Сегодня самыми массовыми двигателями для «Газели» являются ЗМЗ-406 с рабочим объемом 2,3 литра, которые с 1996 года начали постепенно вытеснять моторы ЗМЗ-402. Еще в 1992 году на Заволжском моторном заводе был открыт цех малых серий, в котором было организовано опытно-промышленное производство двигателей нового семейства ЗМЗ-406. А первые эскизы были сделаны конструкторами при одобрении существовавшего тогда Министерства автомобильной промышленности СССР. Мысль, свербившая мозг многих эксплуатационников с 1970 года - «почему нельзя сделать большой „жигулевский“ мотор для „Волги“ и РАФика?» - получила свое воплощение в чугуне и алюминии. Хотя, конечно, при детальном рассмотрении общего между ними ничего нет, ЗМЗ-406, скорее, просто схож с любым хорошим бензиновым двигателем того времени. И не сильно устарел и сегодня. Он стал первым в России электронно-управляемым впрысковым (инжекторным) двигателем такого класса, да еще и с 16- клапанной двухвальной головкой. Как курьез сегодня вспоминается история с завышенной до 150 л. с. мощностью моторов «Волг» (сколько денег было переплачено на налоги…), но в целом двигатель оказался очень резвым. На нижегородскую полуторку долгое время устанавливали только карбюраторные версии ЗМЗ-4061.10 и ЗМЗ-4063.10, развивающие соответственно 100 и 110 лошадиных сил.

Вопреки ожиданиям мотор сохранил традиционную ремонтопригодность двигателей ЗМЗ. Коленвал шлифуется в три размера через 0,25 мм, блок цилиндров можно растачивать дважды с увеличением на 0,5 миллиметра. Чугуный блок не столь чувствителен к «паленому» антифризу, как алюминиевый у ЗМЗ-402, а отсутствие гильз только прибавило жесткости и устранило возможные утечки охлаждающей жидкости. Специалистам ЗМЗ удалось в начале 90-х прозорливо предположить развитие тенденций с ремонтом двигателей, сложившихся спустя десять лет. Как в воду глядели - мотор ЗМЗ с расточенным в последний размер блоком обычно стоит на «Газели», двигающейся своим ходом на пункт приема металлолома. Все на ней уже изношено, даром никому не нужно, но двигатель еще жив.

Масляное голодание ЗМЗ-406

Как и все современные моторы, семейство ЗМЗ-406 оказалось весьма требовательно к качеству применяемого масла. К сожалению, многие перевозчики пренебрегали рекомендациями завода. Ведь «406-й» мотор более привередлив в масляном меню, чем ЗМЗ-402, который довольствовался стандартной группой масел с кодом API SE и SF, или по нашему с группой эксплуатационных свойств «Г», типа М10Ги, М12Ги, М5з/10Г. Быть может, при более частой периодичности замены масел этой группы качества и хватало бы, но стоит вспомнить, что в конце 90-х на рынке было полным-полно ГСМ крайне низкого качества. Так что «масляные пираты» внесли свой вклад в создание негативного имиджа двигателю ЗМЗ- 406.

При смене марки масла и производителя, и тем более при переходе на масло другой основы, вязкости или качества желательно промыть систему смазки двигателя. Однако у двигателя ЗМЗ-406 под клапанной крышкой, около клапанов и в масляных каналах головки блока остается примерно 300- 350 г масла. Половину из этого количества можно удалить, отвернув пробку в головке около датчиков давления. При переходе на синтетику вместе с затратами увеличиваются и пробеги до следующей замены до 15–20 тысяч км, что немного компенсирует вложения. Ну а многочисленные присадки к маслам лучше не использовать, а положиться на качество основного масла. В нем заложены все необходимые добавки для долговечной работы двигателя.

Для нового семейства, в конструкции которого применили гидротолкатели клапанов и гидронатяжители цепей привода ГРМ, рекомендуется применять масла улучшенного качества с кодом API SG, SH, SJ и не экономить на масляном фильтре. Ведь частички металла или отложения, попадая в узкие каналы или зазоры между сопряженными деталями меньше полмиллиметра закупоривают их, выводят из строя нежные гидравлические устройства. Отказ одного или нескольких гидротолкателей клапанов сразу заметен по характерному звонкому и частому стуку под клапанной крышкой. Конечно, к немедленным и большим разрушениям этот стук не приведет, но долго ездить с такой неисправностью не следует. Ведь пустой гидротолкатель не будет полностью открывать свой клапан, а значит, двигатель потеряет мощность. Кроме того, излишние ударные нагрузки на кулачок распредвала ресурса ему тоже не добавляют. Чтобы устранить стуки, необходима замена гидрокомпенсаторов, а это удовольствие не из дешевых. Те перевозчики, которые не экономили на масле, заливали полусинтетику или синтетику требуемого качества, горя не знали с новыми моторами, особенно если везло с качеством самих гидронатяжителей и гидрокомпенсаторов.

Шаг и ресурс цепи ЗМЗ-406

Увы, поспешный запуск в производство этого мотора не лучшим образом сказался на его качестве и ресурсе. Конечно, были и тогда отдельные экземпляры двигателей, набегавшие по 200 тысяч километров и более, но в основном проблемы возникали гораздо раньше. В то время ахиллесовой пятой нового перспективного мотора оказалась прецизионная плунжерная пара гидронатяжителя цепи привода ГРМ. Их в ЗМЗ-406 два, каждый работает на свою цепь. У тех натяжителей, которые шли на конвейер ЗМЗ, оказался чрезмерно велик шаг перемещения толкателя до очередной фиксации. Он составлял почти три миллиметра, а загрязнение или недостаточная точность обработки прецизионных пар вело к заклиниванию гидронатяжителя. При этом не обеспечивалось в необходимой степени демпфирование колебаний ведомой ветви цепи. Возрастали ударные нагрузки, что вызывало преждевременный износ деталей натяжного устройства и пластмассового башмака. Если водитель не обращал внимания на возникший шум, почти грохот ослабшей цепи, и продолжал движение, то разрушался башмак. А там, как повезет. В лучшем случае цепь перескакивала по зубьям звездочек, сбивались фазы газораспределения, и мотор останавливался. Хорошо, что конструкторы позаботились сделать выборки в поршнях для тарелок клапанов - их не гнуло. В этом случае ремонт сводился к восстановлению установки фаз и замене или «перезарядке» гидронатяжителя. Если цепь обрывалась, то часто еще и деформировалась передняя алюминиевая крышка, приходилось и ее покупать. Из-за такой мелочи срывались рейсы, машина на день-два вставала к забору. Самое обидное - поломки возникали на сравнительно молодом моторе, с пробегом всего-то в 30–40 тысяч километров. Часто установка нового гидронатяжителя давала лишь временный результат, потом опять все повторялось. Умельцы даже стали приспосабливать на двигатели ЗМЗ406 цанговые пружинные натяжители от мотора ВАЗ-2101 - отрегулировать натяжение цепей раз в 15–20 тысяч километров особого труда не составляло. Еще дальше пошла московская фирма «СЕТ», ее конструкторы в конце 90-х разработали свой вариант и установили на заволжский мотор натяжную звездочку вместо пластмассового башмака. Подобная схема применялась на уфимских моторах «Москвича-412», а в 80-х годах спортсмены ставили звездочку на двигатель «Жигулей». В последние пять лет положение с гидронатяжителями изменилось к лучшему. Появились альтернативные производители этого узла, их уже несколько разновидностей. Известно шесть основных конструкций гидронатяжителей для ЗМЗ-406, а всего набирается свыше полутора десятков вариантов, встречаются даже газонаполненные. В 2004 году Заволжский завод отказался от применения пластмассовых башмаков натяжителей, их место заняли звездочки. Получилось довольно надежно, хотя изготовлены они несколько небрежно - подшипник звездочки с большим люфтом, а ее кронштейн, как будто согнут вручную.

МНЕНИЕ

Семейное дело

В целом, в сравнении с двигателем ЗМЗ-402 «четырестошестой» более компактный мотор, причем межцилиндровое расстояние, диаметр шеек коленвала и поршневого пальца стали меньше, но при этом не потеряли в ресурсе. Двигатель ЗМЗ-406 стал родоначальником для других моторов семейства, сохраняя унификацию конструкции и технологий. В частности, у всех двигателей ЗМЗ-406, 405 и 409 одинаковая высота блока от оси коленвала до плоскости разъема с головкой, одинаковые шатуны, а разницу в радиусе кривошипа компенсируют изменением расстояния от оси поршневого пальца до днища поршня. Для «Газелей» главное достоинство двигателей ЗМЗ-405 и ЗМЗ-409 рабочим объемом 2,5 и 2,7 литра - больший крутящий момент: 215,8 Н.м и 235,4 Н.м при 4000 об/мин. В сравнении со стариной ЗМЗ-402 он больше на 23 процента. Но на «Газели» устанавливали только моторы ЗМЗ-405, более мощные ЗМЗ-409 по совокупности причин на Горьковский автозавод не поставляют. Установка на «Волги» и «Газели» двигателей Chrysler бразильской сборки - частичная альтернатива моторам ЗМЗ.

Улучшение ресурса ЗМЗ-406: новые веяния

С января 2008 года прекращен выпуск двигателей ЗМЗ-406, хотя они еще долго будут эксплуатироваться на уже выпущенных автомобилях, и со сборочного конвейера сходят моторы, соответствующие нормам Евро-3. Это впрысковые модификации ЗМЗ4052.10 и ЗМЗ-4092.10. Карбюраторные версии выпускают только для вторичного рынка и по заказу для комплектации экспортных поставок в те страны, где экологические требования менее жесткие. Для эксплуатации в России на «Газели» устанавливают только 405-й мотор. Причем кроме системы впрыска топлива двигатели претерпели ряд существенных изменений, направленных на увеличение ресурса.

Старый блок ЗМЗ-405 легко узнать по поперечным прорезям шириной около 2 миллиметров между цилиндрами у поверхности разъема с головкой. Эти протоки в рубашке системы охлаждения улучшали теплоотвод от стенок цилиндров, но при этом снижали жесткость верхней части блока. Даже при затяжке болтов крепления головки блока требуемым моментом стенки цилиндров несколько деформировались. Если же затягивали «на глазок», да еще хорошим воротком, то деформации увеличивались. Изменения геометрии сказывались на ресурсе и на увеличении расхода масла на угар. На двигателе ЗМЗ-406 таких деформаций не наблюдалось, ведь межцилиндровые перемычки 406-го блока, в сравнении с ЗМЗ-405, толще: 14 мм против 10,5 мм.

Для устранения деформаций у нового блока ЗМЗ-405 сделали на 24 мм длиннее резьбовую часть под болты головки, а межцилиндровые протоки спрятаны в глубине блока. Их увидеть можно только в разрезе.

Головка блока с введением норм Евро-3 также подверглась модернизации. С применением электронноуправляемого дросселя отпала необходимость в каналах системы холостого хода и шлангах подогрева дроссельного узла охлаждающей жидкостью. Поэтому-то старую головку на новый блок цилиндров установить не удастся. Тем более что прежнюю прокладку головки блока из безасбестового материала сменила металлическая, импортная фирмы Erling Klinger. Она двухслойная, схожая с теми, что применяют на современных легковых дизелях, при меньшем моменте затяжки болтов обеспечивает надежное уплотнение газовых стыков, а также каналов систем смазки и охлаждения. Толщина новой прокладки почти на миллиметр меньше старой, чтобы компенсировать этот размер, поршни сделали на полмиллиметра ниже.

Не секрет, что отечественные двигатели от многих иномарок отличаются повышенным расходом масла. Конечно, по поеданию масла мотор ЗМЗ-406 не идет ни в какое сравнение с ЗМЗ402. Вот тот действительно был прожорлив. Одна только сальниковая набивка заднего коренного подшипника - дань фордовским традициям, с 1932 года пьет кровь эксплуатационников. Коленвал на ЗМЗ-406 сразу уплотнили манжетными сальниками, причем передний стоит с внешней стороны крышки - при необходимости заменить его не составит труда. Вопреки ожиданиям пессимистов, держат масло, не пускают его в камеру сгорания маслосъемные колпачки клапанов. Они унифицированы с «жигулевскими», за более чем 30 лет их, похоже, научились делать - не дубеют, как прежде. Современные поршневые кольца тоже вносят свой вклад в дело уменьшения расхода масла, последнее время ставят чешского производства кольца фирмы Buzuluk. Сохранить их в целости и не допустить разрушения перемычек на поршнях помогает датчик детонации - корректирует установку зажигания. Хотя наши эксплуатационники и не любят электроники и тем более не доверяют нашей, но все же толк от нее есть.

И все же нет пределов совершенству. Ныне для снижения расхода масла на угар завод изменил технологию и параметры хонингования цилиндров. Чтобы мотор не потел на стыках, уплотненных прокладками, стали применять импортные. Прокладку поддона картера, ранее изготавливаемую из резинопробковой смеси, заменили металлической, фирмы Erling Klinger с эластомерным уплотнительным контуром и Т-образными стыками в местах сопряжения с передней крышкой и держателем сальника. Если при ремонте двигателя новой прокладки не окажется в продаже, можно поставить прокладку старого образца, они взаимозаменяемы. Переднюю крышку двигателя серьезно изменили,

сверху ее крепеж дополнили еще двумя отверстиями для более плотного контакта с головкой блока. К тому же на крышке изготовили площадку под установку автоматического натяжителя поликлинового ремня навесного оборудования. Его ресурс должен составлять около 150 тысяч километров. Такой натяжитель давно пора было сделать - из-за неудачной конструкции старого ролика на замену ремня нужно было тратить три часа. Сложность замены, вопреки ожиданиям, не компенсировалась ресурсом ремня. Импортные служат примерно 40–50 тыс. км, отечественные меньше - от 10 до 30 тысяч километров. Сильный износ наблюдается в зимнее время - изза перепада температур появляются поперечные трещины. Если ремень начинает лохматиться каркасной нитью, то она задевает датчик положения коленчатого вала, а при больших оборотах просто стучит по нему. И тут как повезет: или порвет провода, идущие к датчику, или отказывает сам датчик. В любом случае прекращается работа системы зажигания, и мотор глохнет. С установкой нового ролика изменилась и длина поликлинового ремня, с двигателем без насоса гидроусилителя он был 1220 мм, а стал длиной 1275 миллиметров. На моторах с гидроусилителями ремень подрос до 1413 мм.

Как бы то ни было, но нынешние моторы ЗМЗ для «Газели» - это та самая «синица» в руках перевозчика, которая, несомненно, лучше любого «журавля».

Конечно, медлительность, с которой двигатели избавляли от детских болезней, типично российская, но, обратите внимание, заводских недоработок не так уж и много, а число положительных отзывов эксплуатационников об этих моторах неуклонно растет. Пробег в 300–400 тысяч километров без капремонта перестает удивлять, а ведь эти двигатели уже в годах, их только незначительно коснулась модернизация. Те, что помоложе, должны быть еще крепче. Нет оснований жаловаться на отсутствие запчастей - есть любые и в каждой торговой точке. ГАЗ и ЗМЗ никогда ранее так не заботились об их качестве, а борьба с контрафактом ведется не на словах, а на деле (См. «Рейс» №3 за 2008 г. «Левый уклон»). И при том что требования к дилерам ужесточаются, сеть сервисных центров растет и ширится.

МНЕНИЕ

СПИРАЛЬ ЭВОЛЮЦИИ

В 2005 году «Ульяновский моторный завод» (УМЗ) вошел в состав «Группы „ГАЗ“ и продолжает выпускать двигатели для УАЗов и „Газелей“. Собственное моторное производство в условиях жесткой конкуренции позволило „Группе „ГАЗ“ обрести некоторую независимость от поставщиков и получить дополнительную прибыль. Моторы поставляются не только на сборочный конвейер ГАЗа, но и идут в запасные части, а это весьма емкий рынок. Отметим, что цели заменить на конвейере горьковского автозавода моторы ЗМЗ двигателями УМЗ не преследуется. В этом году планируется выпустить всего 20 000 моторов для „Газелей“, около 10% от потребности, и они лишь дополняют существующий ныне набор силовых агрегатов.

Двигатели УМЗ: эпоха 92х92

Из всех устанавливаемых ныне на «Газели» двигателей у ульяновского УМЗ421 самая длинная жизнь. В его основе мотор «Волги» ГАЗ М-21, которую поставили на конвейер еще в 1956 году. Конечно, за это время его несколько раз модернизировали, но до сих пор неизменными остались межцилиндровые расстояния у блока, диаметры коренных и шатунных шеек. А по большому счету: шатуны, распределительный и коленчатый вал, поддон масляного картера, да и внешне блок не спутать ни с одним другим мотором. А начиналось все в конце 60-х, начале 70-х с выпуска «буханок» и «головастиков» УАЗ-451 и УАЗ-452, а также вездеходов УАЗ-469, первоначально на них устанавливали в чистом виде волговский мотор. У них от нагрузок, связанных с ездой по бездорожью, а также от немалой массы коробки передач и раздатки, собранных воедино, трескался и разлетался пополам картер маховика. Концентраторами напряжений служили несколько вентиляционных отверстий, а как модернизировать картер, подсмотрели на двигателе ЗМЗ-24. Одновременно вместо фильтров грубой и тонкой очистки масла, («кастрюля» с картонным сменным элементом соединялась с блоком часто рвущимися шлангами), поставили полнопоточный масляный фильтр от «Жигулей». Это сразу увеличило ресурс двигателя, и такое решение оказалось более удачным, чем даже на ЗМЗ-24, хотя дальнейшую модернизацию вели с оглядкой именно на Заволжский моторный завод. Тогда они еще не были конкурентами. Изменили коленвал - коренные вкладыши стали одинаковой ширины, а их крышки - чугунными, с юбок поршней убрали термокомпенсационную прорезь, ввели закрытую систему вентиляции картера, сделали «круглыми» в сечении коллекторы. Следующая модернизация произошла в конце 80-х, в начале 90-х мотор получил обозначение УМЗ-417. К этому времени в Заволжье перешли на производство двигателей ЗМЗ-402, и головка блока ЗМЗ-24 досталась ульяновцам, появилась возможность поставить двухкамерные карбюраторы, увеличилась мощность. Установили масляный насос повышенной производительности, с большим диаметром шестерен - на всех режимах стало стабильнее давление масла. Благодаря этому «продвинутые» ремонтники перестали подсовывать гайку под пружину редукционного клапана, мотор оказался менее чувствителен к износу в сопряжениях валов.

Все это время на ульяновский моторный передавали несколько устаревшие конструкторские решения и технологии ЗМЗ, и он отставал в модернизации. Но на двигателе УМЗ-417 ульяновские конструкторы все же обогнали коллег-наставников, учитывая низкое качество наших РТИ, они вынесли передний сальник коленчатого вала на внешнюю сторону крышки.

Мотор УМЗ-421: конец набивке

В середине 90-х на конвейер в Ульяновске поставили мотор УМЗ-421. На нем, на радость эксплуатационникам, уже вместо асбестового шнура стоял сальник, и на задней цапфе коленвала ради этого изменили крепление маховика. С точки зрения завода, главным же событием стало применение поршней увеличенного до 100 мм диаметра, на это пошли ради увеличения мощности и крутящего момента. В сравнении с 2,5-литровыми моторами, момент вырос с 170 до 220 Н.м, а мощность - с 90 до 115 лошадиных сил.

В Заволжье к этому времени уже выпускали 16-клапанные моторы ЗМЗ-406, ульяновцам крыть было нечем, тут-то и вспомнили, что на далеком пращуре - двигателе ГАЗ-М21 для КГБ устанавливали «чайковскую» поршневую с «соткой» в диаметре. Но блоки в те времена отливали в «землю» и алюминия не жалели - стенки были очень толстыми, кроме того, гильза устанавливалась по верхнему и нижнему поясу. Блок оставался жестким даже с гильзами увеличенного размера. А нынешнее литье - не чета прежнему - алюминий в дефиците, потому на УАЗ-421 решили отказаться от сменных гильз и залить их в блок навечно. То есть создали новый блок цилиндров. Казалось бы, удобный случай отказаться от древнего и капризного поддона масляного картера с четырьмя прокладками, опустить разъем ниже оси коленвала. Сделать блок жестче и уменьшить вероятность утечек масла. Ан нет, все осталось попрежнему. Еще один просчет выявился при эксплуатации новых моторов, когда приходило время растачивать гильзы. Не на каждом станке оказывался «хобот» нужной длины, если его не хватало, и ход был недостаточным - приходилось выкручивать шпильки головки. На старых моторах со сменными гильзами этого никогда не делали. Надежно вкрутить их обратно после ремонта не всегда удавалось, при затяжке головки часто находилась одна или две, которые выползали из блока. Приходилось снимать головку, нарезать в блоке увеличенную резьбу - если удавалось найти метчики такой длины! А ведь можно было залить в алюминий десять длинных стальных закладных гаек и крепить головку болтами. Еще одна проблема была связана с тем, что в районе газового стыка блока и головки из-за особенностей заливки гильз сверху их бурта находился слой алюминиевого сплава блока. Он выгорал при работе двигателя даже с небольшим детанационным звоном, известно, чем больше диаметр поршня, тем выше склонность к детанации. Пока УМЗ-421 устанавливали только на УАЗики, да еще в исполнении «под 76-й бензин», просчет был незаметен. Какие могут быть пробеги на вездеходах… Самые серьезные испытания ждали мотор после того, как с 1998 года его начали устанавливать на некоторые модификации «Газелей». Здесь наложилось одно на другое: увеличенная нагрузка, большие пробеги и городские пробки, вызывающие перегрев двигателя. В результате имидж мотора у перевозчиков оказался существенно подорван.

Вместе с тем все признавали, что у него просто паровозная тяга с оборотов чуть больше холостых. Это неоспоримое достоинство моторов УМЗ. На этих двигателях, в отличие от заволжских, по-прежнему применен маховик большого диаметра, что позволяет разместить сцепление, способное передавать более высокий крутящий момент. А хорошая моментная характеристика играет первостепенную роль для мотора грузовика. Корзина сцепления, ведущая свою родословную от ГАЗ-51 - жесткая, с периферийными пружинами и вечно болтающимися лапками, давно уступила место современной с лепестковой диафрагменной пружиной. Ныне чаще всего ставят корзину немецкой фирмы «Luk», по мнению большинства перевозчиков, она ходит лучше других.

Не было случая, чтобы эксплуатационники жаловались на привод ГРМ шестернями и тосковали по цепям, а тем более по зубчатому ремню. Шестерен хватает на 300–400 тыс. километров, случаи поломок можно по пальцам пересчитать - зачем искать им альтернативу. Обычно первый, а то и второй капремонт на двигателях ЗМЗ-402 и УМЗ-417 делали без замены распредвала, стаканов-толкателей и шестерен. Единственная проблема, встречающаяся в приводе ГРМ на ульяновских моторах и ранее присущая двигателям ЗМЗ-402 - поломки оси коромысел при ослабших шпильках крепления, срыв мелкой резьбы в регулировочном винте, прекращение подачи смазки к верхнему наконечнику штанги. Незначительно изменив конструкцию, все это можно устранить.

МНЕНИЕ

Ветер перемен

А тяга к модернизации двигателей у завода появляется, но не по своей воле - конкуренция между производителями легких грузовиков ныне жесткая. «Группу „ГАЗ“, куда с 2005 года входит УМЗ, поджимают не только „европейцы“, „корейцы“ и „китайцы“ с дизельными двигателями (спору нет, в разной степени), соотечественники тоже не гарантируют того спокойствия, что было раньше. „СеверСталь Авто“ собирается серьезно потеснить „Газель“ на рынке своими FIAT Ducato и малотоннажными Isuzu, собранными в Елабуге а в Семенове Нижегородской области налаживают выпуск IVECO Daily (См. „Рейс“ №2 за 2008 год „Новая скважина „Самотлора“).

Переход России на нормы Евро-3 потребовал отказа от карбюраторов в системе питания ульяновских моторов, применения электронноуправляемого впрыска топлива. Завод комплектует двигатели УМЗ-4216 топливной аппаратурой фирмы Bosch, и, по заявлениям специалистов, они осилят даже перспективные Евро-4. После модернизации системы питания «Газели» с моторами УМЗ-4216 стали экономичнее, расход составляет 14–16 литров на 100 км при эксплуатации в смешанном режиме, против 16–18 литров у прежней карбюраторной модификации УМЗ-4215. Максимальная мощность двигателя, предназначенного для установки на «Газель», составляет 125 л. с., а крутящий момент - 240 Н.м, что положительно сказалось на динамике груженого автомобиля. Параллельно с улучшением экологических показателей были проведены работы по повышению надежности двигателей, качества сборки и увеличения ресурса. В доводке силовых агрегатов инженерам УМЗ помогали эксперты английской компании «Ultra Motive». Вместе с модернизацией двигателя УМЗ-421 на заводе ведутся работы по доводке конструкции и технологий для постановки в будущем на конвейер нового верхневального 16-клапанного двигателя УМЗ 249 с алюминиевым блоком и сохранением рабочего объема в 2,89 литра. Его выпуск ульяновцы планируют начать в 2010 году.

МНЕНИЕ

ШТАЙР -АЛЬПИЙСКАЯ ЛЕГЕНДА

Eще самые первые владельцы нижегородской полуторки мечтали об экономичном и надежном дизеле для нее. А его по-прежнему нет, хотя производство лицензионных дизелей Steyr освоили в Нижнем еще с 1995 года, сразу переименовав его в ГАЗ-560. Но и по сей день это редкий мотор, малознакомый перевозчикам. Однако есть в России место, где о нем знают все. Два года назад в питерском «Третьем парке» с этими дизелями работало около 800 «Газелей». Согласитесь, отличная статистическая выборка, можно составить достоверный список типичных поломок, при том, что тамошним инженерам и ремонтникам есть, с чем сравнивать. На одних маршрутах с этими «Газелями» работают машины с бензиновыми моторами, и даже с дизелями IVECO и, кроме того, дизельные Ford Transit и Mercedes Vario.

Дизель ГАЗ-560: опыт, сын ошибок трудных

Главная особенность двигателя Steyr M1 - блок цилиндров, объединенный с головкой в моноблок. Блок и головка - одна отливка, без крепежных шпилек или болтов, без всякого разъема и потому без прокладки ГБЦ. Снизу к моноблоку десятью болтами М12 (казалось бы, у дизеля болты должны быть толще) закреплен корпус коренных подшипников коленвала (вал полноопорный), причем эти же болты притягивают и коренные крышки. Сверху моноблока установлен корпус распредвала, привод ГРМ - зубчатым ремнем. Так что совсем без разъемов мотор сделать не получается.

У моноблочной конструкции, в сравнении с двигателями со съемной головкой, есть два достоинства. Первое - более высокая жесткость при одинаковой материалоемкости. Жесткость нужна, чтобы сохранить правильную геометрию у гильз цилиндров. Следовательно, мотор получается более легким, хотя при объеме в 2–2,5 литра разница будет невелика, порядка 10–15 килограммов. Второе преимущество - отсутствие прокладки головки блока, которая время от времени прогорает и на дизелях. То ли вода идет в цилиндры, то ли масло попадает в антифриз, но результат один - надо менять прокладку. Однако обычно с этой работой за 4–6 часов, может быть чуть дольше, успешно справляется более-менее квалифицированный водитель или моторист 3-го разряда. Недостатков оказалось гораздо больше. Сочетание хитроумной австрийской конструкции с российскими особенностями эксплуатации - создало редкую гремучую смесь.

Моноблок был известен еще в начале ХХ века, (вспомните АМО Ф-15, с которых начинался ЗиЛ), но двигатели тогда были большого объема и малофорсированные, не было нужды делать развитые каналы для рубашки выполнен надежными шестернями, а не зубчатым ремнем, как у Steyr M1. Часто именно с заменой ремня у австрийского мотора начинаются проблемы. Ремни, идущие на заводскую комплектацию, довольно долговечны, и периодичность их замены, согласно инструкции ГАЗа, составляет 120 тысяч километров. Но в «Третьем парке» ремни меняют превентивно на 90 тысячах. И все равно с оборванными ремнями притаскивают на веревке две-три машины в день. Одна из причин - на замену нет ремней нужного качества и надежности. На Steyr ставят импортные ремни двух фирм, и у обоих рвется пополам каркас, а вовсе не срезает зубья, как ожидалось. Один из этих ремней более толстый, тот ходит получше, но с трудом натягивается на зубчатый шкив распредвала, а своей тыльной стороной - на шкив водяного насоса. Бывает, вытягивает резьбу из алюминиевого корпуса распредвала, на которой вкручена шпилька натяжного ролика ремня ГРМ, тогда ремень проскакивает на несколько зубьев. Там всего-то резьба М10, для восстановления нарезают М12, она держит надежнее.

МНЕНИЕ

Иномарки не ломаются?

Известно, что на дизелях различных производителей предусмотрена некоторая защита, уменьшающая повреждения двигателя при обрыве ремня. У Volkswagen, при «встрече» клапанов и поршня, на несколько кусков лопается распредвал, но это все равно дешевле, чем менять головку. У чугунных 2,5 литровых двигателей Ford Transit, выпускаемых почти 20 лет, вплоть до начала третьего тысячелетия, только гнулись штанги. Это было очень удачное решение - выровнял их молотком, поставил на место, отрегулировал клапаны, и можно ездить дальше. У Steyr при обрыве ремня, в лучшем случае, пополам лопаются одноплечие рычаги клапанов - рокеры. Каждый стоит около 700 рублей, а их восемь, итого придется только на них потратить 5 600 рублей. Бывает, что ломаются не все рокеры, но если они разлетаются на четвертом цилиндре, приходится снимать корпус распредвала, на остальных трех цилиндрах для замены можно обойтись без этого. Соответственно получается разная трудоемкость. Если без снятия распредвала, то опытный ремонтник может устранить поломку за 1,5–2 часа, в противном случае времени понадобится в два раза больше. Вроде не очень страшный дефект, но крошки от поломанных рокеров попадают в поддон, и оттуда через крупную сетку маслоприемника - в масляный насос. То, что там перемелется, может попасть и к вкладышам коленвала, надрать их. Какой уж там ресурс после этого. Еще хуже бывает, когда обрыв ремня происходит на оборотах коленвала выше средних. Тогда гнутся клапаны, а чтобы добраться до них, приходится снимать двигатель и полностью разбирать его, нарушая приработку многих деталей. Такая поломка может поставить к забору на несколько дней или пару недель машину с пробегом всего-то в 100 тысяч километров. И дело не только в сложности ремонта, одна из причин задержки - нехватка запчастей. Как в былые времена всеобщего дефицита, их на Steyr выделяют по квоте, и если она выбрана, придется искать у других поставщиков, причем цена может вырасти в полтора-два раза.

Вообще основные проблемы доставляет именно моноблок. В среднем на маршрутке до капремонта Steyr ходит 200–300 тысяч километров, если повезет - чуть больше. Для сравнения, дизели у более тяжелого Ford Transit ходят минимум в два раза лучше, в том же «Третьем парке» есть автомобиль, отработавший без капиталки более миллиона. Быть может, на «Волге» с одним хозяином Steyr прослужит дольше, но на «Газели» - именно так.

ЗМЗ 402 и его усовершенствованной инжекторной версией модели 405.

Странно, что данная установка маркируется большим значением, нежели ее наследник. Неопытный автолюбитель подумает, что ЗМЗ 406 разработан намного позже 405-го и является более производительным. Что же, давайте рассмотрим, чем отличается этот 406-й мотор.

Краткая характеристика

Данный двигатель относится к ряду 4-цилиндровых карбюраторных бензиновых установок. ЗМЗ 406 имеет рядное расположение цилиндров. Количество в ГБЦ - 2. Порядок работы цилиндров: 1-2-4-2. Рабочий объем двигателя равен 2.3 литра, мощность - 130 лошадиным силам.

Устройство

Исходя из рисунка №2 мы видим, что двигатель ЗМЗ 406 состоит из:

1. Поддона картера.
2. Маслозборника.
3. Масляного насоса.
4. Валика привода насоса.
5. Коленчатого вала.
6. Шатуна.
7. Ведомой шестерни привода масляного насоса.
8. Крышки того же устройства.
9. Ведущей шестерни привода масляного насоса.
10. Поршней.
11. Прокладки
12. Выпускного клапана.
13. Впускного трубопровода с ресивером.
14. Распредвала впускного клапана.
15. Гидравлического толкателя.
16. Распредвала выпускного клапана.
17. Крышки ГБЦ.
18. Указателя уровня масла.
19. Выпускного коллектора.
20. Выпускного клапана.
21. Блока цилиндров.
22. Пробки сливного отверстия.

Примечание: нумерация деталей двигателя ЗМЗ 406 совпадает с обозначением устройств на рисунке №2.

Что касается разработки, данный агрегат был сконструирован совместно с немецкой компанией «Мерседес», за счет чего инженерам удалось увеличить межсервисный интервал до 15 тысяч и значительно повысить срок службы основных деталей двигателя. Как показывает практика, ЗМЗ 406 может служить до 300-400 тысяч километров без всяких расточек блоков и замены цилиндропоршневых групп. Однако данное значение во многом зависит от состояния цепи. Если она придет в неисправность, выйдет из строя весь мотор. Отсюда и такое разногласие: у одних двигатель может служить и 400 тысяч без проблем, а у других ломается уже через сотню. Но однозначно участие немецких коллег-мотористов положительно повлияло на надежность данного агрегата, ведь по сравнению с 402-м мотором его ресурс эксплуатации был увеличен почти вдвое.

ЗМЗ 406 - штука очень серьезная, ведь процесс расточки деталей усложняется еще и 16-ю клапанами. Поэтому за счет усложненной конструкции цена на капремонт данного мотора составляет от 1 до 2 тысяч долларов. Однако вместе с тем не стоит забывать, что 16 клапанов обеспечивают отменную динамику машине и служат куда дольше, чем на 402-м.

В заключение хочется сказать одно: заволжский 406-й двигатель действительно прошел этап эволюции и стал примером для подражания многих российских автопроизводителей. Его удивительно большой ресурс эксплуатации и отличные мощностные характеристики приблизили Горьковский и Заволжский заводы на шаг ближе к современности. И даже по сравнению с американским «Камминзом», которым укомплектовываются наравне с ЗМЗ все «ГАЗели» и «Волги», он не теряет свою популярность, и спрос на него растет.

Разрабатывался двигатель ЗМЗ 406 на замену мотору 402 одновременно с проектированием автомобиля ГАЗ-3105 для правительства. Однако комплектовались им эти новые Волги лишь последней партии, которые нужно было срочно реализовать в связи со снятием машин с производства.

ДВС ЗМЗ 406

За основу были взяты ЗМЗ 402 (комплектация) и движок серии H производителя SAAB (конструктивные решения). В результате при том же объеме 2,3 л силовой привод обеспечивал 177 Нм крутящего момента вместо 210 Нм прототипа и 100 л. с. мощности вместо ожидаемых 150 л.с., как у шведского ДВС. Инжекторная система, которой позже заменили карбюратор, смогла немного исправить положение – 201 Нм и 145 л. с., соответственно.

Карбюраторная версия ЗМЗ 4061.10

Впервые в двигателе производителя ЗМЗ были использованы несколько передовых для того времени технических решений:

• два впускных и два выпускных клапана на цилиндр;
• электронные системы зажигания и впрыска;
• схема газораспределительного механизма DOCH с двумя верхними распредвалами;
• гидротолкатели вместо регулировки теплового зазора клапанов прокладками.

Гидротолкатели клапанов

После внесенных изменений технические характеристики ЗМЗ 406 соответствуют приведенным в таблице значениям:

Заводской мануал содержит более точное описание параметров:

• ЗМЗ 4063.10 – карбюратор, степень сжатия 8 для эксплуатации на топливе А-76, мощность 110 л. с., крутящий момент 186 Нм, вес 185 кг;
• ЗМЗ 4061.10 – карбюратор, степень сжатия 8 под бензин А-76, мощность 100 л. с., крутящий момент 177 Нм, вес 185 кг;
• ЗМЗ 4062.10 – инжектор, степень сжатия 9,3 под топливо АИ-92, мощность 145 л. с., крутящий момент 201 Нм, вес 187 кг.

ЗМЗ 4063.10
ЗМЗ 4062.10 инжектор

Официально двигатель ЗМЗ 406 стал третьим после 24Д и 402 в линейке силовых приводов Заволжского завода. Получил микропроцессорное зажигание, схему газораспределения DOCH с двухступенчатым цепным приводом.

Разработчиками по-прежнему использована рядная схема двигателя с 4 цилиндрами, но распредвалов стало два, они расположены сверху, внутри ГБЦ. Степень сжатия ДВС увеличена проектировщиками завода до 9,3 в базовой версии 4062.10 за счет центрального расположения свечи внутри камеры сгорания.

Конструкция газораспределительного механизма

Надежность повышена за счет чугунного блока цилиндров без гильз, снижения хода поршня до 86 мм и веса всей группы ШПГ. Шатуны с болтами, коленвал и поршневые кольца сделаны из высокопрочных материалов, поэтому капитальный ремонт требуется реже.

Натяжитель цепи ГРМ

Натяжители цепи автоматические, двойного действия – предварительный натяг пружиной, во время работы гидравликой. Степень очистки масла увеличена путем установки полнопоточного одноразового фильтра. Для навесного оборудования предусмотрен отдельный клиноременный привод. Прошивка ЭБУ соответствует версиям СОАТЭ, ИТЭЛМА VS5.6, МИКАС 5.4 или 7.1

Перечень модификаций ДВС

Изначально мотор проектировался инжекторным, поэтому версия 4062.10 считается базовой. Необходимость в карбюраторных модификациях 4061.10 и 4063.10 возникла позже. Их устанавливали на Газель, поэтому сохранив объемы камер сгорания, нужно было снизить эксплуатационные расходы владельца. Для этого руководство ЗМЗ снизило степень сжатия, чтобы перевести моторы на более дешевое топливо А-76.

Версии мотора ЗМЗ 406 отличаются камерами сгорания

С моторами 4061 и 4063 произведена обратная модернизация:

• снижена мощность и крутящий момент;
• обороты ХХ стали 750 мин -1 вместо 800 мин -1 ;
• максимальный крутящий момент достигается на 3500 оборотах, а не на 4000.

Все остальное навесное расположено на тех же местах без изменений. Часть деталей взаимозаменяемая, за исключением ГБЦ и поршневой.

Плюсы и минусы

Отрицательной особенностью силового привода ЗМЗ 406 является низкое качество литья и неудачные технические решения:

• высокий расход масла вследствие недоработанной конструкции колец;
• низкий ресурс ГРМ привода из-за натяжителя, разборной блок-звезды и громоздкой конструкции в целом.

Расход топлива высокий, но это характерно для большинства моторов грузовиков.

Зато снижены вибрации, головка блока цилиндров не откручивается при эксплуатации, прокладку не нужно постоянно менять, а гайки протягивать. Ремонтопригодность всех узлов высокая, сама конструкция надежная и простая. Пользователь избавлен от необходимости через каждые 20000 пробега регулировать зазоры клапанов.

Впускной коллектор инжектор

Список моделей авто, в которых устанавливался

Поскольку мотор ЗМЗ 406 имеет три версии, каждая из них использовалась на конкретных моделях авто производителя ГАЗ:

• ЗМЗ 4062.10 – ГАЗ 31054 комплектации Люкс; ГАЗ 3102 (1996 – 2008 г.);
• ЗМЗ 4061.10 – ГАЗ 3302, 33023, 2705, 3221;
• ЗМЗ 4063.10 – ГАЗ 3302, 33023, 2705, 3221, 32213, 322132, 32214, СемАР 3234, Рута, Богдан и Дельфин.

ГАЗ Газель Фермер

В первом случае характеристики двигателя подходили для городского цикла представительских автомобилей чиновников и правительства. Карбюраторные модификации снижали эксплуатационный бюджет Газелей фургонов, грузопассажирских авто и грузовиков.

Регламент обслуживания ЗМЗ 406 2,3 л/100 л. с.

Согласно требованиям производителя, обслуживается двигатель ЗМЗ 406 в следующем порядке:

• осмотр цепи ГРМ через 30000 пробега, замена через 100000 км;
• замена масла и фильтра после 10000 км;
• замена ОЖ примерно раз в два года или 30000 пробега;
• подзарядка аккумулятора каждую осень, замена после 50000 км;
• свечи зажигания хватают на 60000 пробега;
• фильтр топливный приходит в негодность после 30000 км, воздушный – 20000 км;
• катушки зажигания выходят из строя после 50000 пробега.

Ремонт ЗМЗ 406

Производитель рекомендует использовать для движков качественную смазку, чтобы исправно работали гидрокомпенсаторы и маслонасос. Изначально система охлаждения имеет слабые места – радиатор и термостат. Все навесное оборудование высокоресурсное, за исключением помпы, полимерный ротор которой служит около 30000 км. Из-за большого веса мотора своими руками произвести капремонт очень сложно в гараже без тельфера.

Обзор неисправностей и способы их ремонта

В силу конструкционных особенностей мотор ЗМЗ 406 гнет клапана только при перескакивании цепи. Причем, повреждаются они друг о друга (впускные и выпускные при одновременном подъеме), а не о поршни. При обрыве цепи такой неприятности не случится.

Поскольку устройство ДВС частично скопировано с СААБ, а частично сохранена конструкция ЗМЗ 402, для него характерны неисправности:

Из-за большого диаметра поршней блок и ГБЦ чувствительны к перегреву, поэтому контролировать уровень рабочих жидкостей следует регулярно (масла и антифриза).

Варианты тюнинга мотора

Изначально двигатель ЗМЗ 406 позволяет увеличить мощность собственными силами до 200 – 250 л. с. Для этого используется механический тюнинг:

• установка фильтра нулевого сопротивления;
• снижение температуры воздуха во впускном тракте;
• замена штатного карбюратора К-16Д Солексом (необходима регулировка винтами качества/количества).

Тюнинг ЗМЗ 406

Для микроавтобусов и грузовиков Газель тюнинг турбонаддувом малоэффективен, поскольку снижается эксплуатационный ресурс ДС и резко увеличивается расход топлива.

Таким образом, инжекторная модификация ЗМЗ 4062.10 и карбюраторные версии 4061.10, 4063.10 разработаны на основе шведского движка серии Н для грузовиков и представительского класса авто. Допускается тюнинг, прежде всего, для увеличения крутящего момента.

Марка автомобилей ГАЗ известна во всем мире. В последние десятилетия в качестве силовой установки на основной продукции этого автомобильного гиганта устанавливается 406 двигатель производства Заволжского моторного завода. Конструкция этого силового агрегата отрабатывалась в течение нескольких лет. Начало было положено в конце прошлого века, именно тогда была сформулирована основная концепция ЗМЗ 406. Сегодня – это перспективный энергонасыщенный агрегат, способный развивать мощность до 150 л. с. (110 кВт).

Технические характеристики двигателя ЗМЗ-406

Четырехцилиндровый двигатель с рядным расположением цилиндров, выполнен по классической схеме, характерной для силовых установок заволжского моторного завода, именно так можно начать характеристику 406 мотора. Рабочий объем составляет 2,28 л.

Камера сгорания отличается центральным расположением свечи зажигания. ГРМ ЗМЗ 406 выполнен довольно оригинально, что позволило компактно расположить основные элементы системы питания.

Частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности составляет 5200 оборотов в минуту, а максимальный крутящий момент наблюдается при значительно меньших оборотах, которые составляют 4000 об. в мин. Минимальные обороты в районе 750-800 об/мин 406 двигатель поддерживает на холостом ходу.

Особенности конструкции 406 двигателя производства ЗМЗ

В качестве прототипа для проекта был взят мотор от спортивного автомобиля «Сааб-900». Первые бензиновые двигатели ЗМЗ-406 появились в начале восьмидесятых годов прошлого столетия.

У ЗМЗ-406 есть некоторые особенности:

1. Блок отлит из чугуна. Он, конечно, тяжелее алюминиевого, но использование этого металла позволяет отказаться от сменных гильз (цилиндров). В связи с этим жесткость конструкции увеличилась.
2. В верхней части установлены два ГРМ ЗМЗ 406 (газораспределительные валы системы впуска-выпуска). Каждый из валов отвечает либо за впуск свежего заряда рабочей смеси, либо – за выпуск отработавших газов.
3. В головке для каждого цилиндра имеются по четыре клапана. То есть на весь четырехцилиндровый установлено шестнадцать клапанов. Такое количество повышает эффективность продувки цилиндра при выпуске отработавших газов и увеличивает коэффициент наполнения цилиндров свежей рабочей смесью.
4. Особое новшество было использовано впервые именно на этом силовом агрегате – гидронатяжитель цепи. Он позволил поддерживать оптимальное натяжение в приводе ГРМ ЗМЗ 406. Это техническое решение потом повторилось в десятках других конструкций. Но ГРМ ЗМЗ 406 был первенцем в отечественном двигателестроении, где это было применено.
5. Для данного двигателя были продуманы опции по уменьшению хода поршня, которая составляет всего 86 мм, в то время как диаметр цилиндра – 92 мм. Такой подход позволил повысить степень сжатия до 9,3. Это весьма высокое значение. Но в теории утверждается, что с ростом степени сжатия растет и КПД силовой установки. Короткоходовое перемещение поршня способствует лучшему наполнению.
6. ЗМЗ 406 решена по традиционной схеме. Охлаждающая жидкость перемещается помпой ЗМЗ 406 через блок, головку блока и радиатор.
7. Есть и особенность – использован плоский поликлиновой ремень, исключающий вероятность неожиданного обрыва.
8. Термостат ЗМЗ 406 позволяет организовать циркуляцию по малому кругу в период прогрева мотора, а при достижении температуры прогрева термостат открывается, пуская охлаждающую жидкость по большому кругу.
9. Шкив коленвала ЗМЗ 406 передает крутящий момент на вал помпы ЗМЗ 406, которая подает охлаждающую жидкость и в печку автомобиля, поддерживая в холодное время года оптимальный микроклимат в кабине.
10. Датчик температуры охлаждающей жидкости помогает водителю вести постоянный контроль за температурой.
11. Двигатель 406 не лишен и системы смазки. Шестеренчатым насосом моторное масло перемещается из поддона картера, под давлением подается на очистку, где в масляном фильтре ЗМЗ 406 удаляются примеси размером более 40 мкм. Очищенное масло принудительно подается в каналы коленчатого вала ЗМЗ 406, движутся внутри коренных и шатунных шеек, обеспечивая стабильную смазку в этих узлах, испытывающих громадные знакопеременные нагрузки. Часть масла под давлением движется и дальше, смазывая поршневой палец. Потом же масло попадает и на поверхность поршня. Поршень взаимодействует с зеркалом цилиндра двигателя ЗМЗ 406 посредством масляной пленки, образующейся в зоне контакта.

Отличие инжекторной и карбюраторной топливной системы

В течение первого десятилетия выпуска ЗМЗ 406 двигатель карбюратор отвечал за приготовление рабочей смеси. Сейчас же выпускается инжекторная модификация этого мотора.

Использование инжектора облегчила запуск, улучшила приемистость и снизила расход топлива. В чем же здесь причина?

Из теории ДВС известно, что повышение производительности карбюратора зависит от частоты вращения коленчатого вала. Повышение расхода горючей смеси идет по мере нарастания этого показателя. Резкое нажатие на педаль акселератора приводит к тому, что в карбюраторе ЗМЗ 406 увеличивается относительное содержание паров бензина. Коэффициент избытка воздуха несколько снижается, что ведет к росту крутящего момента и повышению частоты вращения коленчатого вала.

Двигатель ЗМЗ 406 инжектор работает несколько иначе. Здесь помогает микропроцессор, который четко реагирует на положение педали управления. При необходимости повышения оборотов и легком нажатии на педаль осуществляется впрыск большего количества топлива в цилиндр. Временной промежуток между нагрузкой и ее коррекцией в любом инжекторном двигателе сокращается в несколько раз. Это повышает приемистость, позволяет улучшить динамику Газели или Волги (в зависимости на каком автомобиле установлен ЗМЗ 406 инжектор).

Главной причиной высокой работоспособности инжекторной системы по сравнению с карбюраторной является отсутствие жиклеров, которые регулярно забиваются.

Это вело к необходимости периодической продувки, а часто и механической прочистки отверстий малого диаметра. Конечно, если в дороге инжекторная система откажет, то самостоятельно её починить сумеет не каждый водитель.

Тюнинг двигателя

Тюнинг ЗМЗ 406 – это способ изменить выходные данные. Очень многие водители ищут пути повышения показателей своих автомобилей.

Кого-то не устраивает имеющаяся мощность, других смущает прожорливость мотора, третьи просто желают отличиться, выбирая ту или иную опцию, которую хотят оптимизировать.

Первое, чем занимаются специалисты по силовым установкам – это повышение мощности:

1. Можно просто расточить цилиндр и использовать поршни большего диаметра. Но этот путь чреват снижением прочности блока.
2. Чаще идут другим путем – форсируют увеличивая подачу воздуха за счет турбин с механическим приводом или используя турбонаддув.

Первый путь проще, но следует учесть, что требуется создать механизм с высоким передаточным отношением – обороты турбины находятся на уровне 10-15 тысяч оборотов в минуту. Такой привод, форсируя мотор, создавая тюнинг ЗМЗ 406, выполнить трудно. Чаще идут по пути использования турбокомпрессора.

Турбокомпрессор для работы использует энергию отработавшего газа. ЗМЗ 406 турбо на выхлопной части устанавливается вход для газа в систему турбонаддува. На одном валу с турбиной имеется и компрессор, который нагнетает чистый заряд воздуха в цилиндры двигателя ЗМЗ 406. Наполнение растет. Пропорционально увеличивается цикловая подача топлива, что ведет к увеличению количества рабочей смеси в цилиндре, а, соответственно, растет и давление газов, что ведет к росту крутящего момента. Далее растет и мощность.

В теории ДВС изложено, что рост мощности при турбонаддуве сопровождается и снижением удельного расхода топлива. ЗМЗ 406 тюнинг таким способом позволяет улучшить не только динамику авто, но и улучшить его экономичность.

В восьмидесятые годы прошлого столетия прорабатывалось еще одно направление наддува – это динамический наддув, суть которого сводилась к подбору параметров впускной системы так, чтобы частота пульсаций потока воздуха на впуске соответствовала резонансной частоте самой системы.

Предлагались математические модели, позволяющие рассчитать оптимальные диаметры и длины системы впуска. Ряд специалистов устанавливали и механические резонаторы, которые посредством специальных мембран передавали импульсы из системы выпуска в систему впуска. Такой путь позволяет не изменять двигатель 406 кардинально, но в то же время добиваться повышения мощности и снижение удельного расхода топлива.

Двигатель ЗМЗ 406 можно доработать и проще. Достаточно отшлифовать впускные и выпускные каналы в системе питания. Эта оптимизация при комбинации двигатель ГАЗель 406 позволяет добиться улучшения динамики. Комбинация же ЗМЗ 406 на УАЗ со шлифованными каналами приятно удивит пользователя, автомобиль приятно напомнит энергонасыщенную легковушку.

Популярные ошибки автомобилистов

Погоня за повышением мощности у некоторых автомобилистов сводится только к переделке двигателя ЗМЗ 406. Но не все переделки хороши. А некоторые вредны, в этом и заключается тюнинг наоборот или антитюнинг:

1. В интернете ходят слухи, что повысить мощность двигателя можно, уменьшив массу маховика. При этом авторы упирают на то, что маховик отбирает мощность и увеличивает вес двигателя. На самом деле маховик накапливает энергию, которую этот двигатель получает в такте «рабочий ход» для совершения остальных циклов в четырехтактном двигателе. При увеличении числа цилиндров относительная масса маховика уменьшается, но это происходит из-за изменения числа рабочих ходов за один оборот коленвала, так как в работе участвуют большее количество поршней. В идеале, если довести количество рабочих цилиндров до бесконечности, то маховик вообще не понадобится.
2. Есть специалисты, которые рекомендуют ставить завихрители воздуха во впускной системе. Но такие спецы не понимают, что при движении потока воздуха наблюдается турбулентный режим течения. Турбулентность по определению – это движение с вихревым потоком, что более 150 лет назад доказал Бернулли. Лишние помехи только сократят объем заряда воздуха и уменьшат мощность, что скажется и на экономичности двигателя.
3. В последнее время появились и идеи подогревать воздух на впуске – мол, двигатель 406 инжектор прибавит в мощности. Но это неверно. Плотность заряда воздуха при нагревании и неизменном давлении снижается. Следовательно, снижается и его общее количество. А это ведет к тому, что падает давление при сгорании смеси, мощность вместо роста падает.
4. Еще встречаются авторы, которые уже более сорока лет твердят о том, что во впускной тракт ЗМЗ 406 инжектор следует подавать капельками воду. Но вспомним, что конструкторы ищут пути разделить топливо и воду, чтобы процесс горения шел интенсивнее. Вода, попадая внутрь цилиндра при высокой температуре, начнет вызывать интенсивную коррозию. При сгорании топлива в отработавшем газе имеется окись углерода и водяной пар. Те, кто эксплуатирует моторы довольно давно, знают, что двигатель ЗМЗ 406 не нуждается в использовании путей ухудшающих его надежность.
5. Еще появлялась группа «специалистов», которые рекомендуют оптимизировать двигатель заменой гидронатяжителя цепи. Они ратуют за установку электронатяжителя, при этом схему порочного устройства у них следует выкупать за немалые деньги. Это уже абсурд – платить за то, чтобы угробить силовую установку.

Поэтому, слушая советы разных специалистов, следует помнить, что конструкторы на разбираются в своем деле гораздо лучше обывателей. Они не зря отказываются от многих идей, которые испортят двигатель.

На каких авто используется двигатель ЗМЗ-406

Современный двигатель Заволжского моторного завода 406-й модели устанавливается на легковые автомобили ГАЗ-3110 «Волга» и грузовые 3302.

Моторный и автомобильный заводы нижегородской области проводят постоянный мониторинг своей продукции, собирают информацию об эксплуатации произведенной техники.

Конечно, иногда возникают определенные конфликтные ситуации.

Они связаны с тем, что водители обращаются по вопросам:

• троит двигатель Газель;
• не видны метки ГРМ;
• отказывают форсунки;
• выходит из строя помпа;
• ЗМЗ поршневая;
• подтекает масляный фильтр;
• нестабильно работает термостат;
• не выдерживаются основные технические характеристики и другие.

Производители всегда стараются оказать помощь через свои сервисные центры, которые разбросаны по всей России и СНГ.

Разрабатывался двигатель ЗМЗ 406 на замену мотору 402 одновременно с проектированием автомобиля ГАЗ-3105 для правительства. Однако комплектовались им эти новые Волги лишь последней партии, которые нужно было срочно реализовать в связи со снятием машин с производства.

За основу были взяты ЗМЗ 402 (комплектация) и движок серии H производителя SAAB (конструктивные решения). В результате при том же объеме 2,3 л силовой привод обеспечивал 177 Нм крутящего момента вместо 210 Нм прототипа и 100 л. с. мощности вместо ожидаемых 150 л.с., как у шведского ДВС. Инжекторная система, которой позже заменили карбюратор, смогла немного исправить положение – 201 Нм и 145 л. с., соответственно.

Технические характеристики ЗМЗ 406 2,3 л/100 л. с.

Впервые в двигателе производителя ЗМЗ были использованы несколько передовых для того времени технических решений:

• два впускных и два выпускных клапана на цилиндр;
• электронные системы зажигания и впрыска;
• схема газораспределительного механизма DOCH с двумя верхними распредвалами;
• гидротолкатели вместо регулировки теплового зазора клапанов прокладками.

После внесенных изменений технические характеристики ЗМЗ 406 соответствуют приведенным в таблице значениям:

Заводской мануал содержит более точное описание параметров:

• ЗМЗ 4063.10 – карбюратор, степень сжатия 8 для эксплуатации на топливе А-76, мощность 110 л. с., крутящий момент 186 Нм, вес 185 кг;
• ЗМЗ 4061.10 – карбюратор, степень сжатия 8 под бензин А-76, мощность 100 л. с., крутящий момент 177 Нм, вес 185 кг;
• ЗМЗ 4062.10 – инжектор, степень сжатия 9,3 под топливо АИ-92, мощность 145 л. с., крутящий момент 201 Нм, вес 187 кг.

Особенности конструкции

Официально двигатель ЗМЗ 406 стал третьим после 24Д и 402 в линейке силовых приводов Заволжского завода. Получил микропроцессорное зажигание, схему газораспределения DOCH с двухступенчатым цепным приводом.

Разработчиками по-прежнему использована рядная схема двигателя с 4 цилиндрами, но распредвалов стало два, они расположены сверху, внутри ГБЦ. Степень сжатия ДВС увеличена проектировщиками завода до 9,3 в базовой версии 4062.10 за счет центрального расположения свечи внутри камеры сгорания.

Надежность повышена за счет чугунного блока цилиндров без гильз, снижения хода поршня до 86 мм и веса всей группы ШПГ. Шатуны с болтами, коленвал и поршневые кольца сделаны из высокопрочных материалов, поэтому капитальный ремонт требуется реже.

Натяжители цепи автоматические, двойного действия – предварительный натяг пружиной, во время работы гидравликой. Степень очистки масла увеличена путем установки полнопоточного одноразового фильтра. Для навесного оборудования предусмотрен отдельный клиноременный привод. Прошивка ЭБУ соответствует версиям СОАТЭ, ИТЭЛМА VS5.6, МИКАС 5.4 или 7.1

Перечень модификаций ДВС

Изначально мотор проектировался инжекторным, поэтому версия 4062.10 считается базовой. Необходимость в карбюраторных модификациях 4061.10 и 4063.10 возникла позже. Их устанавливали на Газель, поэтому сохранив объемы камер сгорания, нужно было снизить эксплуатационные расходы владельца. Для этого руководство ЗМЗ снизило степень сжатия, чтобы перевести моторы на более дешевое топливо А-76.

С моторами 4061 и 4063 произведена обратная модернизация:

• снижена мощность и крутящий момент;
• обороты ХХ стали 750 мин -1 вместо 800 мин -1 ;
• максимальный крутящий момент достигается на 3500 оборотах, а не на 4000.

Все остальное навесное расположено на тех же местах без изменений. Часть деталей взаимозаменяемая, за исключением ГБЦ и поршневой.

Плюсы и минусы

Отрицательной особенностью силового привода ЗМЗ 406 является низкое качество литья и неудачные технические решения:

• высокий расход масла вследствие недоработанной конструкции колец;
• низкий ресурс ГРМ привода из-за натяжителя, разборной блок-звезды и громоздкой конструкции в целом.

Расход топлива высокий, но это характерно для большинства моторов грузовиков.

Зато снижены вибрации, головка блока цилиндров не откручивается при эксплуатации, прокладку не нужно постоянно менять, а гайки протягивать. Ремонтопригодность всех узлов высокая, сама конструкция надежная и простая. Пользователь избавлен от необходимости через каждые 20000 пробега регулировать зазоры клапанов.

Список моделей авто, в которых устанавливался

Поскольку мотор ЗМЗ 406 имеет три версии, каждая из них использовалась на конкретных моделях авто производителя ГАЗ:

• ЗМЗ 4062.10 – ГАЗ 31054 комплектации Люкс; ГАЗ 3102 (1996 – 2008 г.);
• ЗМЗ 4061.10 – ГАЗ 3302, 33023, 2705, 3221;
• ЗМЗ 4063.10 – ГАЗ 3302, 33023, 2705, 3221, 32213, 322132, 32214, СемАР 3234, Рута, Богдан и Дельфин.

В первом случае характеристики двигателя подходили для городского цикла представительских автомобилей чиновников и правительства. Карбюраторные модификации снижали эксплуатационный бюджет Газелей фургонов, грузопассажирских авто и грузовиков.

Регламент обслуживания ЗМЗ 406 2,3 л/100 л. с.

Согласно требованиям производителя, обслуживается двигатель ЗМЗ 406 в следующем порядке:

• осмотр цепи ГРМ через 30000 пробега, замена через 100000 км;
• замена масла и фильтра после 10000 км;
• замена ОЖ примерно раз в два года или 30000 пробега;
• подзарядка аккумулятора каждую осень, замена после 50000 км;
• свечи зажигания хватают на 60000 пробега;
• фильтр топливный приходит в негодность после 30000 км, воздушный – 20000 км;
• катушки зажигания выходят из строя после 50000 пробега.

Производитель рекомендует использовать для движков качественную смазку, чтобы исправно работали гидрокомпенсаторы и маслонасос. Изначально система охлаждения имеет слабые места – радиатор и термостат. Все навесное оборудование высокоресурсное, за исключением помпы, полимерный ротор которой служит около 30000 км. Из-за большого веса мотора своими руками произвести капремонт очень сложно в гараже без тельфера.

Обзор неисправностей и способы их ремонта

В силу конструкционных особенностей мотор ЗМЗ 406 гнет клапана только при перескакивании цепи. Причем, повреждаются они друг о друга (впускные и выпускные при одновременном подъеме), а не о поршни. При обрыве цепи такой неприятности не случится.

Поскольку устройство ДВС частично скопировано с СААБ, а частично сохранена конструкция ЗМЗ 402, для него характерны неисправности:

Из-за большого диаметра поршней блок и ГБЦ чувствительны к перегреву, поэтому контролировать уровень рабочих жидкостей следует регулярно (масла и антифриза).

Варианты тюнинга мотора

Изначально двигатель ЗМЗ 406 позволяет увеличить мощность собственными силами до 200 – 250 л. с. Для этого используется механический тюнинг:

• установка фильтра нулевого сопротивления;
• снижение температуры воздуха во впускном тракте;
• замена штатного карбюратора К-16Д Солексом (необходима регулировка винтами качества/количества).

Для микроавтобусов и грузовиков Газель тюнинг турбонаддувом малоэффективен, поскольку снижается эксплуатационный ресурс ДС и резко увеличивается расход топлива.

Таким образом, инжекторная модификация ЗМЗ 4062.10 и карбюраторные версии 4061.10, 4063.10 разработаны на основе шведского движка серии Н для грузовиков и представительского класса авто. Допускается тюнинг, прежде всего, для увеличения крутящего момента.

Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них