Двигатель змз-402, технические характеристики и тюнинг

Неисправности, присущие моторам серии ЗМЗ 24

Неисправностью практически любого двигателя является повышенный расход масла и стук коленчатого вала. Другое дело, что у одних ДВС это «болезнь», а другие довольно стойко переносят перегрузки и масляное голодание. «Волговские» моторы относятся к группе стойких и закаленных, но болячки все же имеются.

Характерные признаки 24-ых моторов, какие присущи именно этим моделям:

• Течь масла заднего коренного подшипника;
• Износ постели или втулок распределительного вала, а также опор самих валов;
• Обрыв или проворачивание шестигранного привода масляного насоса;
• Срабатывание зубьев текстолитовой шестерни распределительного вала;
• Износ латунных втулок шатунов под поршневой палец.

Задний коренной подшипник

Течь масла заднего коренного подшипника знакома почти каждому «волговоду».

Дело в том, что на месте стыка двух половинок сальниковой набивки со временем образуется щель. Сальниковая набивка под влиянием температуры «усыхает» и сжимается.

К тому же, неплотные соединения создаются из-за высыхания двух резиновых уплотнителей («сапожков» или «флажков»). Такая болезнь лечится прокладыванием хорошего маслостойкого герметика на стыках уплотнений. Конечно же, набивка и «флажки» при этом заменить необходимо. Когда операция проходит на месте (без снятия коленчатого вала), верхнюю набивку не меняют. Да и добраться до нее практически невозможно.

Замена заднего коренного сальника бесполезна, если поршневая группа дымит, а двигатель расходует масло. Избыточное давление в первую очередь «продавливает» именно это соединение. Если же забита система вентиляции картерных газов, масло тоже в первую очередь пойдет через «задний коренной».

Установка заднего коренного подшипника

Стоит прочистить систему вентиляции, течь задний сальник перестает.

Задний сальник может течь по причине изношенности коренных шеек коленчатого вала. Определяют износ шеек прослушиванием двигателя. При резкой подгазовке раздается глухой рык или стук в районе расположения коленвала. Стук очень характерный, его трудно с чем-то другим спутать. Здесь замена сальника не поможет, вал нужно шлифовать.

Постель распределительного вала

Видимо, не все отличия ЗМЗ 402 от ЗМЗ 24 были рассмотрены в этой статье. ЗМЗ еще модернизировал блок цилиндров в посадочном месте распределительного вала. На всех ранних выпусках «Волги» ГАЗ 24 алюминиевые блоки имели втулки под распределительный вал. Проблема заключается в том, что эксплуатация ДВС с низким давлением масла приводит к преждевременному износу опор распредвала и посадочного места этих опор.

Схема распределительного вала двигателя ЗМЗ 402

Замена втулок распредвала – дело хлопотное, но выполнимое в гаражных условиях. ЗМЗ выпускал ремонтные втулки, которые можно было установить вместо изношенных, необходимо было иметь набор разверток и немало терпения, времени и аккуратности. Валы успешно шлифовались под ремонтный размер, и больших проблем не наблюдалось.

Такие безвтулочные блоки стали выпускать после 1985 года. Причем, это встречалось и на ЗМЗ 24, и на ЗМЗ 402.

Спустя некоторое время завод и вовсе отказался от втулок, что доставило и до сих пор доставляет немало проблем владельцам «Волг». В случае подобной неисправности остается два выхода – либо отдавать БЦ «втулить» на завод, где есть фрезерный станок, либо менять блок на другой блок цилиндров.

Шестигранный привод масляного насоса

На моторах ЗМЗ 24 привод трамблера одновременно является и приводом масляного насоса. Привод масляного насоса представляет собой шестигранник, который приводит в действие сам насос. Со временем шестигранник изнашивается и проворачивает в теле насоса, и если не следить за давлением масла, с мотором может случиться беда – застучит коленвал, потребуется капремонт. Обрывы шестигранника случаются, если замерзает масло в поддоне зимой. Поэтому за давлением масла нужно смотреть внимательно.

Шестерня распределительного вала

Стук шестерни свидетельствует об износе ее зубьев. Стучать она может довольно долго, но с заменой детали лучше не затягивать. Если обрыв зубьев произойдет в дороге, машина не заведется и дальше ехать не сможет. Автомобиль придется буксировать до ближайшей автомастерской.

Неисправности и ремонт двигателя Волга/Газель ЗМЗ-402

Двигатель ЗМЗ-402 один из самых известных и массовых моторов из Заволжья, представляет собой алюминиевый блок, с мокрыми гильзами из чугуна, с нижним расположением распредвала, клапана в движение посредством штанг и коромысел, по сути, это слегка доработанный ЗМЗ 24Д, в котором изменили выпускной коллектор, шпильки ГБЦ, установили распредвал с подъемом 9.5, вместо 9 мм, немного подкорректировалась сама головка, поменяли маслянный насос, а так же изменены другие, менее значимые, вещи. Двигатель ЗМЗ-402 есть высшая точка развития мотора ГАЗ 21, того самого движка конструкции 50-х годов…

Модификации двигателя ЗМЗ 402:

1. ЗМЗ 402.10 — основной и самый распространенный движок, СЖ 8.2, использует 92-й бензин. Используется на Волгах 2. ЗМЗ 4021.10 — мотор со сниженной СЖ до 6.7, под 76-й бензин. Используется на Волгах 3. ЗМЗ 4022.10 — двигатель с с форкамерно-факельным зажиганием. Этот тип мотора отличался другой ГБЦ, впуском, выпуском, другим распредвалом, измененным карбюратором и, в целом, более сложной конструкцией. Все эти нововведения должны были повысить тахнические характеристики, экономичность, токсичность и прочее. На выходе получился конструктивно сложный мотор, экономичность была не столь заметна и требовались дальнейшие работы по его совершенствованию, поэтому в 1992 году, производство форкамерных двигателей было свернуто. 4. ЗМЗ 4025.10 — аналог ЗМЗ 4021.10, но для автомобилей семейства Газель. 5. ЗМЗ 4026.10 — аналог ЗМЗ 402.10, но для автомобилей семейства Газель.

Неисправности двигателей ЗМЗ 402

1. Самым известным слабым местом 402-го движка является задний сальник коленвала, который не что иное, как веревка пропитанная графитовой смазкой, держит она до 2500 об/мин, после превышения данного порога, ее свойства теряются и она начинает гнать масло наружу. Замена сальниковой набивки на ЗМЗ 402 решает все вопросы. 2. Конструкция от карбюратора до головы так же кривая, поэтому на холостых в цилиндры смесь подается не совсем равномерно, отсюда на холостом ходу у ЗМЗ-402 различные дергания, вибрации и прочие прелести жизни. 3. Стук двигателя ЗМЗ-402, обычно в этом виноваты неотрегулированные клапана, работы по регулировке зазоров клапанов, нужно проводить каждые 15000 км, некоторые владельцы ставят гидрокомпенсаторы на змз 402 и вопрос частично решается. Если же клапана в норме, тогда стук провоцирует распредвал либо шатунные вкладыши. 4. Вибрация ЗМЗ 402. Обычно ее провоцируют подушки, если же опоры в норме, тогда дело в дисбалансе КШМ, карбюраторе или системе зажигания. 5. Перегрев двигателя. Для ЗМЗ-402 данное явление норма, проблема в термостате, помпе либо воздушная пробка в системе охлаждения. В принципе, конструкция системы охлаждения 402-го мотора такова, что центральная часть ГБЦ греется сильнее и со временем происходит вдавливание шайб и ослаблением гаек, если их своевременно не подтянуть, вас ждет прогар прокладки.

Вышеназванные неисправности, естественно, не все, это самые основные и наиболее распространенные проблемы, список можно продолжать вечно, но владелец автомобиля с двигателем ЗМЗ-402 должен четко понимать — он обладатель ретро мотора и нужно быть готовым к любым его капризам. Плюсы у двигателя ЗМЗ 402 тоже есть, это простота, живучесть и ремонтопригодность, достать запчасти на Волгу/Газель не проблема в любое время дня и ночь, в любой точке СНГ. Приличный ресурс, если за мотором следить, передвигаться аккуратно и не выкручивать его без причины, то прослужит от 200 и более тыс.км. В общем и целом, по меркам 60-70х годов, мотор хороший, но время идет, все развивается, совершенствуется и по меркам XXI века, его место в музее, куда он и был отправлен в 2006 году. У 402-го движка есть много копий, это двигатели производства УМЗ 451, 414, 417, 421,некоторые из них выпускаются и по сей день, у всех этих моторов был один общий прародитель — ГАЗ 21 и конструкция практически один в один. В 1997 году на ЗМЗ был разработан преемник 402-го — ЗМЗ-406, об этом 16 клапанном моторе читаем здесь.

Двигатель ЗМЗ-402

Двигатели ЗМЗ-402 неприхотливы в эксплуатации и достаточно просты в техническом обслуживании. Это бензиновые, карбюраторные, 4-цилиндровые рядные моторы. Устанавливались преимущественно на автомобили Волги и Газели. За годы производства было выпущено 6 125 136 экземпляров двигателя.

• ЗМЗ-402.10 как основной базовый вариант под бензин марки АИ-92;
• ЗМЗ-4021.10, потребляющий топливо А-76 (80);
• ЗМЗ-4022.10, имеющий зажигание нового типа, так называемое форкамерно-факельное;
• ЗМЗ-4025.10 — предназначен для автомобилей семейства Газель (тот же 4021.10);
• ЗМЗ-4026.10 — предназначен для автомобилей семейства Газель (тот же 402.10).

Регламент обслуживания ЗМЗ 402

Официальный мануал содержит сроки замены расходных материалов, чтобы двигатель ЗМЗ 402 прослужил весь заявленный ресурс:

• моторное масло через 10000 км;
• охлаждающая жидкость после 60000 км или 2 лет эксплуатации;
• регулировка тепловых зазоров клапанов каждые 15000 км;
• протяжка гаек ГБЦ каждые 20000 км;
• картридж воздушного фильтра служит 20000 км, а топливный фильтр 30000 км.

Изначально в устройство ДВС заложены очень ненадежные прокладки. Пропитанный графитом асбестовый лист толщиной 1,5 мм между блоком и головкой нормально держит температуру, но от вибраций ослабляются гайки. Крышка ГРМ и поддон картера уплотняются паранитовыми прокладками, обладающими низким ресурсом и маслостойкостью.

Тюнинг двигателя

Моторы ЗМЗ-402 мало подходят для тюнинга из-за архаичной конструкции. Чтобы улучшить характеристики двигателя, необходимо увеличить подачу топлива и использовать распределительный вал с доработанным профилем кулачков.

Повышение мощности и момента ограничивает тяжелая поршневая группа, подрезка головки блока для увеличения степени сжатия под бензин А-95 или А-98 не дает выигрыша в динамике автомобиля.

Двигатель ЗМЗ 402 рассчитан на низовую тягу при крутящем моменте на низких оборотах.

Увеличение мощности

Применение нового распределительного вала и увеличение диффузоров карбюратора позволяет довести мощность до 120-130 л. с. без потери ресурса.

Установка компрессора на карбюраторные двигатели не практикуется из-за невозможности тонкой настройки системы подачи топлива. Перевод ЗМЗ-402 на распределенный впрыск экономически нерентабелен, в этом случае владельцы устанавливают на машины агрегаты ЗМЗ-406 или 1JZ-GTE.

Для повышения мощности мотора, поршневую систему меняют на стомиллиметровую.

Порядок регулировки системы зажигания

Чтобы верно отрегулировать поджиг, нужно не только выставить углы опережения, но и верно расположить метки. Кстати, если автовладелец не понимает и не разбирается в конструкции двигателя, то лучше эту работу отдать опытным механикам в сервис-центре.

Давайте разберем все нюансы регулировки зажигания.

Сопоставление меток

Для верного сопоставления меток и выставления зажигания двигателя делают следующее:

1. Выставляют первый цилиндр в верхней мертвой точке.
2. Коленвал проворачивают так, чтобы метка на его шкиве сошлась с меткой на ГБЦ.

Чтобы сделать эти действия, потребуется вынуть свечу первого цилиндра и заткнуть отверстие тряпкой. Проворачивать до тех пор коленвал, пока данная тряпка не будет вынута воздухом, который создает давление внутри цилиндра.

Похожая статья 126 двигатель ВАЗ гнет клапана или нет

Подобные действия помогут найти окончание такта сжатия, иначе верхнюю мертвую точку цилиндра.

Регулировка угла опережения

Чтобы выставить угол опережения зажигания ЗМЗ 402, нужно сделать следующее:

1. Немного открутить болт корректора октанового числа на трамблере.
2. Выставить угол опережения на двигателе по центру шкалы.
3. Немного открутить винт, который фиксирует пластинки устройства, корректирующего октан.
4. Прокрутить распределитель так, чтобы красная отметина на головке ротора стала прямо перед меткой на статоре.

Затем автовладелец должен с помощью одной руки удерживать распределитель двигателя. А второй рукой он будет закручивать винты. Таким образом выставляется зажигание ЗМЗ 402.

Проверка правильности установки зажигания

Теперь автовладельцу останется проверить правильность установки зажигания. Верно ли он установил зажигание или нет, определить можно так:

1. Разогнать транспортное средство до 60 километров в час.
2. На этой скорости резко нажать на педаль газа.
3. Произойдет детонация в течение трех секунд.
4. Если в дальнейшем она не продолжается, то зажигание двигателя было выставлено верно.

Об истории предприятия и двигателя «3M3-402»

3аволжский моторный завод находится в шестидесяти километрах от Горьковского автомобильного завода, и с самого дня своего основания выпускал продукцию, главным образом, для его нужд. Сначала, с 1956-го года, предприятие выпускало детали, запасные части и алюминиевое литьё для ГА3а. Но уже с 1958-го года начало работать как завод по производству двигателей – для комплектации автомобилей ГА3 и УА3. Первый четырёхцилиндровый двигатель для «Волги ГАЗ-21» на 3M3 был выпущен в 1959 году. С 1963 года завод освоил производство не только четырёхцилиндровых «легковых» моторов, но и восьмицилиндровых – для грузовых машин «ГАЗ» и автобусов «ПАЗ». На пике своего развития 3аволжский моторный завод выпускал свыше 450 тысяч двигателей в год. Это первое в России двигателестроительное предприятие, которое сертифицировало систему менеджмента качества всего производства на соответствие требованиям международных стандартов «ИСО-9001».

С 2006 года 3аволжский моторный завод входит в машиностроительный холдинг «Соллерс». в сегодняшнем ассортименте предприятия – не только бензиновые, но и дизельные, и работающие на газе двигатели; в том числе и полностью соответствующие требованиям актуального экологического стандарта «Евро-5».

Двигатель «3M3-402» не является совершенно новой разработкой, созданной «с нуля». За основу при его создании был взят выпускавшийся с 1968 года мотор«ЗМЗ-24Д», модернизированный и оптимизированной для значительно изменившейся «Волги». Конструкционно «3M3-24Д»,в свою очередь, восходит к «сердцу» «Волги ГАЗ-21» первого поколения – мотору «3M3-21», который серийно выпускался с 1957 года.

Это были весьма прогрессивные для своего времени двигатели. Верхнеклапанные, с полусферическими камерами сгорания; с расположенными под углом (а не в ряд) клапанами; впускным коллектором на левой и выпускным на правой сторонах головки цилиндров; с цепным (а не шестерёнчатым) приводом высоко расположенного распределительного вала.

Базовый двигатель 402-го семейства – «3M3-402.10», для легковых машин, в заводской комплектации предназначался для использования 92-го бензина. А модификация для такси и микроавтобусов – «3M3-4021.10» – была рассчитаны на бензин 76-й (80-й по-нынешнему). Поэтому в процессе эксплуатации некоторые владельцы «Волг» переделывали моторы, изначально рассчитанные на высокооктановый бензин, под более недорогое, всегда и везде имеющееся в наличии низкооктановое топливо. Поскольку, несмотря на то, что в СССР бензин стоил дёшево, и расход топлива 402-го мотора был существенно выше, чем у двигателей современных машин. А 76-м бензином можно было зачастую заправляться и бесплатно – из, так сказать, «сэкономленных» на работе запасов. Ведь все грузовики-среднетоннажники работали на нём.

«3M3-402» «задержался» на конвейере предприятия на долгие годы и был выпущен 6-миллионным тиражом не только из-за специфики советской экономики. Это был действительно хороший мотор, с очень приличным крутящим моментом, без явных провалов во всем диапазоне рабочих оборотов (максимальный – 182,4 Н.м). Обладавший отменной эластичностью. Потрясающая ремонтопригодность, дешёвые запасные части, простота конструкции также обеспечили ему повсеместную популярность и долгую жизнь на конвейере.

Разумеется, карбюраторный «3M3-402» не может сравниться с современными инжекторными двигателями – прежде всего, по показателям экономичности и экологичности. Но для 80-х годов он не только отвечал всем актуальным требованиям, предъявляемым к моторам его класса, но и соответствовал уровню аналогичной продукции ведущих мировых производителей.

Начиная с 1996-го года, Горьковский автозавод, оставшийся к тому времени единственным потребителем мотора «3M3-402», начинает выводить его из ассортимента силовых агрегатов, устанавливающихся на новые машины завода. На смену 402-му приходят инжекторные «3M3-406» и «3M3-409».

Конструкция ГБЦ ЗМЗ 402

ГБЦ данного двигателя общая для четырёх цилиндров. Отливается она, из особо прочного сплава алюминия, под высоким давлением. Сёдла для клапанов вставные, выполненные из особо прочного чугуна. Материалом изготовления втулок клапанов является металлокерамика.

При сборке ГБЦ используется уникальная технология, втулки и сёдла клапанов охлаждают, а головку нагревают. Метал головки дополнительно обжимается вокруг сёдел клапанов, при помощи оправки. Сёдла и втулки проходят тонкую обработку совместно с головкой БЦ.

ГБЦ ЗМЗ 402 к БЦ крепиться с помощью десяти шпилек, выполненных из стали, их диаметр составляет 12 мм. Для упрочненния, под гайки, устанавливаются стальные специальные шайбы.

Между ГБЦ и БЦ находиться асбестовая прокладка, она имеет графитовое покрытие и каркас из металлического армирования. Окна прокладки предназначенные для камер сгорания окантовываются жестью. Высота прокладки в сжатом виде не более 1.5 мм.

Теория ДВС: ГБЦ ЗМЗ-402

Правильно установить головку БЦ на блок, помогают два штифта, закрепленные в БЦ. Головки БЦ 402 и 4021 движков отличаются по размерам камер сгорания. Большая степень сжатия 402 мотора достигается благодаря увеличенной фрезеровки нижней части головки. Благодаря этому высота головки 402.10 движка меньше высоты 4021.10 мотора, 94.4 мм., и 98 мм., соответственно. Разница по высоте составляет 3.6 мм. За счёт этого получается СС 8.2:1, позволяющая 402 мотору работать на АИ 92 бензине. Вместо 4021 мотора, имеющего СС 6.7:1, и работающего на 76 бензине.

Двигатель ЗМЗ 402: Регулировка и технические характеристики

Если бы каждому мотору присуждали звание, то «легендарным» стал бы двигатель ЗМЗ 402. Тяговая установка начала выпускаться на Заволжском предприятии, во времена, когда рост промышленного развития набирал обороты. Старт использования агрегата положен в 80 году. Изделие, после «лёгкой» доработки двигателя «ЗМЗ-24Д» (выпускался с 68 года) получило новую маркировку, а заодно и пополнило численность почитателей. На тот момент, не каждая техника имела присущие изделию характеристики и ресурс, поэтому спрос закономерен.

Индексом «402 двигатель» обозначают линейку агрегатов, которая после доводки и усовершенствования исчисляется несколькими экземплярами. Объединяющий фактор, это использование бензина и четыре камеры, выстроенные в ряд. Тяговое семейство эксплуатировалось на продукции ГАЗ («Волга», «Газель»), Рижских автобусах «Латвия», автомобилях Ульяновского завода.

Особенности конструкции и устройство «3M3-402»

Итак, «3M3-402» – это 4-х цилиндровый восьмиклапанный карбюраторный двигатель рабочим объемом 2,445 л, развивающий мощность 100 л. с. (в модификации для работы на низкооктановом бензине – 90 лошадиных сил). Характерными особенностями конструкции являются цельноалюминиевый блок с «мокрыми» гильзами цилиндров, а также нижнее расположение распределительного вала. Мотор простой и надёжный, как автомат Калашникова.

Блок цилиндров. Головка блока цилиндров

Блок изготавливали литьём под давлением, из высокопрочного алюминиевого сплава, поры для герметизации заполняли специальными составами (смолами). Некоторые блоки моторов «3M3-4022.10» и «3M3-402.10» были отлиты кокильным литьём, а не под давлением.«Мокрые» гильзы цилиндров съёмные, зафиксированные по нижнему краю. Снизу они уплотнены медными кольцами, а сверху — прокладкой ГБЦ.

Головка блока также отливалась из алюминия; подвергалась термической обработке – закалке и старению. В неё запрессовывались сёдла клапанов из легированного чугуна и металло-керамические направляющие для их шеек. Высота головки составляет 94,4 мм (98 мм – для мотора 4021, рассчитанного под работу на 76-м (80-м) бензине).
Коллекторы располагаются с правой стороны. Впускной отлит из алюминия и предусматривает монтаж2-хкамерного карбюратора. Коллектор выпускной – из чугуна, расположенный под впускным, таким образом, чтобы подогревать каналы впуска. Это положительно сказывается на качестве смесеобразования.

Головки блока цилиндров двигателей «3M3-402.10» и «3M3-4021.10» различаются по объёму камер сгорания. Увеличение степени сжатия мотора «3M3-402.10» было получено за счёт дополнительной фрезеровки нижней плоскости головки на 3,6 мм (вот поэтому высота головки двигателя «3M3-4021.10» составляет 94,4 мм, высота головки двигателя «3M3-4021.10»  равняется 98 мм).

Между головкой и блоком цилиндров находится прокладка из асбестового полотна, армированного металлическим каркасом и покрытого графитом. Окна в прокладке под камеры сгорания и отверстие масляного канала окантованы жестью. Толщина прокладки в сжатом состоянии составляет 1,5 мм.

Объём камеры сгорания при поставленных на место клапанах и ввернутой свече равен 74-77 см3 для двигателя «3M3-4021.10», и 94-98 см3 для двигателя «3M3-4021.10» . Разница между объёмами камер сгорания одной головки блока не должна превышать двух см3.

Кривошипно-шатунный механизм

Коленчатый вал отлит из магниевого чугуна, с пятью опорными шейками. Подшипники скольжения («вкладыши») – стале-алюминиевые. Передний конец вала уплотнён самоподжимным сальником, задний — сальниковой набивкой. На поршнях из термоупрочнённого алюминия, с терморегулирующими стальными вставками, установлены два компрессионных кольца и одно кольцо составное маслосъёмное. Шатуны – кованые стальные, двутаврового сечения. Поршневые пальцы выполнены без фиксации, т. е. плавающими.

Геометрия по схеме «диаметр гильзы 92 мм, ход поршня 92 мм» позволяет мотору развивать отличный момент даже при небольших оборотах коленчатого вала.

Как уже было отмечено, «3M3-402» сохранил нижневальную схему ГРМ (OHV) своего предшественника – «3M3-24Д». Распредвал располагается в блоке двигателя справа и приводится через мало шумящую текстолитовую либо пластиковую шестерёнку от коленчатого вала. На клапаны воздействие передаётся посредством толкателей и штанг, качающих коромысла, которые расположены на общей оси.

Система смазки двигателя

Система смазки двигателя «3M3-402» – комбинированная. Шейки коленчатого и распределительного валов, втулки коромысел и верхние концы штанг смазываются под давлением, а стенки цилиндров –от разбрызгивания через специальные сопла, что расположены в отливах шатунов. Масляный насос шестерёночный, с приводом от распределительного вала. Привод выполнялся в виде шестигранника. Фильтрация масла является полнопоточной. Фильтрующий элемент располагается с левой стороны от двигателя.

Система зажигания «3M3-402»

Система зажигания является бесконтактной. Распределитель зажигания не снабжён прерывателем. Вместо него в системе имеется магнитный датчик. Сигнал для катушки формируется электронным коммутатором и разносится по свечам, все тем же бегунком в крышке трамблёра.
Порядок работы цилиндров: 1-2-4-3.