Силовой агрегат семейства ЗМЗ-406 представляет собой бензиновый двигатель внутреннего сгорания, который выпускается ОАО «Заволжский Моторный Завод». Разработку начали в 1992 году, а в серийное производство мотор поступил в 1997-м. На нем впервые применили систему впрыска топлива.
Двигатель ЗМЗ-406 имел широкое применение и устанавливался на автомобилях Горьковского завода (ГАЗ-3102, 31029, 3110 и модельного ряда семейства «Газель»).
Флагманом семейства стал мотор ЗМЗ-4062.10 объемом 2,28 литра и мощностью 150 «лошадей».
Силовая установка ЗМЗ-4062.10 предназначена для комплектации легковых автомобилей и микроавтобусов. А моторы ЗМЗ-4061.10 и ЗМЗ-4063.10 - для комплектации грузовых автомобилей небольшой грузоподъемности.
Описание двигателя
Предварительно мотор проектировался под новомодные системы питания и зажигания, которые управлялись микропроцессором.
Данный двигатель был впервые оснащен четырьмя клапанами на каждый цилиндр, с гидротолкателями и двумя распредвалами с двойным цепным приводом. Также были установлены электронная система подачи топлива и электронное зажигание.
Четыре цилиндра имеют рядное расположение, водяную рубашку охлаждения и управляемый впрыск топлива.
Порядок работы поршней: 1-3-4-2.
ЗМЗ-406 инжектор работает на бензине А-92. Ранее производилась карбюраторная версия двигателя 4061, которая работала на семьдесят шестом бензине. Она имела ограничения в плане выпуска.
Агрегат неприхотлив в обслуживании. Он имеет высокую степень надежности. Позже на его базе были разработаны установки ЗМЗ-405 и 409, а также дизельный вариант мотора с маркировкой ЗМЗ-514.
К недостаткам двигателя можно отнести громоздкость привода газораспределительного механизма, что объясняется его невысоким качеством исполнения и рядом технологических недоработок.
Технические характеристики ЗМЗ-406
Данный силовой агрегат производился с 1997 по 2008 г. Картер цилиндров изготовлен методом литья из чугуна, он имеет рядное положение цилиндров. Масса двигателя равна 187 килограммам. Оснащается карбюраторной системой подачи топлива либо инжектором. Рабочий ход поршня составляет 86 миллиметров, а диаметр цилиндра - 92 миллиметра. При этом рабочий объем двигателя составляет 2286 сантиметров кубических и способен развивать мощность в 177 "лошадок" при 3500 оборотах в минуту.
Карбюраторный мотор
ЗМЗ-406 карбюратор (402-й мотор) выпускался с 1996 года и успел зарекомендовать себя как простой и надежный агрегат. Данное устройство развивает мощность 110 лошадиных сил. Расход топлива автомобиля на этом двигателе зачастую зависит от манеры вождения и условий эксплуатации. Система питания карбюраторного агрегата довольно надежна. При своевременном обслуживании и нормальной эксплуатации, с применением качественного смазывающего материала и бензина, он может пройти до 500 тысяч километров пробега без серьезных поломок. Конечно, за исключением расточки коленвала, которая необходима этому агрегату раз в 250 тысяч километров.
Система зажигания
На двигателях ЗМЗ-406 зажигание осуществляется путем воспламенения топливной смеси с помощью микропроцессорной системы. Для всех рабочих режимов двигателя электроника устанавливает необходимый угол опережения воспламенения. Также она выполняет функцию регулировки рабочего процесса экономайзера принудительного холостого хода. За счет работы этой системы двигатель отличается своими высокими экономическими показателями, ведется контроль нормы токсичности отработанных газов, исключается момент детонации и повышается мощность силового узла. В среднем автомобиль "ГАЗель" расходует порядка 8-10 литров бензина на 100 километров пути при средних нагрузках. Однако если перевести его на пропан или метан, "аппетит" машины возрастает почти в два раза.
Режим диагностики зажигания
При включении зажигания автомобиля автоматически вступает в работу система диагностики мотора ЗМЗ-406 (карбюратор ЗМЗ-405 - не исключение). Факт исправной работы электроника сигнализирует световой датчик. Он должен потухнуть при запуске двигателя.
В том случае, если диод продолжает светиться, это указывает на неисправность элементов и деталей электронной системы зажигания. В таком случае поломку следует немедленно устранить.
Инжекторный мотор
По техническим характеристикам и составным деталям двигатель с инжекторной системой питания не особо отличается от карбюраторного аналога 405-й модели.
При должной эксплуатации этот агрегат не менее надежен и практичен нежели с карбюратором, а вдобавок имеет и свои преимущества:
- Стабильные холостые обороты.
- Низкий уровень вредных выбросов в атмосферу.
- Коэфициент полезного действия ЗМЗ-406 инжектор имеет значительно выше, нежел аналог с карбюратором, так как топливная смесь подается своевременно и в нужном количестве. Соответсвенно, экономия топлива налицо.
- Повышение экономии топлива.
- Не нуждается в длительном прогреве двигателя в зимний период.
Единственным минусом инжекторного мотора является дороговизна в ремонте и обслуживании системы.
Провести диагностические и ремонтные работы не представляется возможным без специального оборудования и диагностических стендов. Поэтому осуществить самостоятельный ремонт двигателя ЗМЗ-406 инжектор - достаточно хлопотное дело. Зачастую при возникновении поломок в системе впрыска автолюбителю приходится пользоваться услугами специализированных центров по обслуживанию топливной аппаратуры, что может стоить недешево и занять довольно длительное время. Для того чтобы как можно реже сталкиваться с данной проблемой, необходимо своевременно производить замену топливных фильтров и заправлять автомобиль качественным бензином.
Головка блока
Все модификации двигателей оснащались одной головкой, которая соответствовала требованиям "Евро 2". С введением дополнительных требований "Евро 3" она была доработана и усовершенствована. Она не взаимозаменяема с предыдущей моделью.
В новой головке отсутствуют проточки системы холостого хода, теперь их функции возложены на электронный управляемый дроссель. Передняя стенка детали оснащена отверстиями для крепления защитного кожуха цепи, а с левой стороны расположены отливы для монтажа кронштейнов ресивера системы впуска. Деталь имеет запрессованные вставки из чугуна и направляющие втулки клапанов. Последние не нуждаются в периодической регулировке, так как их привод осуществляется с помощью цилиндрических толкателей с гидрокомпенсаторами. Модернизированная головка ЗМЗ-406 снизилась в весе на 1,3 килограмма. Устанавливая ее на двигатель, используют металлическую многослойную прокладку головки блока.
Блок цилиндров
Усовершенствуя двигатель ЗМЗ-406, инженеры смогли доработать картер и модернизировать процесс отливки. Так, удалось оснастить блок протоками в отливке между цилиндрами. Благодаря этому данный элемент стал жестким, а крепление головки осуществляется за счет более глубоких резьбовых отверстий и удлиненных болтов. В нижней части картера имеются отливы, образующие опоры коленвала вместе с крышками коренных подшипников. Крышки отлиты из чугуна и крепятся к блоку при помощи болтов.
Распределительный вал
Распредвал ЗМЗ-406 изготовлен путем отлива из чугуна с последующей обработкой и закалкой. Валы приводятся в движение за счет цепной передачи. На двигателе установлены два вала, профили кулачков которых имеют одинаковый размер.
Осевое смещение кулачков составляет один миллиметр по отношению к гидротолкателям. Этот фактор способствует вращению элементов гидроприводов при работающем двигателе, что существенно влияет на износ рабочей поверхности толкателя и делает его равномерным.
Цепной привод валов имеет гидравлические натяжители, которые работают от давления масла в смазывающей системе. Детали действуют на цепи непосредственно через пластиковые башмаки, которые крепятся на осях. На двигателях ЗМЗ-406 после модернизации для повышения практичности и долговечности стали применять вместо башмаков звездочки. Последние фиксируются на поворотных рычагах. Крепежные оси звездочек взаимозаменяемы с осями башмаков. Вместо удлинителя оси башмака натяжения верхней цепи стали использовать проставку, крепление которой к блоку осуществляется болтами.
Двигатель ЗМЗ-406 оснащается цепями привода распределительных валов. Их нет возможности заменить цепями, которые устанавливали на более ранние версии моторов.
Поршни
Они отливаются из сплава алюминия и имеют проточки под два кольца компрессионных и одно маслосъемное. Во время работы днище поршня охлаждается маслом через масленку в верхней головке шатуна.
Сферическая рабочая поверхность верхнего компрессионного кольца имеет слой покрытия хромом, что способствует лучшей притирке кольца. Второй элемент покрыт слоем олова. Маслосъемное кольцо - комбинированного типа, оно состоит из расширителя и двух стальных дисков. Крепление поршня к шатуну осуществляется при помощи пальца, фиксируемого на два штопорных кольца.
Коленчатый вал
Отлит из чугуна с последующей обработкой и закалкой поверхности шеек токами высокой частоты. Устанавливается в блоке на пяти коренных подшипниках.
Перемещение коленвала соответственно оси ограничивается штопорными полукольцами, которые размещены в проточных пазах опоры и крышки третьего коренного подшипника. На валу находятся противовесы в количестве восьми штук. К задней части вала крепится маховик, в отверстии которого впрессована распорная втулка и подшипник качения первичного вала коробки переключения передач.
Масло
Силовая установка ЗМЗ-406 оснащена комбинированной системой смазки. Под действием давления происходит процесс смазки поршневых пальцев, шатунных и коренных подшипников коленвала, смазываются опорные точки распределительных валов, гидропривод клапанов, промежуточный вал и ведомая шестерня масляного насоса. Все другие детали и элементы мотора смазываются посредством разбрызгивания масла.
Масляный насос - шестеренчатого типа, имеет одну секцию и приводится в действие от промежуточного вала через винтовые шестерни. Система смазки оснащена масляным радиатором и полнопроточным фильтром очистки.
Вентиляция картера закрытого типа, с принудительным отводом газов.
Итак, мы привели подробное описание всех узлов, агрегатов и систем двигателя. Схема ЗМЗ-406 находится на фото выше.
Двигатель рядный четырехцилиндровый, оборудован комплексной микропроцессорной
системой управления впрыском топлива и зажиганием (КМСУД).
Вид двигателя мод. 4062 с левой стороны:
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.
Желающие приобрести «Газель» часто интересуются, какую модификацию выбрать - с мотором ЗМЗ-406 или УМЗ-4215. Ответить на этот вопрос нам помогли владельцы «Газелей» и специалисты автосервиса, обслуживающие эти машины.
Сначала рассмотрим особенности конструкции указанных двигателей. ЗМЗ-406 и УМЗ-4215 - это моторы разных поколений и с разными «характерами». 406-й - современный двигатель, созданный в начале 90-х инженерами Заволжского моторного завода. В нем применен целый ряд передовых для российского автопрома технических решений - четыре клапана на цилиндр, два распредвала с верхним расположением, гидрокомпенсаторы клапанных зазоров, гидронатяжитель цепи привода ГРМ, центральное расположение свечей зажигания, микропроцессорная система управления зажиганием с обратной связью через датчик детонации. Модификация ЗМЗ-4062.10 оснащается системой впрыска топлива и предназначена в основном для установки на модели «Волга», а ЗМЗ-4061.10 (под бензин А-76) и ЗМЗ-4063.10 (под бензин А-92, А-95) являются карбюраторными и устанавливаются преимущественно на автомобили семейства «Газель». Стоит отметить, что ЗМЗ-4061.10 практически не выпускаются.
Ульяновский мотор 4218.10 (421.10 - его более поздняя усовершенствованная модификация) был разработан в начале 90-х, а его серийное производство наладили в 1994 году. Конструкция этого двигателя морально устарела, хотя и создавался он в основном для новых моделей внедорожников УАЗ (3160, 3165). Перед конструкторами была поставлена задача повысить крутящий момент мотора в режиме низких оборотов, что обеспечило бы хорошую проходимость машин. Поскольку эта характеристика напрямую зависит от площади поверхности поршней, их диаметр составляет 100 мм (из-за этой размерности их называют иногда «зиловскими»). Рабочий объем при этом составил 2,89 л (многие округляли число до трех и называли моторы «трехлитровыми»). Новый мотор УМЗ выдает максимальный крутящий момент при достаточно низких оборотах коленвала - от 2200 до 2500.
Изучение спроса на автомобили «Газель» показало, что многие потенциальные покупатели хотели бы иметь машину с этим новым ульяновским двигателем. УМЗ-4218.10 размещается в моторном отсеке «Газели» несколько иначе, чем 406-й двигатель, поэтому внедрен дополнительный привод вентилятора радиатора, появились еще несколько изменений. Модификация мотора УМЗ для «Газели» получила маркировку 4215.10-30 (под 92-й бензин) и 4215.10-10 (под 76-й бензин).
Плюсы и минусы
По надежности двигатели ЗМЗ и УМЗ практически равны. Приобретя машину с 406-м мотором, в некоторых случаях следует провести ревизию электрооборудования, заменив российские датчики «бошевскими», и усовершенствовать конструкцию гидронатяжителя цепи. Этот двигатель более требователен и к качеству обслуживания. Например, гидрокомпенсаторы и гидронатяжитель нуждаются в качественном полусинтетическом масле, а не «минералке» неизвестного происхождения, которой «кормили» 402-е моторы. Кроме того, желательно использовать (особенно в период обкатки двигателя) масляные «суперфильтры» «Колан» с дополнительным фильтрующим элементом на перепускном клапане. Это рекомендует сам производитель. Дело в том, что крупные металлические частицы, оставшиеся в каналах блока после его механической обработки и сборки мотора, а также продукты приработки деталей способны очень быстро вывести из строя гидрокомпенсаторы и гидронатяжитель. Дополнительный фильтрующий элемент как раз и удерживает этот мусор, не пропуская его внутрь системы смазки к поверхностям трения в режиме холодного пуска двигателя. К сожалению, такие фильтры встречаются у нас в продаже достаточно редко, хотя и выпускаются в Украине - в Полтаве.
К «минусам» конструкции УМЗ можно отнести недостаточную уравновешенность кривошипно-шатунного механизма. Для того, чтобы двигатель устойчиво и ровно работал на холостых оборотах, необходимо обогащать топливо-воздушную смесь (регулируя карбюратор), а это ведет к повышению токсичности отработавших газов и увеличению расхода топлива. Ульяновский мотор, как и классические 402-е, гораздо шумнее, чем 406-й с его «легковым» мягким звучанием. Но УМЗ выигрывает по ремонтопригодности, т. к. по конструкции он очень близок к «волговскому», поэтому его без проблем эксплуатируют и обслуживают в глубинке, где нет развитого автосервиса.
Возможности
«Характеры» у моторов тоже разные. 406-й - высокооборотистый двигатель, обеспечивающий хорошие скоростные и динамические характеристики «Газели» как в городе, так и на трассе. «Поведением» такая машина сильно напоминает легковушку. Низкооборотистый УМЗ с максимальным крутящим моментом при малых оборотах больше подойдет любителям перегружать машину и тем, кто эксплуатирует ее в гористой местности или на бездорожье. Тяговитость мотора на низах в этих ситуациях позволит реже переключать передачи и двигаться более ровно и уверенно. Проигрывают «Газели» с ульяновскими силовыми агрегатами по скорости на равнинных трассах и по динамике разгона. Они чем-то напоминают дизели (все из-за того же максимального момента на «низах»).
| Технические характеристики моторов ЗМЗ-406 и УМЗ-4215 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Редакция благодарит специалистов ООО «РосАвтоСервис» за помощь в подготовке материала
Автомобиль трудно назвать предметом первой необходимости в жизни человека, однако это самое распространенное транспортное средство. А без чего не могут жить люди? Без сердца. Этим органом у машины можно назвать силовой агрегат.
Что это такое? Автомобильный двигатель - прибор, который способен преобразовывать один тип энергии в другой. Именно за счет этого осуществляется движение любого транспортного средства.
Как правило, на машины устанавливается работающий на поршнях. Он делится на два типа: карбюраторный и инжекторный. Технические характеристики двигателя напрямую зависят от данного фактора. Все агрегаты (в зависимости от типа) работают на разных видах топлива. Таковым можно назвать бензин, сжатый природный газ или сжиженный углеводородный, дизельное топливо, больше известное как солярка.
ЗМЗ-406
Кто может поспорить с тем, что большое количество перевозок осуществляется на автомобилях ГАЗа? На «Газелях» чаще всего установлен Карбюраторный силовой агрегат выпускается в двух модификациях. Инжекторный - только в одной. Какие плюсы есть у данного двигателя? Он достаточно мало расходует горючего при своей высокой мощности. А также агрегат прослужит достаточно длительное время, но только лишь в том случае, если за ним будет выполнен надлежащий уход. Среди минусов особо остро чувствуется то, что двигатель восприимчив к качеству моторного масла. Если уж работает на каком-то определенном типе, то лучше особо не экспериментировать. Существует проблема заторможенной работы вентилятора, что ведет к перегреву. Система, которая должна регулировать температуру, немного нестабильна. А так как перегрев может привести к взрыву, следует внимательно следить за этим. Выпускаться эта модель двигателя стала с 1996 г. и по сей день известна как долговечный и надежный агрегат.
Характеристика
Стоит заметить то, что данный агрегат обходит по некоторым критериям предыдущий двигатель серии 402. Силовая установка 406 работает на 4 поршнях. Его мощность составляет 110 «лошадок». Сказать точно о перегреве данного двигателя трудно, потому что одни водители заявляют о постоянном поднятии температуры, а другие говорят о том, что система охлаждения лишняя - агрегат не нагревается.
Если есть желание перевести свой двигатель 406 (карбюраторный или инжекторный) на газовое оборудование, то нужно заметить, что он отлично «ладит» с пропаном и метаном.
Момент с затратой топлива осветить трудно - это напрямую зависит от условий езды и поры года. По заявленной производителем характеристике, потребление идет в среднем 13,5 л на 100 км. Объем двигателя - 2,28 литра.
Во внешней среде надо отметить компактное расположение всех элементов. Особенностью будет местонахождение свечи зажигания - по центру. Максимальная мощность вращения коленвала - 5200 оборотов в минуту.
История создания ЗМЗ-406
Данная модель двигателя была разработана на основе спортивного агрегата «Сааб 900». Окончание создания проекта на бумаге - 1990-й. И уже через три года появились первые прототипы данного двигателя. Производство некрупной серии было запущено в 1996 г., а вот с основного конвейера он стал сходить уже с 1997 г. Окончание производства - 2003 г.
Сперва двигатель 406 (карбюраторный) устанавливали на маленькие катера, которые использовались государственными органами. Чуть позже им заинтересовались сотрудники Горьковского завода, и со временем его приобрели «Волга» и «Газель». Спустя некоторое время он стал входить в базовый комплект «Соболя». Производители ЗМЗ и ГАЗ позволяли устанавливать на многие модели автомобилей по собственному желанию «неродные» двигатели, поэтому агрегат 406 можно увидеть и на некоторых «Волгах», в комплектации которых не входил данный аппарат.
Конструкция и особенности
Двигатель 406 (карбюраторный) работает на бензине. Он имеет 16 клапанов и 4 поршня. Впрыск регулирует встроенная электронная система.
Во время создания данного силового агрегата производитель решил выделить его и добавить особенности. Таковой можно считать расположение валов вверху цилиндрового блока. Свечи зажигания находятся по центру. За счет использования новой системы впрыска и камеры сгорания сжатие было увеличено до 9,3. Также произвели замену системы питания карбюраторного типа.
За счет некоторых манипуляций был снижен Однако ходили слухи, что мощность одной модели автомобиля марки «Волга» (двигатель 406 ставился и на нее) была завышена специально и искусственным путем.
Отличие инжектора от карбюратора
Долгое время выпускались лишь модели карбюраторного типа. Со временем появились инжекторные. Благодаря этому удалось достичь некоторых характеристик, например уменьшить количество потребляемого топлива. Если следовать теории о ДВС, то карбюраторный двигатель «Газель» 406 начинает мощнее работать при соответствующем поднятии уровня вращения коленчатого вала. Как этого можно достичь? Механизм сделан таким образом, что при резком нажатии на педаль возрастает количество паров бензина. Это, в свою очередь, способствует возрастанию скорости коленчатого вала.
406 (ГАЗ часто его использовал) работает при помощи микропроцессора. Благодаря ему даже при легком нажатии на педаль динамика езды на машине будет улучшена.
Тюнинг двигателя
Для того чтобы изменить немного выходные данные двигателя, можно провести тюнинговочные работы, которые помогут улучшить показатели. Некоторым не нравится маленькая мощность, другим - количество потребляемого топлива, а иногда водитель хочет выделиться на фоне других, оптимизируя конкретную характеристику.
Первое, что можно сделать на СТО, - улучшить двигатель 406 (карбюраторный) в плане мощности. Как правило, в данном случае либо технические характеристики агрегата повышают за счет увеличения поршней, либо (или отдельно турбины). Более надежным будет второй способ, однако на первый уйдет гораздо меньше сил, денег и времени.
Для того чтобы улучшить общую динамику, будет достаточно отшлифовать каналы входа и выхода.
Ошибки водителей
Из-за вечного желания улучшить свой агрегат многие стараются чересчур сильно и в итоге просто убивают двигатель. Какие ошибки не стоит допускать, работая с силовым аппаратом серии 406? Двигатель, цена на который варьируется в пределах 100 тыс. рублей, лучше лишний раз не оптимизировать.
Не стоит прислушиваться к совету неопытных водителей, которые предлагают снизить массу маховика. Это приведет лишь к ненужным проблемам, а не к увеличению мощности. Завихрители воздуха - лишние. Слушать специалистов, которые предлагают установить их, не нужно. Если их использовать, то мощность пропорционально сократится. Скорость автомобиля не повышается при нагреве воздуха на впуске. Надежность двигателя упадет, если добавлять капельками воду во впускной тракт. Конструкторы, наоборот, стараются максимально отделить жидкость от топлива, ведь, попадая в него, она способствует началу коррозии. Некоторые рекомендуют ставить электронатяжитель, чтобы изменить технические характеристики двигателя. Однако он не только стоит огромных денег, но и полностью убивает силовой агрегат. И это еще далеко не все (но самые распространенные) ошибки, допускаемые водителями.
Использование в автомобилях
Сейчас данный двигатель можно установить на любую модель «Газели» и «Волги». Более того, он официально стоит на некоторых легковых и грузовых экземплярах. Однако из-за того, что многие стремятся использовать его на других моделях, могут возникать небольшие проблемы. Как правило, это приводит к быстрой поломке помпы, или форсунки попросту перестают работать, начинает или подтекать масло. Могут возникать проблемы с выполнением технических характеристик. В таком случае нужно обращаться на СТО. Если проблема еще более серьезней, то в специализированные центры завода. Они разбросаны по всей России и некоторым странам СНГ. Двигатель 406 (ГАЗ также помогает устранять проблемы, причем не хуже, чем ЗМЗ) настолько популярен, что качественный ремонт не вызовет больших проблем. Эти манипуляции не займут много времени, а главное - не потребуют глобальных финансовых затрат.
В этой статье вы найдёте:
Двигатель ЗМЗ 406. Да будет впрыск!
ЗМЗ 406, на самом деле не так молод, как принято считать. Наработки по оборотистому верхневальному мотору для больших машин были начаты еще в СССР. Уже тогда было понятно, что при всех замечательных качествах семейства моторов и его предшественников нужно двигаться вперед.
Пути было два:
— Оставить старый блок и при сохранении общей схемы двигателя работать над современным обвесом;
— Создавать совершенно новый мотор.
Сторонники первой схемы нашлись в Ульяновске, где позднее будет создан впрысковый . Мотор хороший и очень удобный с точки зрения отсутствия технических проблем его установки на старые машины, что несказанно обрадовало сторонников прогресса в стане владельцев ГАЗ 21 (мотор устанавливается легко и непринужденно, стыкуясь с родным крепежом, КПП и т.д.).
Инженеры ЗМЗ, в свою очередь, выбрали вариант номер два и начали проектировать двигатель с нуля.
Создание
По одной из версий, ЗМЗ 406 и его собратья появились в результате прямого копирования и дальнейших работ по УХУДШЕНИЮ мотора B234i СААБ 9000. Автор этой истории подробно рассказывает о том, как хорош оригинал и какая кривая получилась с него копия, которую в процессе доводки сделали совершенно непригодной к эксплуатации. К сожалению, в этой достаточно широко растиражированной легенде не приводится ни конкретных фамилий, ни документов, ни каких бы то ни было иных проверяемых подтверждений истинности. Пожалуй, единственное, что, действительно, могло бы свидетельствовать в пользу этой версии — внешнее сходство моторов и одинаковый рабочий объем. Подробнее об этой ветке альтернативной реальности можно прочесть на самых разных ресурсах, от УАЗбуки и drive2, до drom и майловского проекта «Ответы». Статья везде приведена одна и та же. Более эта информация не встречается нигде из доступных источников.
Мы же рассмотрим иную историю возникновения этого мотора. Попытка перенести распределительный вал из блока цилиндров в головку предпринималась еще на этапе работы над двигателем ГАЗ 21, однако конструкция получилась не очень надежной, и в серию мотор пошел в нижневальной версии и сохранил эту конструкцию вплоть до двигателя ЗМЗ 402. Проектные работы над новым мотором стартуют в конце 80х годов прошлого века. Времена начинались непростые и потому, разработка и доводка мотора затянулись до начала 90х. В малую серию мотор пошел только в 1992 году. Планы были достаточно амбициозными, и новый двигатель предполагалось предложить не только традиционному партнеру в лице Горьковского завода, но и АЗЛК, БАЗ и даже ВАЗовцам. Однако экономика разваливалась на глазах, заводы выживали с трудом, и о постановке на конвейер новых машин речи не шло. В итоге потребителем новинки стал только ГАЗ.
Крупносерийное производство началось лишь в 1996 году и вышло на значительные объемы только к 1997-му.
Конструкция и особенности
Двигатель бензиновый, четырехцилиндровый шестнадцатиклапанный, рядный с распределенным впрыском топлива и микропроцессорной системой управления. Мощность 145 л.с. при оборотах коленчатого вала 5200. Рабочий объем — 2,28 литра.
Блок литой чугунный, цилиндры выполнены проточкой непосредственно в теле блока. Такое решение позволило сделать блок очень жестким, а зазоры в парах трения стали более стабильными. Тем не менее, предусмотрена возможность его ремонтной расточки (допускается три ремонта).
Вентиляция картера закрытого типа, принудительная.
Коленчатый вал из магниевого чугуна вращается в пяти опорах на подшипниках скольжения. Продольные перемещения вала ограничены упорными полукольцами, установленными в выборках третьей коренной опоры. Оба конца вала, на радость автослесарей, уплотнены самоподжимающимися резиновыми либо силиконовыми сальниками.
Поршни литые алюминиевые с двумя компрессионными и одним составным маслосъемным кольцом. Шатуны стальные двутаврового сечения, с разъемной нижней головкой на подшипнике скольжения. Поршневые пальцы плавающего типа, не закрепленные ни в поршне, ни в верхней головке шатуна. Продольное перемещение ограничено лишь стопорными кольцами. Ход поршня уменьшен до 86 мм. Диаметр поршня остался прежним — 92 мм.
Система смазки двигателя ЗМЗ 406 полнопоточная, комбинированная. Втулки, подшипники скольжения и гидротолкатели получают смазку под давлением, а стенки цилиндров смазываются разбрызгиванием. Масляный насос шестереночный, односекционный с достаточно оригинальной конструкцией привода. Традиционно вал масляного насоса приводится или зубчатой передачей от коленчатого вала, или через косозубые шестерни от распредвала, однако инженерам ЗМЗ такие решения показались недостаточно интересными, и они пошли своим путем. Привод вращается от промежуточного вала ГРМ, приводимого цепью. Получилось достаточно громоздко, но в целом достаточно надежно. Мотористы, в основном, считают это новшество вредительством, возможно, они правы. Редукционный клапан открывается при давлении в системе 0,7-0,9 кгс/см2, направляя масло в масляный радиатор, откуда оно стекает в картер двигателя. .
Система охлаждения замкнутого типа, работает под избыточным давлением.
В силу более высокой степени форсировки, двигатель достаточно требователен к качеству моторного масла и нуждается в более серьезном отношении к обслуживанию, чем его предшественники.
Головка блока отлита из алюминиевого сплава. Камера сгорания шатрового типа с четырьмя клапанами на цилиндр. Клапанный механизм получил гидротолкатели, что избавило автолюбителей от необходимости регулировки клапанов. Впускной и выпускной коллекторы разнесены по разным сторонам головки.
Распределительные валы теперь также расположены в головке, их два, один работает с впускными клапанами, второй — с выпускными. Валы литые из чугуна, вращаются на пяти опорах в подшипниках скольжения. Продольное перемещение валов ограничивается пластиковыми упорными полукольцами в передней крышке и передних опорах. Привод валов цепной, двухступенчатый с использованием промежуточного вала. Цепь верхней ступени имеет 70 звеньев, нижней — 90. Натяжение цепей регулируется автоматическими гидронатяжителями с упорными башмаками из износостойкого пластика. В дальнейшем, башмаки были заменены на рычаги со звездами, что увеличило ресурс механизма между ремонтами. Обратите внимание — цепи с разными типами натяжителей не взаимозаменяемые.
Выпускной коллектор чугунный.
Впускной коллектор отлит из алюминия, на нем смонтирован ресивер, к фланцу которого крепится дроссельный узел с тросовым приводом. Дроссель имеет подогрев от магистрали охлаждения двигателя.
Топливо подается в камеры сгорания через индивидуальные форсунки (распределенный впрыск). Управление впрыском электронное.
Система зажигания микропроцессорная. Опирающаяся в работе на показания датчиков двигателя.
В разные годы использовались блоки управления двигателем МИКАС-5.4, МИКАС-7.1, ИТЭЛМА VS 5.6, СОАТЭ. Соответственно, менялись и некоторые датчики, в частности ДМРВ.
Модификации и применяемость двигателей ЗМЗ 406
Двигатель ставился на автомобили:
Волга 3102;
Волга 3110;
Волга 31105;
ГАЗель;
Соболь.
Кроме того, ЗМЗ 406, многими автолюбителями вполне успешно устанавливается под капоты Волг двадцать четвертого семейства. Для этого приходится удалять правый усилитель моторного щита (мешает ресиверу), меняется проводка, в приборной панели ставятся другие указатели или меняется вся панель целиком (крепеж не совпадает, но ничего такого, с чем не справится целеустремленный человек). Также желательна замена бензобака, так как для работы электрического бензонасоса требуется противоотливная чаша, которой нет в баках старого типа, без нее, бензонасос при торможениях и разгонах подхватывает воздух. При замене бака нужно будет подгонять заливную горловину.
Известны случаи установки двигателя и на автомобили УАЗ взамен ЗМЗ 409, однако такая переделка весьма спорна, так как для внедорожника более актуален мотор с выраженным моментом на низах.
Существует несколько модификаций ЗМЗ 406:
ЗМЗ 4062.10 — впрысковый мотор для работы на бензине А92. Степень сжатия — 9,3. Предназначен для установки на легковые автомобили.
ЗМЗ 40621.10 — модификация двигателя 4062.10, соответствующая экологическим нормам ЕВРО-2.
ЗМЗ 4063.10 — карбюраторная версия мотора, предназначенная для установки на легкие коммерческие грузовики и микроавтобусы. Мощность снижена до 110 л.с.
ЗМЗ 4061.10 — карбюраторный двигатель для легкого коммерческого транспорта. Снижена до 8 степень сжатия, для работы на бензине А80. Мощность — 100 л.с.
Обобщение
На сегодняшний день, мотор выпущен тиражом более полутора миллионов, он является самым распространенным в России двигателем для легкого коммерческого транспорта.
ЗМЗ 406 изначально проектировался как основа для целого семейства новых моторов для самой разнообразной техники. В него конструктивно заложен огромный потенциал для модернизации и постройки на его базе двигателей с различными характеристиками. Так он послужил основой для создания моторов семейств ЗМЗ 409 и ЗМЗ 405.
К недостаткам семейства можно отнести:
проседание клапанных седел при длительной эксплуатации мотора на переобедненной смеси или на газовом топливе;
громоздкий механизм ГРМ, имеющий не очень большой ресурс (главным образом, нарекания вызывает система натяжения приводных цепей; впрочем, на сегодняшний момент существует сразу несколько наборов от различных производителей, позволяющих усовершенствовать данный узел);
также много критикуют блок управления от СОАТЭ с его ненадежным ДМРВ (особенно часто проблемы возникают при использовании газового топлива);
и главная проблема, присущая также и остальным современным моторам ЗМЗ — очень низкое качество запасных частей, некоторые из них производятся по технологиям, применение которых в данном случае недопустимо.
В целом же ЗМЗ 406 — очень надежный и ремонтопригодный двигатель, часто переживающий кузов машины, на которую установлен. Конечно, он более сложен, требует своевременного ухода и качественного масла, а многие его узлы уже нельзя чинить «на коленках молотком». Однако, при наличии соответствующего инструмента, не вызывает особых проблем, а запасные части доступны повсеместно.
