматичним приводом, діафрагмовий прискорювальний насос, економайзер примусового холостого ходу з електронним управлінням, що враховує частоту обертання колінчастого валу. Привід дросельних та повітряних заслінок карбюратора – тросовий.
Система запалювання – електронна, безконтактна, високої енергії. Вона забезпечує надійне іскроутворення за будь-якої частоти обертання колінчастого валу.
Двигун загалом має високу надійність та довговічність. Застосування тонкостінного чавунного блоку циліндрів, п'ятиопорного колінчастого валу з розвиненими шийками, сталеалюмінієвих тонкостінних вкладишів підшипників колінчастого валу забезпечує не менше 125 тис. км пробігу автомобіля до капітального ремонту.