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

КОНСТАНТИН РУХАНИ исполнительный директор ОАО «ЗМЗ» - В 2008 - 2009 годах мы планируем провести комплекс НИОКР и техно логическую подготовку производства, направленные на дальнейшую модерни зацию бензиновых двигателей семейства ЗМЗ-405 и ЗМЗ-409, в первую очередь,с целью выполнения ими норм Евро-4. Как известно, они вводятся в России с 1 января 2010 года. С июля 2007 годазаводом ведутся опытно-конструкторские работы по дизельным двигателям ЗМЗ 514.32. Для выполнения норм Евро-3 иЕвро-4 мы взамен механическим ТНВД оснастили эти моторы электронно управляемой топливной аппаратуройCommon Rail производства фирмы Bosch. К августу-сентябрю 2008 года планирует ся создать опытные образцы бензиновыхи дизельных двигателей класса Евро-4 и приступить к проведению испытаний. На проведение НИОКР по всем двигателямв 2008 году планируется инвестировать около 130 - 150 млн. рублей. В течение 2009 года будет проведена подготовкапроизводства к выпуску этих двигателей.

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

ЭДУАРД БОГОМОЛОВ начальник управления производственнотехнического обеспечения «Автолайн», Москва - Сейчас автобусов «Газель» с новыми двигателями «ЗМЗ-405» у нас на предприятии совсем не много, поэтому по ним информации почти нет. Чего нельзя сказать о его предшественнике 406-м моторе - маршруток с такими двигателями у нас предостаточно. К сожалению, трудно произвести какое-то сравнение с другими силовыми установками. Да, есть дизельные двигатели, но их выпущено совсем не много, и мы такие «Газели» не закупали, принципиально работая именно с бензиновыми, тем более что они весьма достойно себя зарекомендовали. Ведь зачастую отремонтировать их стоит в десятки раз дешевле, чем, например, двигатели Ford, и по срокам тоже получается быстрее. А ресурсы их в наших условиях сопоставимы и составляют около 300 тысяч километров. Хотя, по официальным заявлениям компании Ford, минимальный пробег их агрегата должен быть от 350 тысяч километров. А отремонтировать вышедший из строя импортный двигатель сможет не каждый механик, при том что «ЗМЗ-406» уже давно научились чинить в любой мастерской.

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

Игорь Ганин генеральный директор ооо «Зеленоглазое такси», г. Тольятти - В 2004 году мы приобрели десять «Газелей» с двигателями УМЗ-4215, но они показали себя крайне ненадежными. Так, из-за разрушения поршней на двух моторах шатуны пробили блок цилиндров. Списывать это на газовое топливо нельзя, так как «кулак дружбы» показал и мотор, работающий на бензине. Чтобы не терпеть убытки из-за простоя транспорта, было принято решение заменить ульяновские моторы на проверенные временем ЗМЗ402. Сейчас на балансе нашего автопредприятия стоят «Газели», укомплектованные только моторами ЗМЗ-405 и ЗМЗ-406.

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

Евгений Березин главный конструктор Ульяновского моторного завода - Моторы УМЗ 4216 (Евро-3), прошедшие испытания в 2006 году, отличаются от двигателей Евро-2 точностью диагностирования положения коленчатого вала и пропусков зажигания. Этого удалось достичь благодаря новой конструкции демпфера коленчатого вала с жесткой связью между коленчатым валом и диском синхронизации. В системе управления вместо ненадежного датчика массового расхода воздуха применяется датчик абсолютного давления воздуха с датчиком температуры. Это позволило упростить учет поступающего в двигатель воздуха, в том числе и в случае нарушения герметичности впускной системы. Чугунные гильзы модернизированных моторов теперь выведены до верхней плоскости разъема блока цилиндров, что обеспечило герметичность камеры сгорания на заявленный заводом моторесурс (250 тыс. км). У моторов, выпущенных до конца 2007 года, верхний край гильзы находился ниже плоскости разъема блока цилиндров и ГБЦ. Такое техническое решение было продиктовано технологией обработки плоскости - режущий инструмент лучше работает по однородному материалу. Однако эксплуатация выявила, что газы проникали в стык гильзы и блока, что сказывалось на надежности моторов. Вывод гильзы на уровень разъема значительно повысил герметичность уплотнения головки блока цилиндров, это позволило использовать в качестве топлива сжиженный газ. Среди существенных шагов модернизации отмечу применение поршневых колец чешской компании «Buzuluk» и нанесение на прокладки герметика фирмы «Hehkel». Чтобы снизить расход масла, улучшить условия работы поршневых колец и тем самым увеличить ресурс цилиндро-поршневой группы, вместо традиционного хонингования алмазным бруском на заводе применяется так называемая мягкая обработка поверхности гильзы, при которой на хонинговальные бруски оказывается значительно меньшее давление. Для адаптации работы мотора на газовом топливе внесены изменения и в геометрию поршней, уменьшены зазоры в сопряжении клапан-втулка, а поршневые пальцы изготавливаются методом холодного выдавливания. Шатунные и коренные шейки коленчатого вала закаливаются на немецкой автоматической линии «AEG- Elotherm». Чтобы снизить вероятность возникновения газовых рыхлот в отливках блоков цилиндров, смонтирована и запущена установка дегазации алюминиевых сплавов немецкой компании «Foseko».

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

Игорь Сибирев главный инженер оао «Третий парк»,Санкт-Петербург - При эксплуатации на «Газели» лицензи онного дизеля Steyr M1 денег, сэконом ленных на топливе, вряд ли хватит на его дорогостоящие ремонты.

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.

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.

Характеристики двигателя.

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).

Устройство двигателя ЗМЗ-406

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.

Вид двигателя мод. 4062 с правой стороны.

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.

Поперечный разрез двигателя мод. 4062

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.

Схема установки крышек распределительных валов.

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.

Производство	Заволжский моторный завод
Годы выпуска
Материал блока цилиндров
Система питания	Карбюратор
Количество цилиндров
Клапанов на цилиндр
Ход поршня, мм
Диаметр цилиндра, мм
Степень сжатия
Объем двигателя, см 3
Мощность двигателя, л.с./об.мин
Крутящий момент, Нм/об.мин
Экологические нормы
Вес двигателя, кг
Масло в двигатель	5W-30,5W-40,10W-30,10W-40,
Рабочая температура двигателя, град.

Основными конструктивными особенностями двигателей являются верхнее (в головке цилиндров) расположение двух распределительных валов с установкой четырех клапанов на цилиндр (двух впускных и двух выпускных).

Эти технические решения позволили повысить максимальную мощность и максимальный крутящий момент, снизить расход топлива и уменьшить токсичность отработавших газов.

Для повышения надежности на двигателе применен чугунный блок цилиндров без вставных гильз, имеющий высокую жесткость и более стабильные зазоры в парах трения, уменьшен ход поршня до 86 мм, снижена масса поршня и поршневого пальца, применены более качественные материалы для коленчатого вала, шатунов, болтов шатунов, поршневых пальцев и др.

Привод распределительных валов - цепной, двухступенчатый, с автоматическими гидравлическими натяжителями цепей; применение гидротолкателей клапанного механизма исключает необходимость регулировки зазоров.

Применение гидравлических устройств и форсировка двигателя требуют высокого качества очистки масла, поэтому в двигателе применен полнопоточный масляный фильтр повышенной эффективности («суперфильтр») однократного использования. Дополнительный фильтрующий элемент фильтра исключает попадание неочищенного масла в двигатель при пуске холодного двигателя и засорении основного фильтрующего элемента.

Привод вспомогательных агрегатов (насоса охлаждающей жидкости и генератора) осуществляется плоским поликлиновым ремнем.

На двигателе устанавливается диафрагменное сцепление с эллипснонавитыми накладками ведомого диска, имеющими высокую долговечность.

Микропроцессорная система управления зажиганием позволяет корректировать угол опережения зажигания, в том числе по параметру детонаций при изменяющихся режимах работы двигателя, что позволяет обеспечить необходимые показатели - мощностные, экономические и токсичности отработавших газов.

Сцепление газ 3221

Сцепление на автомобиле однодисковое, сухое, фрикционное, привод – гидравлический.

Рисунок 4. Сцепление

1 – главный цилиндр привода выключения сцепления; 2 – картер сцепления; 3 – маховик; 4 – фрикционные накладки ведомого диска; 5 – нажимной диск;

6 – опорные кольца; 7 – пружина педали; 8 – диафрагменная пружина;

9 – подшипник выключения сцепления; 10 – шток главного цилиндра;

11 – педаль; 12 – первичный вал коробки передач; 13 – поролоновые кольца;

14 – муфта выключения; 15 – шаровая опора вилки; 16 – кожух; 17 – вилка;

18 – шток рабочего цилиндра; 19 – соединительная пластина; 20 – рабочий цилиндр; 21 – прокачной штуцер; 22 – демпферная пружина; 23 – ведомый диск.

Сцепление состоит из алюминиевого картера, муфты выключения с подшипником и вилкой, ведущего диска в сборе (корзины), ведомого диска, главного и рабочего цилиндров, соединенных между собой шлангом и трубкой.

Ведущий диск (корзина) состоит из кожуха, в котором установлены диафрагменная пружина, опорные кольца и нажимной диск. Пружина, закрепленная на кожухе, краями давит на нажимной диск.

Ведомый диск состоит из ступицы со шлицевым отверстием и двух дисков, к одному из них приклепаны пластинчатые пружины. К ним с обеих сторон крепятся фрикционные накладки.

Пластинчатые пружины, имеющие изгибы, способствуют лучшему прилеганию диска и дополнительно сглаживают рывки в трансмиссии при включении сцепления.

Для более плавной передачи крутящего момента при трогании автомобиля или переключении передач в окнах дисков установлены демпферные пружины.

Ведомый диск прижимается к маховику двигателя нажимным диском корзины. Через фрикционные накладки, усиливающие трение, крутящий момент передается на ведомый диск и, далее на первичный вал коробки передач, с которым ведомый диск связан шлицевым соединением.

Для временного отсоединения двигателя от трансмиссии служит привод выключения сцепления. При нажатии на педаль сцепления, поршень главного цилиндра сцепления перемещается вперед.

Вытесняемая жидкость по трубке и шлангу поступает в рабочий цилиндр, выдвигая из него поршень со штоком.

Шток действует на хвостовик вилки, которая поворачивается на шаровой опоре, другим концом перемещая по крышке подшипника коробки передач муфту выключения сцепления. Подшипник муфты нажимает на концы лепестков диафрагменной пружины. Деформируясь, пружина перестает действовать на нажимной диск, который в свою очередь «отпускает» ведомый, и передача крутящего момента прекращается.

Снаружи механизм сцепления закрыт алюминиевым картером. Картер шестью болтами и двумя усилителями крепится к блоку цилиндров двигателя. С другой стороны в картер ввернуты четыре шпильки для крепления коробки передач.

Картер имеет посадочное место для рабочего цилиндра сцепления и окно для установки вилки. Для увеличения жесткости на нижней части картера сцепления устанавливается усилитель.

Отличаясь от них большей мощностью и лучшей динамикой при меньшем рабочем объеме (2,3 литра против 2,5 у 402), к тому же новые двигатели оказались экономичнее.В первые годы выпуска на автомашины ГАЗ устанавливались карбюраторные моторы, потом их постепенно вытесняли инжекторные.

Двигатель ЗМЗ 406 для автомобилей ГАЗ

На автомобилях «Волга» и «Газель» применялись:

• 4061.10 - карбюраторный на 76 бензине (степень сжатия - 8);
• 4062.10 - инжекторный на 92 бензине (степень сжатия - 9,3);
• 4063.10 - карбюраторный на 92 бензине (степень сжатия - 9,3).

На некоторых машинах ГАЗ применялись и другие двигатели Заволжского моторного завода, например, ЗМЗ-405.
С 2006 года на автомобили «Газель» и «Волга» ставили только инжекторные моторы, более современные и с лучшими характеристиками. Недостатки, свойственные карбюраторным вариантам, остались в прошлом.

ЗМЗ-406 - рядный четырехцилиндровый мотор. Его основной деталью является блок цилиндров, изготовленный из серого чугуна.

Разобранный мотор ЗМЗ 406

Он тяжелее алюминиевого, но имеет повышенную жесткость и не требует сменных гильз.
Конструкция двигателя существенно изменилась по сравнению с предыдущей моделью (ЗМЗ-402). Важная особенность - в ГБЦ расположены два распределительных вала, один из которых предназначен для впускных клапанов, другой - для выпускных. Привод их цепной, двухступенчатый, с гидравлическими натяжителями, работающими в автоматическом режиме.

Каждый цилиндр имеет четыре клапана для улучшения процессов впуска рабочей смеси и выпуска отработанных газов. Клапаны приводятся в действие гидротолкателями и не требуют регулировки зазоров. Свечи зажигания расположены по центру камер сгорания, что позволило увеличить степень сжатия.

Основные технические данные ЗМЗ-4062.10:

Сравнение технических характеристик различных модификаций двигателя ЗМЗ-406

• Масса, кг - 192;
• Объем, литров - 2,28;
• Степень сжатия - 9,3 (8*);
• Мощность, л. с. - 145; 100*; 110**;
• Крутящий момент, Нм - 200,9; 181,5*; 191,3**;
• Марка бензина - Аи-92, А-76*;
• Объем масла, литров - 6;
• Объем охлаждающей жидкости, литров - 10,5.

Читайте также

Регулировка и замена сцепления на Газели

* - данные для 4061.10; ** - для 4063.10.
В связи с использованием гидравлических механизмов, у 406 двигателей повышенные требования к качеству масла. Хорошую очистку обеспечивает масляный фильтр полного потока со сменным элементом. В конструкции предусмотрен перепускной клапан, через который масло подается в случаях трудности прохода через основной фильтр (он загрязнен или густое масло после запуска холодного двигателя). В клапане установлен свой дополнительный фильтр.

Сравнение инжекторного и карбюраторного двигателей

Основное отличие этих модификаций в способе приготовления и впуска горючей смеси в камеру сгорания.

Карбюратор для двигателя змз 406

На карбюраторных 4061 и 4063 использован традиционный способ, на инжекторном 4062 применен новый (для того времени) вариант впрыскивания бензина через форсунки, управляемый электронным микропроцессором.
При использовании инжекторов возрастает точность дозировки топлива, впрыск и поджог его происходит в оптимальный момент. Производительность двигателя повышается, возрастает мощность и крутящий момент, что хорошо видно при сравнении характеристик инжекторного и карбюраторного двигателей (см. выше).

Готовый к установке инжекторный мотор змз 406

Кроме лучших характеристик, инжекторные моторы экономичнее и наносят меньший ущерб экологии. Это происходит за счет более полного сжигания топлива под управлением электронного блока, не нуждающегося в регулярном обслуживании.

У карбюраторных двигателей есть свои преимущества. Это простота конструкции, возможность регулировки и ремонта без привлечения специалистов. Правда, это может обернуться недостатком: при неправильной настройке карбюратора происходят различные негативные явления, например, неустойчивые обороты на холостом ходу. Если вы не уверены в своих силах, лучше обратиться в мастерскую.

Особенности системы питания инжекторного двигателя

Она является одной из главных на двигателе, регулировки не требует, но следить за ее состоянием все же надо. Форсунки и регулятор давления нормально работают только на чистом бензине. Заправляйтесь на проверенных заправках, иногда (лучше осенью) сливайте из бака отстой и воду. При появлении подтеков на бензопроводах в местах разъемов надо их герметизировать (подтянуть штуцера без чрезмерных усилий или заменить уплотнения).

Потрескавшиеся шланги следует заменить во избежание разрыва. Но учтите, что топливо в магистралях за бензонасосом находится под высоким давлением (около трех атмосфер), при разъединении элементов системы его необходимо сбросить.

Для этого отключите бензонасос (проще всего снять соответствующий предохранитель), заведите двигатель и подождите: он выработает горючее в системе и заглохнет.

Запустите стартер (не нажимайте педаль газа) на несколько секунд. Снимите отрицательную клемму аккумулятора во избежание случайной искры. Теперь можно отсоединять нужные элементы.
После выполнения работ не забудьте поставить на место предохранитель бензонасоса и клемму. Включите зажигание и подождите несколько секунд, насос накачает топливо в систему. Заведите двигатель и проверьте, нет ли утечек.

Определение неисправности в системе управления двигателем

В эту систему поступает информация с различных датчиков, установленных на двигателе, от нее зависит нормальная работа узлов питания и зажигания. Существует мнение, что определить неисправность в этой системе можно лишь в техническом центре с помощью специальных приборов. Это не совсем верно, найти проблему можно и самостоятельно.

О появлении неполадки оповещает сигнализатор «Check Engine» на панели приборов, горящий непрерывно. У каждой неисправности есть свой код, который система записывает в память, задача состоит в получении его и определении причины по специальной таблице.

Чтобы узнать код, найдите диагностический разъем, расположенный в моторном отсеке справа. Снимите с него крышку и замкните медным проводом контакты 10 и 12. Теперь блок управления находится в режиме выдачи информации. Сядьте на место водителя и включите зажигание, вы увидите вспышки сигнализатора. Ваша задача - сосчитать их.
Код неисправности состоит из двух или трех цифр. Количество вспышек сигнализатора равно цифре, затем пауза и следующая цифра.

Например, код неисправности 26 будет показан так:

• 2 короткие вспышки, каждая длится 0,5 секунды;
• Пауза длиной 1,5 секунды, которая означает переход к следующей цифре;
• 6 коротких вспышек;
• Длинная пауза около 4 секунд, означающая конец кода.

Блок управления начинает передачу информации с кода 12, повторяющегося три раза. Этим показывается исправность системы диагностики. Затем код неисправности, он тоже повторяется трижды; потом - переход к следующей неполадке, если она есть. После перечисления всех кодов, находящихся в памяти, блок будет повторять всю информацию до тех пор, пока вы не вынете перемычку из разъема. Так что можно не спешить и проверить еще раз.

После определения кода неисправности загляните в таблицу (ее можно распечатать и возить с собой в бардачке). Вы сразу увидите, что именно не работает. Если же память пуста, передается только код 12.

Схема устройства мотора ЗМЗ 406

Надо заметить, что выход из строя одного из датчиков не приведет к остановке двигателя (за исключением датчика углового положения коленчатого вала, отказ которого очень маловероятен). При возникновении неисправности компьютер переходит на аварийную программу, двигатель работает хуже, но доехать до мастерской можно.

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:

Изготовитель	ЗМЗ
Марка ДВС	406
Годы производства	1997 – 2008
Объем	2286 см 3 (2,3 л)
Мощность	73,55 кВт (100 л. с.)
Момент крутящий	177/201 Нм (на 4200 об/мин)
Вес	192 кг
Степень сжатия	9,3
Питание	инжектор/карбюратор
Тип мотора	рядный бензиновый
Зажигание	коммутаторное
Число цилиндров	4
Местонахождение первого цилиндра	ТВЕ
Число клапанов на каждом цилиндре	4
Материал ГБЦ	сплав алюминиевый
Впускной коллектор	дюралевый
Выпускной коллектор	литой чугунный
Распредвал	2 шт. схема DOCH
Материал блока цилиндров	чугун
Диаметр цилиндра	92 мм
Поршни	оригинальные
Коленвал	облегченный
Ход поршня	86 мм
Горючее	АИ-92/А-76
Нормативы экологии	Евро-3/Евро-0
Расход топлива	трасса – 8,3 л/100 км смешанный цикл 11,5 л/100 км город – 13,5 л/100 км
Расход масла	максимум 0,3 л/1000 км
Какое масло лить в двигатель по вязкости	5W30, 5W40, 10W30, 10W40
Какое масло лучше для двигателя по производителю	Liqui Moly, ЛукОйл, Роснефть
Масло для ЗМЗ 406по составу	зимой синтетика, летом полусинтетика
Объем масла моторного	6,1 л
Температура рабочая	90°
Ресурс ДВС	заявленный 150000 км реальный 200000 км
Регулировка клапанов	гидротолкатели
Система охлаждения	принудительная, антифриз
Объем ОЖ	10 л
Помпа	с пластиковой крыльчаткой
Свечи на ЗМЗ 406	отечественные А14ДВРМ или А14ДВР
Зазор свечи	1,1 мм
Цепь ГРМ	70/90 с башмаком или 72/92 со звездочками
Порядок работы цилиндров	1-3-4-2
Воздушный фильтр	Nitto, Knecht, Fram, WIX, Hengst
Масляный фильтр	с обратным клапаном
Маховик	7 отверстий со смещением, 40 мм внутренний диаметр
Болты крепления маховика	М12х1,25 мм, длина 26 мм
Маслосъемные колпачки	Goetze, светлые впускные, темные выпускные
Компрессия	от 13 бар, разница в соседних цилиндрах максимум 1 бар
Обороты ХХ	750 – 800 мин -1
Усилие затягивания резьбовых соединений	свеча – 31 – 38 Нм маховик – 72 – 80 Нм болт сцепления – 19 – 30 Нм крышка подшипника – 98 – 108 Нм (коренной) и 67 – 74 (шатунный) головка цилиндров – три стадии 40 Нм, 127 – 142 Нм + 90°

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:

Высокие обороты ХХ	1)поломка датчиков 2)нет контакта регулятора ХХ 3)порваны шланги картерной вентиляции	1)замена датчиков 2)восстановление контакта 3)замена шлангов
Отказ цилиндра	1)неисправность ЭБУ 2)выход из строя катушки 3)пробой наконечника свечи 4)поломка форсунки	1)замена блока управления 2)ремонт катушки 3)замена наконечника 4)ремонт/замена форсунки
Неустойчивая работа ДВС	1)подсос воздуха 2)вода в топливном баке	1)восстановление герметичности, замена прокладок 2)слив бензина, просушивание бака
Мотор не запускается	1)выход из строя системы зажигания 2)нарушена подача топлива	1)замена катушки, контакта 2)замена фильтра, клапана редукционного, регулировка фаз, замена топливного насоса

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.