Двигатель «3M3-406», в карбюраторном и инжекторном вариантах, серийно выпускался на Заволжском моторном заводе с 1996-го по 2008 год. Он устанавливался на автомобили Горьковского автозавода: легковые «Волги», лёгкие грузовики и микроавтобусы – «ГАЗели» и «Соболи».Это бензиновый, четырёхцилиндровый, рядный шестнадцатиклапанный двигатель с газораспределительным механизмом DOHC.
Мотор «3M3-406» не так уж «молод», как это повсеместно считается. Первые разработки по этому оборотистому и верхневальному варианту, призванному прийти на замену 402-му заволжскому мотору, были сделаны ещё во второй половине восьмидесятых годов. Было решено, несмотря на все замечательные качества двигателя , его успешность и востребованность, двигаться вперёд.
Существовало два пути, рассмотренных специалистами завода: оставить старый блок и, сохранив общую схему двигателя, поработать над современным его обвесом; либо создавать совершенно новый мотор. Оба варианта в итоге нашли своё воплощение. Первый – в Ульяновске, где был создан впрысковый «УМЗ-421» – надёжный и удобный (в том числе, и в смысле отсутствия технических проблем с установкой на старые машины, в частности, «ГАЗ-21»).
На Заволжском же моторном заводе фактически был создан совершенно новый мотор. Надо сказать, что попытки перевести распределительный вал из блока цилиндров в головку предпринимались здесь ещё на этапах работы над мотором для «ГАЗ-21». Однако та конструкция получилась не совсем надёжной, и в серийное производство мотор пошёл всё-таки в нижневальном варианте, сохранив эту конструкцию и до «3M3-402».
Впервые в отечественном машиностроении в конструкции «3M3-406» были применены: 4 клапана на каждый цилиндр, гидротолкатели, 2-х ступенчатый цепной привод двух распределительных валов, электронная система управления впрыском топлива и зажиганием.
До малого серийного производства двигатель «3M3-406» добрался только в 1992-м году. Им начали комплектовать «Волги» всех существовавших модификаций. Планы насчёт будущего нового мотора были амбициозными: предполагалось поставлять «3M3-406» не только на ГАЗ, но и на АЗЛК, и даже на ВАЗ. Однако в условиях полного развала экономики этим планам не суждено было осуществиться.
Единственным потребителем двигателей «3M3-406» так и остался Горьковский автомобильный завод. А основной частью машин, которые были укомплектованы мотором данной модели, стали грузовые «ГАЗели» и «Соболи», и, конечно же, микроавтобусы данных марок. Благодаря наращиванию объёмов производства этих машин, «3M3-406» в 1996 году был запущен в массовое серийное производство, а в следующем, 1997-м году предприятие вышло на очень значительные объёмы его выпуска.
На сегодняшний день, двигатель «3M3-406» выпущен общим тиражом более полутора миллионов единиц. Он является пока самым распространённым в России и СНГ двигателем для лёгкого коммерческого транспорта. При этом, «3M3-406» – вовсе не узко специализированный силовой агрегат. Он изначально был спроектирован как основа для целого семейства новых моторов, годящихся на самую разнообразную технику. В нём конструктивно заложен большой потенциал для модернизации и постройки на его базе двигателей с различным диапазоном характеристик. В частности, хоть «3M3-406» и не производится больше, он послужил основой для создания более мощных и современных инжекторных моторов семейств «3M3-409» и «3M3-405», а также для дизеля «3M3-514» и его модификаций.
Рабочий объём любого варианта силового агрегата «3M3-406»составляет 2,28 литра (2,3). Основными конструктивными особенностями двигателя «3M3-406» являются: верхнее (в головке цилиндров) расположение двух распредвалов, установка по 4 клапана на каждый цилиндр (2-х впускных и 2-х выпускных).
Блок цилиндров – литой чугунный. Цилиндры сделаны проточкой, непосредственно в теле блока. Данное решение обеспечило блоку бо́льшую жёсткость, и зазоры в парах трения являются очень стабильными. Предусматривается также и возможность ремонтной расточки двигателя (допустимо сделать три ремонта).
На верхней плоскости блока цилиндров двигателя «3M3-406» расположены 10 резьбовых отверстий «М14х1,5» для закрепления головки цилиндров. В нижней части блока «3M3-406» расположены 5 опор коренных подшипников коленвала.
Головка блока цилиндров отливается из алюминиевого сплава. Камера сгорания –шатрового типа, с 4-мя клапанами на каждый цилиндр. Клапанный механизм снабжён гидротолкателями, что избавляет владельцев от необходимости регулировки клапанов. Впускной и выпускной коллекторы являются разнесёнными по разным сторонам головки.
Как уже было отмечено, новшеством конструкции «3M3-406» стало то, что распределительные валы теперь также расположились в головке. Их 2, и один работает с впускными клапанами, другой – с выпускными. Валы,отлитые из чугуна, вращаются на пяти опорах в подшипниках скольжения. Продольное перемещение распределительных валов ограничено пластиковыми упорными полукольцами в передней крышке и передних опорах.
Привод валов – цепной, 2-хступенчатый, с использованием промежуточного вала. В цепи верхней ступени – семьдесят звеньев, в нижней –девяносто. Натяжение цепей регулируется автоматическими гидронатяжителями с упорными башмаками из износостойкого пластика. В последующем башмаки были заменены на рычаги со звёздами, что увеличило рабочий ресурс механизма между ремонтами. Цепи с разными типами натяжителей не являются взаимозаменяемыми.
Вентиляция картера – принудительная, закрытого типа. Коленчатый вал, выполненный из магниевого чугуна «ВЧ60», вращается на подшипниках скольжения, в пяти опорах. Его перемещения в продольной плоскости ограничены упорными полукольцами, которые установлены в выборках 3-ей коренной опоры. Оба конца коленвала, на радость автослесарям, уплотнены самоподжимными резиновыми или же силиконовыми сальниками.
Поршни в двигателе «3M3-406» – алюминиевые, литые, с 2-мя кольцами компрессионными и 1 – кольцом составным маслосъёмным. Шатуны стальные, 2-таврового сечения, с разъёмной нижней головкой на подшипнике скольжения. Поршневые пальцы – плавающего типа, не закреплённые ни в поршне, ни в верхней головке шатуна. Продольное перемещение ограничивается стопорными кольцами. Ход поршня составляет 86 мм. Диаметр – 92 мм.
Мотор «3M3-406» оборудован полнопоточной, комбинированной системой смазки. Втулки, подшипники скольжения и гидротолкатели смазываются под давлением, а стенки цилиндров – разбрызгиванием. Масляный насос – шестерёночного типа, односекционный, с оригинальной конструкцией привода. Обычно вал масляного насоса приводится либо зубчатой передачей от коленвала, либо посредством косозубых шестерней от распределительного вала. А в «3M3-406» – привод вращается от промежуточного вала ГРМ, вращаемого цепью. Возможно, это громоздко, но надёжно. Редукционный клапан раскрывается при давлении в системе 0,7-0,9 кгс/см2, и направляет масло в масляный радиатор. Оттуда оно стекает в картер двигателя.
В силу более высокой степени форсировки, двигатель достаточно требователен к качеству моторного масла и нуждается в более серьёзном отношении к обслуживанию, чем его предшественники.
Система охлаждения – замкнутого типа, работающая под избыточным давлением, по традиционной схеме. Охлаждающая жидкость перекачивается помпой через блок, головку блока и радиатор. Термостат «TC 107-01» позволяет выполнять циркуляцию по малому кругу во время прогревания мотора, а при достижении температуры прогрева термостат открывается, пропуская охлаждающую жидкость по «большому кругу». Шкив коленчатого вала «3M3-406» передаёт крутящий момент на вал помпы, которая подаёт охлаждающую жидкость также и в печку автомобиля, с поддержанием при холодных погодных условиях хорошего микроклимата в кабине.
Впускной коллектор является отлитым из алюминия. На нем закреплён ресивер, к фланцу которого присоединён дроссельный узел с тросовым приводом. Дроссель оборудован подогревом от магистрали охлаждения двигателя.
Подача топлива в камеры сгорания осуществляется через индивидуальные форсунки (тип впрыска – распределённый). Управление впрыском – электронное.
Система зажигания на «3M3-406» микропроцессорного типа. Она настраивается в зависимости от показаний датчиков двигателя. За годы выпуска в производстве двигателя «3M3-406» использовались блоки управления двигателем «МИКАС-5.4», «МИКАС-7.1», «ИТЭЛМА VS 5.6», «СОАТЭ». Соответственно, менялись и некоторые датчики, в частности «ДМРВ».
В карбюраторных «3M3-406» использовались карбюраторы модели «К-151». Увеличение степени сжатия до 9,3 (вместо 8,2 на двигателе модели «3M3-402») за счёт камеры сгорания с центральным расположением свечи; применение системы распределённого (поочередного, в соответствии с порядком работы цилиндров) впрыска топлива во впускную трубу электромагнитными форсунками, вместо карбюраторного питания, обеспечило повышение мощности и максимального крутящего момента, по сравнению с 402-м мотором и карбюраторным «3M3-406». А также одновременно способствовало снижению расхода топлива и уменьшению токсичности отработанных газов.
Для укрепления надёжности моторов «3M3-406» после перехода на инжектор, в условиях эксплуатации при бо́льшей мощности и бо́льших оборотов коленвала на моторе и был внедрён чугунный блок цилиндров без вставных гильз, имеющий высокую жёсткость и более стабильные зазоры в парах трения; ход поршня снизили с 92 мм до 86 мм, уменьшили вес поршня и поршневого пальца, применили более качественные материалы для коленвала, шатунов, болтов шатунов, поршневых пальцев и прочих деталей.
Конструкция привода распределительных валов двигателя – цепная двухступенчатая, с автоматическими гидравлическими натяжителями цепей; в клапанном механизме внедрены гидротолкатели, которые избавляют от надобности в регулировке зазоров.
Применение гидравлических устройств, внушительная степень форсировки двигателя «3M3-406» подразумевают высокое качество очистки моторного масла. Поэтому в моторе используется полнопоточный масляный фильтр с дополнительным фильтрующим элементом, который исключает попадание неочищенного масла в двигатель при запуске холодного двигателя, и при засорении основного фильтрующего элемента.
Привод вспомогательных агрегатов (водяного насоса и генератора) осуществляется более надёжным плоским поликлиновым ремнём.
На двигателях«3M3-406» использовано диафрагменное сцепление с так эллипснонавитыми накладками ведомого диска. Такая конструкция отличается значительной износостойкостью и исключительной долговечностью.
Комплексная система управления включает ещё и также функции управления системой зажигания, позволяя чрезвычайно точно дозировать подачу топлива, корректировать угол опережения зажигания, в том числе и по параметру детонации, при изменяющихся режимах работы мотора. Это позволяет обеспечить оптимальные мощностные, экономические и токсические показатели.
Силовой агрегат семейства ЗМЗ-406 представляет собой бензиновый двигатель внутреннего сгорания, который выпускается ОАО «Заволжский Моторный Завод». Разработку начали в 1992 году, а в серийное производство мотор поступил в 1997-м. На нем впервые применили систему впрыска топлива.
Двигатель ЗМЗ-406 имел широкое применение и устанавливался на автомобилях Горьковского завода (ГАЗ-3102, 31029, 3110 и модельного ряда семейства «Газель»).
Флагманом семейства стал мотор ЗМЗ-4062.10 объемом 2,28 литра и мощностью 150 «лошадей».
Силовая установка ЗМЗ-4062.10 предназначена для комплектации легковых автомобилей и микроавтобусов. А моторы ЗМЗ-4061.10 и ЗМЗ-4063.10 - для комплектации грузовых автомобилей небольшой грузоподъемности.
Предварительно мотор проектировался под новомодные системы питания и зажигания, которые управлялись микропроцессором.
Данный двигатель был впервые оснащен четырьмя клапанами на каждый цилиндр, с гидротолкателями и двумя распредвалами с двойным цепным приводом. Также были установлены электронная система подачи топлива и электронное зажигание.
Четыре цилиндра имеют рядное расположение, водяную рубашку охлаждения и управляемый впрыск топлива.
Порядок работы поршней: 1-3-4-2.
ЗМЗ-406 инжектор работает на бензине А-92. Ранее производилась карбюраторная версия двигателя 4061, которая работала на семьдесят шестом бензине. Она имела ограничения в плане выпуска.
Агрегат неприхотлив в обслуживании. Он имеет высокую степень надежности. Позже на его базе были разработаны установки ЗМЗ-405 и 409, а также дизельный вариант мотора с маркировкой ЗМЗ-514.
К недостаткам двигателя можно отнести громоздкость привода газораспределительного механизма, что объясняется его невысоким качеством исполнения и рядом технологических недоработок.
Данный силовой агрегат производился с 1997 по 2008 г. Картер цилиндров изготовлен методом литья из чугуна, он имеет рядное положение цилиндров. Масса двигателя равна 187 килограммам. Оснащается карбюраторной системой подачи топлива либо инжектором. Рабочий ход поршня составляет 86 миллиметров, а диаметр цилиндра - 92 миллиметра. При этом рабочий объем двигателя составляет 2286 сантиметров кубических и способен развивать мощность в 177 "лошадок" при 3500 оборотах в минуту.
ЗМЗ-406 карбюратор (402-й мотор) выпускался с 1996 года и успел зарекомендовать себя как простой и надежный агрегат. Данное устройство развивает мощность 110 лошадиных сил. Расход топлива автомобиля на этом двигателе зачастую зависит от манеры вождения и условий эксплуатации. Система питания карбюраторного агрегата довольно надежна. При своевременном обслуживании и нормальной эксплуатации, с применением качественного смазывающего материала и бензина, он может пройти до 500 тысяч километров пробега без серьезных поломок. Конечно, за исключением расточки коленвала, которая необходима этому агрегату раз в 250 тысяч километров.
На двигателях ЗМЗ-406 зажигание осуществляется путем воспламенения топливной смеси с помощью микропроцессорной системы. Для всех рабочих режимов двигателя электроника устанавливает необходимый угол опережения воспламенения. Также она выполняет функцию регулировки рабочего процесса экономайзера принудительного холостого хода. За счет работы этой системы двигатель отличается своими высокими экономическими показателями, ведется контроль нормы токсичности отработанных газов, исключается момент детонации и повышается мощность силового узла. В среднем автомобиль "ГАЗель" расходует порядка 8-10 литров бензина на 100 километров пути при средних нагрузках. Однако если перевести его на пропан или метан, "аппетит" машины возрастает почти в два раза.
При включении зажигания автомобиля автоматически вступает в работу система диагностики мотора ЗМЗ-406 (карбюратор ЗМЗ-405 - не исключение). Факт исправной работы электроника сигнализирует световой датчик. Он должен потухнуть при запуске двигателя.
В том случае, если диод продолжает светиться, это указывает на неисправность элементов и деталей электронной системы зажигания. В таком случае поломку следует немедленно устранить.
По техническим характеристикам и составным деталям двигатель с инжекторной системой питания не особо отличается от карбюраторного аналога 405-й модели.
При должной эксплуатации этот агрегат не менее надежен и практичен нежели с карбюратором, а вдобавок имеет и свои преимущества:
Единственным минусом инжекторного мотора является дороговизна в ремонте и обслуживании системы.
Провести диагностические и ремонтные работы не представляется возможным без специального оборудования и диагностических стендов. Поэтому осуществить самостоятельный ремонт двигателя ЗМЗ-406 инжектор - достаточно хлопотное дело. Зачастую при возникновении поломок в системе впрыска автолюбителю приходится пользоваться услугами специализированных центров по обслуживанию топливной аппаратуры, что может стоить недешево и занять довольно длительное время. Для того чтобы как можно реже сталкиваться с данной проблемой, необходимо своевременно производить замену топливных фильтров и заправлять автомобиль качественным бензином.
Все модификации двигателей оснащались одной головкой, которая соответствовала требованиям "Евро 2". С введением дополнительных требований "Евро 3" она была доработана и усовершенствована. Она не взаимозаменяема с предыдущей моделью.
В новой головке отсутствуют проточки системы холостого хода, теперь их функции возложены на электронный управляемый дроссель. Передняя стенка детали оснащена отверстиями для крепления защитного кожуха цепи, а с левой стороны расположены отливы для монтажа кронштейнов ресивера системы впуска. Деталь имеет запрессованные вставки из чугуна и направляющие втулки клапанов. Последние не нуждаются в периодической регулировке, так как их привод осуществляется с помощью цилиндрических толкателей с гидрокомпенсаторами. Модернизированная головка ЗМЗ-406 снизилась в весе на 1,3 килограмма. Устанавливая ее на двигатель, используют металлическую многослойную прокладку головки блока.
Усовершенствуя двигатель ЗМЗ-406, инженеры смогли доработать картер и модернизировать процесс отливки. Так, удалось оснастить блок протоками в отливке между цилиндрами. Благодаря этому данный элемент стал жестким, а крепление головки осуществляется за счет более глубоких резьбовых отверстий и удлиненных болтов. В нижней части картера имеются отливы, образующие опоры коленвала вместе с крышками коренных подшипников. Крышки отлиты из чугуна и крепятся к блоку при помощи болтов.
Распредвал ЗМЗ-406 изготовлен путем отлива из чугуна с последующей обработкой и закалкой. Валы приводятся в движение за счет цепной передачи. На двигателе установлены два вала, профили кулачков которых имеют одинаковый размер.
Осевое смещение кулачков составляет один миллиметр по отношению к гидротолкателям. Этот фактор способствует вращению элементов гидроприводов при работающем двигателе, что существенно влияет на износ рабочей поверхности толкателя и делает его равномерным.
Цепной привод валов имеет гидравлические натяжители, которые работают от давления масла в смазывающей системе. Детали действуют на цепи непосредственно через пластиковые башмаки, которые крепятся на осях. На двигателях ЗМЗ-406 после модернизации для повышения практичности и долговечности стали применять вместо башмаков звездочки. Последние фиксируются на поворотных рычагах. Крепежные оси звездочек взаимозаменяемы с осями башмаков. Вместо удлинителя оси башмака натяжения верхней цепи стали использовать проставку, крепление которой к блоку осуществляется болтами.
Двигатель ЗМЗ-406 оснащается цепями привода распределительных валов. Их нет возможности заменить цепями, которые устанавливали на более ранние версии моторов.
Они отливаются из сплава алюминия и имеют проточки под два кольца компрессионных и одно маслосъемное. Во время работы днище поршня охлаждается маслом через масленку в верхней головке шатуна.
Сферическая рабочая поверхность верхнего компрессионного кольца имеет слой покрытия хромом, что способствует лучшей притирке кольца. Второй элемент покрыт слоем олова. Маслосъемное кольцо - комбинированного типа, оно состоит из расширителя и двух стальных дисков. Крепление поршня к шатуну осуществляется при помощи пальца, фиксируемого на два штопорных кольца.
Отлит из чугуна с последующей обработкой и закалкой поверхности шеек токами высокой частоты. Устанавливается в блоке на пяти коренных подшипниках.
Перемещение коленвала соответственно оси ограничивается штопорными полукольцами, которые размещены в проточных пазах опоры и крышки третьего коренного подшипника. На валу находятся противовесы в количестве восьми штук. К задней части вала крепится маховик, в отверстии которого впрессована распорная втулка и подшипник качения первичного вала коробки переключения передач.
Силовая установка ЗМЗ-406 оснащена комбинированной системой смазки. Под действием давления происходит процесс смазки поршневых пальцев, шатунных и коренных подшипников коленвала, смазываются опорные точки распределительных валов, гидропривод клапанов, промежуточный вал и ведомая шестерня масляного насоса. Все другие детали и элементы мотора смазываются посредством разбрызгивания масла.
Масляный насос - шестеренчатого типа, имеет одну секцию и приводится в действие от промежуточного вала через винтовые шестерни. Система смазки оснащена масляным радиатором и полнопроточным фильтром очистки.
Вентиляция картера закрытого типа, с принудительным отводом газов.
Итак, мы привели подробное описание всех узлов, агрегатов и систем двигателя. Схема ЗМЗ-406 находится на фото выше.
Как бы много не было под капотом машины лошадей, их всегда бывает недостаточно. Хотя мощность инжекторного мотора ЗМЗ 406 по техническому паспорту составляет 145 л. с., этого бывает достаточно не всем автовладельцам.
Про увеличение мощности двигателя ЗМЗ 406 с инжектором мы сегодня расскажем.
Машины на которых установлен 406 двигатель, обычно отличаются большой массой, следовательно, чтобы обеспечить хорошую динамику, они нуждаются в подходящем силовом агрегате.
Какие существуют способы увеличения мощности инжектора ЗМЗ-406?
Максимальной расточкой цилиндров, можно только нанести вред силовому агрегату и уменьшить его ресурс.
В целом полная переборка двигателя и установка поршней имеющих меньший вес и облегченного коленвала является дорогим удовольствием. Конечно, наиболее оптимальным вариантом является установка на мотор турбины.
По сравнению с другими способами увеличения мощности, турбина наносит меньше вреда силовому агрегату.
При использовании ее на ЗМЗ-406, можно будет увеличить мощность двигателя до 200 л.с. Кроме того, сегодня встречаются разные виду турбокомпрессоры, которые отличаются простотой установки и не нуждаются в особом внимании со стороны автовладельцев.
Увеличение мощности двигателя ЗМЗ 406 механическим наддувом.
Все разновидности компрессоров могут быть условно разделены на 2 больших группы: с механическим наддувом и турбонаддувом. Оба этих типа обладают своими плюсами и минусами, также у них есть свои поклонники и противники.
Каким же типом компрессора лучше всего пользоваться для двигателя ЗМЗ-406? И вообще что собой представляет механический наддув?
Принцип работы механического наддува достаточно прост. Его конструкция напоминает масляный насос. Он состоит из двух осей, на которых располагаются шестерни с зубьями в зацеплении.
По аналогии с масляным насосом ЗМЗ-406, которым создается давление в системе смазки, компрессором создается давление воздуха. В движение компрессор приводится коленчатым валом мотора.
Механический наддув имеет несколько недостатков. Самый главный заключается в значительном уменьшении КПД из-за использования коленчатого вала для привода компрессора, что приводит к росту нагрузки на двигатель.
Из-за высокого давления после компрессора, увеличивается вероятность просачивания воздуха обратно. Чтобы этого не происходило, применяют многоступенчатую подачу воздуха несколькими насосами, установленными один за другим. Однако это приводит к усложнению и удорожанию конструкции.
Увеличение мощности двигателя ЗМЗ 406 тупбонаддувом. Лучшие показатели для инжектора ЗМЗ-406 показывает турбонаддув.
В нем нет никакого ременного привода от коленвала, а его конструкция намного надежнее, дешевле и неприхотливее.
Принцип работы турбонаддува предельно прост: внутри выпускного коллектора имеется крыльчатка, приводимая в движение выхлопными газами, причем, количество оборотов турбины может превышать больше 200 тысяч.
Турбина и нагнетатель воздуха располагаются на одной оси вместе с крыльчаткой, внутри выпускного коллектора.
То есть инжекторному двигателю не нужно тратить силы на раскрутку компрессора, благодаря чему его КПД не уменьшается а, наоборот, растет.
Однако турбонаддув, также имеет несколько минусов, хотя, они не столь существенны.
Про увеличение мощности двигателя ЗМЗ 406 с инжектором мы рассказали, удачи на дорогах!
Можно с большой уверенностью сказать, что ЛЬВИНАЯ доля грузоперевозок сегодня приходится на автомобили Горьковского Автозавода. Двигатель 406 Газель имеет три модификации – две карбюраторные и одну инжекторную. Причем, инжекторный двигатель устанавливается как на микроавтобусы, так и на легковые автомобили.
К преимуществам 406 двигателя Газели можно отнести его экономичность, при высокой мощности. Что бы ни говорили, но надежность у двигателя высокая, только при правильном обслуживании и эксплуатации. Но есть и свои недостатки. Двигатель очень привередлив к качеству моторного масла и к свечам зажигания. Плюс – система охлаждения двигателя несовершенна, возникает перегрев, так как нередко вентилятор на радиаторе отказывается работать.
Плюсы и минусы есть везде, но в целом, двигатель 406 – это надежный агрегат, который заслужил доверие многих автомобилистов. Ко всему прочему, в магазинах широкий выбор запчастей для этих двигателей. В случае поломки какого-то узла или капитального ремонта двигателя, вы потратите не очень много средств. Если сравнивать с обслуживанием двигателей зарубежного производства.
Все три модификации (ЗМЗ-4061.10, ЗМЗ-4062.10 и ЗМЗ-4063.10) имеют рабочий объем 2,3 литра. Только первый двигатель карбюраторный, рассчитан под 76-й бензин, второй – инжекторный, под 92-й бензин, а третий – карбюраторный, также под 92-й. Диаметр цилиндра и ход поршня во всех трех модификациях одинаковый – 92 и 86 миллиметров, соответственно. Различная мощность у двигателей, в зависимости от модификации. Например, двигатель Газель 4061.10 имеет мощность сто лошадиных сил, 4062.10 – 145 лошадиных сил, а 4063.10 – сто десять.
Применение инжекторной системы впрыска позволило поднять не только мощность, но и увеличить крутящий момент. Если на карбюраторном двигателе Газель, работающем на 76-м бензине, крутящий момент составляет 176 Нм, то на инжекторном варианте он уже равен 200 Нм. Соответственно, применение более мощного двигателя улучшает динамические характеристики автомобиля как с грузом, так и без. Это придает груженой Газели уверенность даже при прохождении подъемов.
Двигатель 406 – это, можно сказать, первый мотор, который работает под управлением электроники. Впервые в двигателе была применена электроника немецкой фирмы Bosch, причем, в большом количестве. Также, на Газелях внедрена двухконтурная система зажигания, с двумя катушками. Электронные блоки управления – отечественного производства (МИКАС, СОАТЭ).
1 – сливная пробка; 2 – масляный картер; 3 – выпускной коллектор; 4 – кронштейн опоры двигателя; 5 – кран слива охлаждающей жидости; 6 – водяной насос; 7 – датчик лампы перегрева охлаждающей жидкости; 8 – датчик указателя температуры охлаждающей жидкости; 9 – датчик темпера; 10 – термостат; 11 – датчик лампы аварийного давления масла; 12 – датчик указателя давления масла; 13 – шланг вентиляции картера; 14 – указатель (щуп) уровня масла; 15 – катушка зажигания; 16 – датчик фазы; 17 – теплоизоляционный экран.
Блок цилиндров отлит из серого чугуна. Между цилиндрами имеются каналы для охлаждающей жидкости. Цилиндры выполнены без вставных гильз. В нижней части блока находятся пять опор коренных подшипников коленчатого вала. Крышки коренных подшипников изготовлены из ковкого чугуна и крепятся к блоку двумя болтами. Крышки подшипников растачиваются совместно с блоком, поэтому их нельзя менять местами.
На всех крышках, кроме крышки третьего подшипника, выбиты их порядковые номера. Крышка третьего подшипника совместно с блоком обработана по торцам для установки полушайб упорного подшипника. К торцам блока болтами привернуты крышка цепи и сальникодержатель с манжетами коленвала. Снизу к блоку крепится масляный картер. Сверху на блоке установлена головка блока цилиндров, отлитая из алюминиевого сплава. В ней установлены впускные и выпускные клапаны. На каждый цилиндр установлены по четыре клапана, два впускных и два выпускных. Впускные клапаны расположены с правой стороны головки, а выпускные - с левой.
Привод клапанов осуществляется двумя распределительными валами через гидравлические толкатели. Применение гидротолкателей исключает необходимость регулировки зазоров в приводе клапанов, так как они автоматически компенсируют зазор между кулачками распределительных валов и стержнями клапанов. Снаружи на корпусе гидротолкателя имеется канавка и отверстие для подвода масла внутрь гидротолкателя из масляной магистрали.
1 – диск синхронизации; 2 – датчик частоты вращения и синхронизации; 3 – масляный фильтр; 4 – стартер; 5 – датчик детонации; 6 – трубка слива охлаждающей жидкости; 7 – датчик температуры воздуха; 8 – впускная труба; 9 – ресивер; 10 – катушка зажигания; 11 – регулятор холостого хода; 12 – дроссель; 13 – гидронатяжитель цепи; 14 – генератор.
Гидротолкатель имеет стальной корпус, внутри которого приварена направляющая втулка. Во втулке установлен компенсатор с поршнем. Компенсатор удерживается во втулке стопорным кольцом. Между компенсатором и поршнем установлена разжимная пружина. Поршень упирается в донышко корпуса гидротолкателя. Одновременно пружина поджимает корпус обратного шарикового клапана.
Когда кулачок распределительного вала не нажимает на гидротолкатель, пружина прижимает через поршень корпус гидротолкателя к цилиндрической части кулачка распределительного вала, а компенсатор - к стержню клапана, выбирая при этом зазоры в приводе клапанов. Шариковый клапан в этом положении открыт, и масло поступает в гидротолкатель. Как только кулачок распределительного вала повернется и нажмет на корпус толкателя, корпус опустится вниз и шариковый клапан закроется.
Масло, находящееся между поршнем и компенсатором, начинает работать как твердое тело. Гидротолкатель под действием кулачка распредвала движется вниз и открывает клапан. Когда кулачок, поворачиваясь, перестает давить на корпус гидротолкателя, он под действием пружины перемещается вверх, открывая шариковый клапан, и весь цикл повторяется снова.
1 – масляный картер; 2 – приемник масляного насоса; 3 – масляный насос; 4 – привод масляного насоса; 5 – шестерня промежуточного вала; 6 – блок цилиндров; 7 – впускная труба; 8 – ресивер; 9 – распределительный вал впускных клапанов; 10 – впускной клапан; 11 – крышка клапанов; 12 – распределительный вал выпускных клапанов; 13 – указатель уровня масла; 14 – гидравлический толкатель клапана; 15 – наружная пружина клапана; 16 – направляющая втулка клапана; 17 – выпускной клапан; 18 – головка блока цилиндров; 19 – выпускной коллектор; 20 – поршень; 21 – поршневой палец; 22 – шатун; 23 – коленчатый вал; 24 – крышка шатуна; 25 – крышка коренного подшипника; 26 – сливная пробка; 27 – корпус толкателя; 28 – направляющая втулка; 29 – корпус компенсатора; 30 – стопорное кольцо; 31 – поршень компенсатора; 32 – шариковый клапан; 33 – пружина шарикового клапана; 34 – корпус шарикового клапана; 35 – разжимная пружина.
В головке блока с большим натягом установлены седла и направляющие втулки клапанов. В нижней части головки блока выполнены камеры сгорания, в верхней – расположены опоры распределительных валов. На опорах установлены алюминиевые крышки. Передняя крышка является общей для опор впускного и выпускного распределительных валов. В этой крышке установлены пластмассовые упорные фланцы, которые входят в проточки на шейках распределительных валов. Крышки растачиваются совместно с головкой блока, поэтому их нельзя менять местами. На всех крышках, кроме передней, выбиты порядковые номера.
Распределительные валы отлиты из чугуна. Профили кулачков впускного и выпускного валов одинаковые. Кулачки смещены на 1,0 мм относительно оси гидротолкателей, что при работе двигателя заставляет их вращаться. Это уменьшает износ поверхности гидротолкателя и делает его равномерным. Сверху головка блока закрыта крышкой, отлитой из алюминиевого сплава. Поршни также отлиты из алюминиевого сплава. На донышке поршня выполнены четыре углубления под клапаны, которые предотвращают удары поршня по клапанам при нарушении фаз газораспределения.
Для правильной установки поршня в цилиндр на боковой стенке у бобышки под поршневой палец отлита надпись: «Перед». Поршень устанавливают в цилиндр так, чтобы эта надпись была обращена к передней части двигателя. На каждом поршне установлены два компрессионных и одно маслосъемное кольца. Компрессионные кольца отлиты из чугуна. Бочкообразная рабочая поверхность верхнего кольца покрыта слоем пористого хрома, что улучшает приработку кольца.
Рабочая поверхность нижнего кольца покрыта слоем олова. На внутренней поверхности нижнего кольца имеется проточка. Кольцо должно устанавливаться на поршень этой проточкой вверх, к днищу поршня. Маслосъемное кольцо состоит из трех элементов: двух стальных дисков и расширителя. Поршень крепится к шатуну с помощью поршневого пальца «плавающего типа», т.е. палец не закреплен ни в поршне, ни в шатуне. От перемещения палец удерживается двумя пружинными стопорными кольцами, которые установлены в канавках бобышек поршней. Шатуны стальные кованые, со стержнем двутаврового сечения.
В верхнюю головку шатуна запрессована бронзовая втулка. Нижняя головка шатуна с крышкой, которая крепится двумя болтами. Гайки шатунных болтов имеют самостопорящуюся резьбу и поэтому дополнительно не стопорятся. Крышки шатунов обрабатываются совместно с шатуном, и поэтому их нельзя переставлять с одного шатуна на другой. На шатунах и крышках шатунов выбиты номера цилиндров. Для охлаждения днища поршня маслом в стержне шатуна и верхней головке выполнены отверстия. Масса поршней, собранных с шатунами, не должна отличаться более чем на 10 г для разных цилиндров.
В нижнюю головку шатуна устанавливают тонкостенные шатунные вкладыши. Коленчатый вал отлит из высокопрочного чугуна. Вал имеет восемь противовесов. От осевого перемещения его удерживают упорные полушайбы, установленные на средней шейке. К заднему концу коленчатого вала прикреплен маховик. В отверстие маховика вставлены распорная втулка и подшипник первичного вала коробки передач. На шатунах и крышках шатунов выбиты номера цилиндров. Для охлаждения днища поршня маслом в стержне шатуна и верхней головке выполнены отверстия. Масса поршней, собранных с шатунами, не должна отличаться более чем на 10 г для разных цилиндров.
В нижнюю головку шатуна устанавливают тонкостенные шатунные вкладыши. Коленчатый вал отлит из высокопрочного чугуна. Вал имеет восемь противовесов. От осевого перемещения его удерживают упорные полушайбы, установленные на средней шейке. К заднему концу коленчатого вала прикреплен маховик. В отверстие маховика вставлены распорная втулка и подшипник первичного вала коробки передач.
В 2004 году. В новом автомобиле произошли существенные изменения, но много чего осталось от предшественника. В частности, на новую «Волгу» с самого начала устанавливали двигатели ЗМЗ 402 и ЗМЗ 406.
Двигатель ЗМЗ 402 в разрезе
В дальнейшем линейка моторов на 31105 сменилась – с 2006 года в серию пошли модели «сто пятой» с «Крайслеровским» двигателем объемом 2,4 литра, также добавился силовой агрегат ЗМЗ 405 объемом 2,5 л.
Странно, что вообще этот ДВС оказался на новой машине – нельзя же одним и тем же мотором оснащать автомобили так много лет. Впервые этот двигатель серийно стал устанавливаться на переходную в 1985 году, и с того времени не претерпел практически никаких изменений. Тем не менее, на он шел с завода в 2004 и 2005 году.
Замена масляного фильтра в моторе ЗМЗ-402
Из всех , 402-ой мотор самый маломощный и низкооборотистый. У него есть свои характерные неисправности, которые чаще всего встречаются:
Если со многими недостатками еще как-то можно было мириться, то выпадение седла клапана становилось настоящей катастрофой для автовладельца.
Разборка двигателя ЗМЗ 402
Несомненным плюсом 402-ого является то, что в него можно лить практически любое моторное масло. Таксисты в целях экономии доходили до того, что заправляли мотор самым дешевым «Камазовским» маслом и автолом М8. Причем доливку делали тем маслом, что было под рукой.
Оставалось только удивляться, как этот движок еще работает – при разборке нередко после такой эксплуатации можно было наблюдать не только нагар на всех внутренних деталях 402-ого, но и свернувшуюся консистентную смазку типа «солидол».
Читайте также
Радиаторы охлаждения и отопления на ГАЗ-31105
Всего двигатель 402-ой производился в двух вариантах:
Дефорсированный мотор ЗМЗ 4021 имеет увеличенную камеру сгорания, и все отличие его от ЗМЗ 402 заключается только в ГБЦ, которая выше на 4 мм.
Технические характеристики ДВС ЗМЗ 402:
К тому времени, как мотор ЗМЗ 406 появился на «Волге» 31105, он уже был хорошо проверен на предыдущей модели 3110, и зарекомендовал себя в основном с положительной стороны. ДВС 406 серийно стал устанавливаться на «Волге» 3110 с 1997 года, и при меньшем объеме (2,3 л) имел большую мощность и лучший крутящий момент. Правда, в связи наличием электронной системы управления у ЗМЗ 406 добавились новые проблемы – нередко выходили из строя датчики и ЭБУ, происходили обрывы и замыкания в подкапотной проводке.
Так выглядит готовый к установке двигатель ЗМЗ 406
У 406-ого были свои «болячки»:
В конструкции ЗМЗ не продумана конструкция натяжения цепей ГРМ. Удлинитель верхнего башмака цепи имеет большую нагрузку, и нередко обламывается.
Цепь ГРМ на двигателе ЗМЗ 406
Читайте также
Двигатель ЗМЗ 406 установленный на автомобиле ГАЗ-31105
Обрыву цепей способствует и заклинивание верхнего натяжителя. Но сначала при неисправном натяжителе появляется звук «работающего дизеля». Если автовладелец, не обращая внимания на шум, продолжает ездить, в результате попадает на ремонт – замену цепей ГРМ.
Превышение температуры охлаждающей жидкости с двигателем ЗМЗ 406 допускать нельзя – болты крепления ГБЦ быстро ослабевают, и происходит пробой прокладки головки блока. Поверхность ГБЦ часто коробится – в некоторых случаях ее фрезеруют на станке, но нередко головку приходится менять. У ГБЦ цена ощутимая, и ремонт в результате получается дорогим.
Разобранный мотор ЗМЗ 406
Еще насчет бензонасосов – на 406-ых моторов в основном они наружные, и устанавливаются под днищем автомобиля рядом с бензобаком.
На первых моделях 3110 завод комплектовал автомобиль бензонасосами фирмы Bosch, эти детали отличались высокой надежностью. Но затем стали выпускаться российские запчасти – вот они и стали проблемными на ГАЗ 3110 и ГАЗ 31105.
Нередко выходит из строя блок управления двигателем на моторе ЗМЗ 406. Неисправность может выявляться по-разному – двигатель начинает троить, не развивать оборотов.
Схема управления двигателем ЗМЗ-406
Технические характеристики ЗМЗ 406:
