Автомобили «ГАЗель» оснащаются двигателями УМЗ и ЗМЗ, однако в последние годы наибольшее предпочтение отдается силовым агрегатам серии ЗМЗ-406. Одним из самых современных моторов в этой линейке является ЗМЗ-40630А — о его конструкции, характеристиках, особенностях и обслуживании рассказано в статье.
Общий взгляд на двигатель ЗМЗ-40630А
Линейка двигателей ЗМЗ-406 выпускается Заволжским моторным заводом с 1997 года, за это время силовой агрегат получил самое широкое распространение (изготовлено более полутора миллиона штук), известность и популярность среди автомобилистов. Актуальные модификации двигателя далеко ушли от первоначального 406-го мотора, они обладают отличными характеристиками, высокой надежностью и качеством, благодаря и чему завоевали серьезную долю рынка.
ЗМЗ-40630А — одна из последних модификаций двигателя с улучшенными характеристиками. Это карбюраторный четырехцилиндровый рядный двигатель с рабочим объемом 2,3 литра и мощностью 98 л.с., разработанный под применение бензина марки А-92 (АИ-93). Газораспределительный механизм мотора — двухвальный 16-клапанный, оба вала размещены в верхней части ГБЦ. Мотор оснащается современной микропроцессорной системой зажигания. Силовой агрегат комплектуется карбюратором К-151Д, заменившим ранние «Солексы».
Двигатель 406 производился с 1996 года. Он успел себя зарекомендовать как простой и достаточно надежный силовой агрегат. По уровню надежности этот мотор не уступает, а в некоторых случаях превосходит 402. Данный двигатель является настоящей гордостью завода.
История создания
Первые прототипы агрегата появились в 1982-84 гг. Это была плановая разработка НИИТ "АвтоПром". Советские инженеры при постройке 406-го взяли за основу спортивный «Сааб 900». Чуть позже иностранные работники немного переделали «Сааб», однако сходства есть.
В 1990-м году двигатель 406 был уже полностью сконструирован. Он наконец обрел свою окончательную форму. В 1992-м году на ЗМЗ запущен специальный цех, где производили малыми сериями новое семейство двигателей.
Первые опытные прототипы моторов данного семейства устанавливали на небольшие патрульные катера. Затем 406-й всерьез заинтересовал работников ГАЗ. В марте 1996 данными агрегатами стали комплектовать "Волги" и "Газели".
Конструкция
Итак, двигатель 406 - это 16-клапанный, четырехцилиндровый, рядный бензиновый двигатель. Он был оборудован электронной системой управления впрыском. Как уже говорилось выше, их устанавливали на автомобили ГАЗ 3110 и 3302.
Данный двигатель имеет особенности конструкции. Это расположенные вверху в ГБЦ распределительные валы. Каждый цилиндр имел по 4 клапана. Инженеры значительно повысили степень сжатия. Теперь она составляла 9,3. Этого удалось достичь благодаря замене камеры сгорания со свечами зажигания, расположенными по центру, а также применением новой системы впрыска. Еще в новом моторе заменили привычную карбюраторную систему питания.
Так, удалось значительно повысить мощность и крутящий момент данного агрегата. При этом снизился расход топлива, а также уменьшилась токсичность выхлопа. Однако среди автолюбителей и в статьях, которые публиковались в авторитетных автомобильных журналах, ходили слухи и проскакивала информация о том, что мощность автомобиля "Волга 406" (двигатель ЗМЗ устанавливался и на нее) была искусственно завышена.
Особенности конструкции
Чтобы работа данного силового агрегата после проведенного увеличения мощности была более надежной, инженерами были применены следующие конструктивные особенности. Давайте рассмотрим их.
Блок цилиндров
Его изготавливали методом отливки из чугуна, а не из алюминия, как в прошлых версиях. Головка двигателя 406 не имела вставных гильз, а отличалась более высокими показателями жесткости, стабильными зазорами. Ход поршней инженеры намеренно снизили до 86 мм. Массу поршня и пальца также уменьшили. Для их изготовления применили более современные и технологичные материалы. Также из качественных материалов изготовили коленчатый вал, шатуны и другие детали.
Привод распределительных валов
Он представляет сбой цепной привод, оснащенный автоматическими гидронатяжителями. В механизме клапанов конструкторы применили гидротолкатели. Теперь отпадает необходимость в постоянной регулировке зазоров.
Однако гидравлика, а также то, что двигатель 406 теперь форсированный, требуют применения более качественного масла. Поэтому теперь мотор оснащается улучшенным масляным фильтром с дополнительными элементами для очистки.
Система управления
Комплексное управление агрегатом имеет функции управления зажиганием, а также дает возможность гораздо точней дозировать подачу топлива и корректировать угол зажигания. Теперь при различных режимах работы можно получить оптимальные показатели по мощности, экономичности и токсичности.
Двигатель 406: характеристики
Итак, как уже было сказано, это бензиновый 4-тактный рядный мотор. Диаметр цилиндра составляет 90 мм. Цилиндры имеют объем в 2,3 л. Степень сжатия двигателя составляет 9,3. Цилиндры работают в порядке 1-3-4-2. Коленчатый вал вращается в правую сторону. Мощность, на которую способен этот мотор, составляет 110 л. с. Двигатель работает на 92-м бензине. Система питания осуществляется посредством впрыска в трубу.
Система смазки в данном агрегате комбинированная. Масло разбрызгивается на детали трения принудительно, под давлением. Охлаждение мотора - жидкостное, принудительное.
Карбюратор или инжектор?
Многие водители сталкиваются с выбором между двумя вариантами. Это потому, что старые конструкции повсеместно вытесняются новыми инжекторными моторами. 406-й и 405-й агрегаты ставят на тяжелые автомобили. Ими оснащены «Волги», УАзы, «Газели». Данным автомобилям требуется мощность, а этот мотор может ее дать.
Недостатки карбюратора
Если сравнивать 406 двигатель (карбюратор) и его инжекторного родственника, то первый заметно проиграет по мощности и производительности. Все дело в карбюраторной системе питания. В этом случае горючее попадает в цилиндры не принудительным образом, а по мере того, как растут обороты. Именно поэтому в таких агрегатах меньшие характеристики мощности и разгона, нежели у их инжекторных аналогов. На таких ДВС питание поступает по принудительной схеме. При этом доза впрыска максимально точная. Она рассчитывается электроникой. И здесь топливо попадет непосредственно в цилиндры. Если максимально резко заставить открыться дроссельную заслонку, то смесь не станет бедней, как было бы с карбюратором. Это позволяет говорить о лучших динамических качествах.
Кроме этого, 406 двигатель (карбюратор), как считают водители и владельцы, - это экономичность. В этом случае очень трудно отрегулировать точную дозировку горючего. Многие всерьез уверены, что это практически невозможно. В различных режимах в агрегат будет подана различная смесь горючего и воздуха. Это поведет за собой снижение мощности и повышенный расход.
Однако, несмотря на все отрицательные качества, данный двигатель имеет и преимущества. Это надежность работы карбюратора. Максимум, что может с ним случиться, - засорение. Так, не составит никакого труда разобрать и прочистить жиклеры, где бы ни находился автомобиль.
Достоинства инжектора
Как можно понять, 406 двигатель инжектор намного превышает своего карбюраторного собрата по мощностным показателям и экономичности. Однако основное преимущество именно такой установки - в надежности.
Данные моторы не нужно регулировать. Они не часто отказываются работать. Здесь отсутствуют жиклеры как класс, поэтому в системе питания ничего не забьется. Горючее будет поступать прямо в цилиндры. К тому же это очень экономично.
Но и здесь не все так хорошо и радужно. Инжектор имеет свои подводные камни. Если в пути автомобиль выйдет из строя, то водитель вряд ли сумеет починить его самостоятельно. Об этом говорят многочисленные отзывы.
Работа таких моторов полностью контролируется электроникой. Поэтому в случае выхода из строя хотя бы одного из датчиков это обязательно скажется на характеристиках работы мотора. Конечно, если есть возможность установить элементы импортного производства и регулярно проводить ТО, то 406 двигатель (инжектор) будет только радовать своего обладателя.
Основные неполадки и ремонтопригодность
Двигатель вполне ремонтопригоден, как и вся продукция Заволжского завода. Коленчатый вал поддается шлифовке, блок цилиндров можно расточить. Чугунная головка уже не так чувствительна к некачественному антифризу.
Как и многие современные силовые агрегаты, данный мотор требует лишь качественного масла. Конструкция его сделана таким образом, что сам агрегат стал сильно привередлив. Многие водители часто жалуются на повышенный расход масла на таких двигателях.
Ремонт 406 двигателя - дело затратное и очень серьезное. Многие автолюбители предпочитают отдавать его специалистам. Однако все работы по ремонту этого агрегата подробно расписаны во множестве статей и книг.
Заключение
Хоть 406-е моторы больше не выпускаются, использовать их будут еще очень долго. Ведь именно этот двигатель серийно устанавливался на такие автомобили, как «Волга» и «Газель». Поэтому его актуальность не угаснет как минимум ближайшие лет 10.
Семейство ЗМЗ-406
представляет собой бензиновые автомобильные двигатели внутреннего сгорания, производства ОАО "Заволжский моторный завод".
Прототипы собирались с 1992 года, в серийном производстве c 1997.
Впервые применен впрыск топлива.
Данное семейство двигателей широко применялось на автомобилях Горьковского автозавода, таких как: "Волга"-3102 , 31029, 3110 и "ГАЗель".
Флагман семейства - ЗМЗ-4062.10 - 16-ти клапанный двигатель объемом 2,28 литра, способный развивать мощность до 150 л.с.
Двигатель ЗМЗ-4062.10 предназначен для установки на легковые автомобили среднего класса и микроавтобусы.
Двигатели ЗМЗ-4061.10, ЗМЗ-4063.10 предназначены для установки на грузовые автомобили малой грузоподъемности типа "Газель" и микроавтобусы.
Технические характеристики
| Наименование параметра | ЗМЗ-4062 | ЗМЗ-4061 | ЗМЗ-4063 | ЗМЗ-4052 | ЗМЗ-409 |
|---|---|---|---|---|---|
| Рабочий объем, л | 2,3 | 2,46 | 2,69 | ||
| Диаметр цилиндра, мм | 92 | 95,5 | |||
| Ход поршня, мм | 86 | 94 | |||
| Степень сжатия | 9,1 | 8,0 | 9,5 | 9,3 | 9,0 |
| Система питания | Впрыск | Карбюраторная | Впрыск | ||
| Номинальная мощность, кВт (л.с.) | 110,3 (150) | 73,5 (100) | 80,9 (110) | 118,8 (152) | 105 (142,8) |
| 5200 | 4500 | 4500 | 5200 | 4400 | |
| Макс. крутящий момент, Н*м (кгс*м) | 206 (21) | 181,5 (18,5) | 191,3 (19,5) | 210,0 (21,5) | 230 (23,5) |
| Частота вращения при ном. мощности, мин-1 | 5200 | 4500 | 4500 | 5200 | 4400 |
| Частота вращения при макс. крутящем моменте, мин-1 | 4000 | 3500 | 3500 | 4300 | 3900 |
| Частота вращения на холостом ходу, мин-1 (мин+-50 / макс) | 800 / 6000 | 750 / 6000 | 850 / 6000 | 850 / 5000 | |
| Минимальный удельный расход топлива, г/кВт*ч (г/л.с.*ч) | 252 (185) | 273 (200) | 265 (195) | ||
| Порядок работы цилиндров | 1-3-4-2 | ||||
| Расход масла на угар, % от расхода топлива | 0,3 | 0,4 | 0,3 | ||
| Масса двигателя в комплекте поставки заводом, кг | 187 | 185 | 187 | 190 | |
Двигатели ЗМЗ-4061, ЗМЗ-4063
— карбюраторные, четырехцилиндровые, рядные с микропроцессорной системой управления зажиганием.
Общий вид двигателей показан на рисунке 1 и 3.
Поперечный разрез двигателей показан на рисунке 2.
Рисунок 1.
Двигатели модели ЗМЗ-4061 и ЗМЗ-4063 (вид с левой стороны)
- сливная пробка;
- масляный картер;
- выпускной коллектор;
- кронштейн опоры двигателя;
- кран слива охлаждающей жидкости;
- водяной насос;
- датчик аварийной температуры охлаждающей жидкости;
- датчик указателя температуры охлаждающей жидкости;
- датчик температурного состояния двигателя;
- корпус термостата;
- датчик аварийного давления масла;
- датчик указателя давления масла;
- указатель (щуп) уровня масла;
- катушка зажигания
Рисунок 2.
- 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 — патрубки вентиляции;
- 9 — распределительный вал впускных клапанов;
- 10 — впускной клапан;
- 11 — крышка клапанов;
- 12 — распределительный вал выпускных клапанов;
- 13 — указатель (щуп) уровня масла;
- 14 — гидротолкатель 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
Рисунок 3.
- диск синхронизации;
- датчик синхронизации;
- масляный фильтр;
- стартер;
- датчик детонации;
- трубка слива охлаждающей жидкости из отопителя;
- впускная труба;
- гидронатяжитель цепи;
- генератор;
- ремень генератора;
- шкив водяного насоса;
- натяжной ролик;
- бензонасос
Основными конструктивными особенностями двигателей являются верхнее (в головке цилиндров) расположение двух распределительных валов с установкой четырех клапанов на цилиндр (двух впускных и двух выпускных), повышение степени сжатия до 9,3 за счет камеры сгорания с центральным расположением свечи.
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.
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.
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.
ЗМЗ-406 - линейка рядных 4-цилиндровых 16-клапанных бензиновых автомобильных двигателей внутреннего сгорания производства ОАО «Заволжский моторный завод». Двигатель ЗМЗ-406 первоначально проектировался для установки на перспективную модель ГАЗ-3105. Первые прототипы двигателя появились в 1993 году, начало мелкосерийной сборки в 1996 году, выход на главный конвейер в 1997 году.
Двигатель изначально создавался под современные системы питания и зажигания, управляемые микропроцессором; карбюраторные варианты появились позже (инжекторная версия - ЗМЗ-4062.10, карбюраторные - ЗМЗ-4061.10 и 4063.10). Впервые в российском двигателестроении в конструкции ЗМЗ-406 были применены: 4 клапана на цилиндр, гидротолкатели, 2-ступенчатый цепной привод 2 распредвалов, электронная система управления впрыском топлива и зажиганием.
Технические характеристики
| Производство | ЗМЗ |
| Марка двигателя | ЗМЗ-406 |
| Годы выпуска | 1997-2008 |
| Материал блока цилиндров | чугун |
| Система питания | инжектор/карбюратор |
| Тип | рядный |
| Количество цилиндров | 4 |
| Клапанов на цилиндр | 4 |
| Ход поршня, мм | 86 |
| Диаметр цилиндра, мм | 92 |
| Степень сжатия | 9.3 8* |
| Объем двигателя, куб.см | 2286 |
| Мощность двигателя, л.с./об.мин | 100/4500* 110/4500** 145/5200 |
| Крутящий момент, Нм/об.мин | 177/3500* 186/3500** 201/4000 |
| Топливо | 92 76* |
| Экологические нормы | Евро 3 |
| Вес двигателя, кг | 185* 185** 187 |
| Расход топлива, л/100 км - город - трасса - смешан. |
13.5 - - |
| Расход масла, гр./1000 км | до 100 |
| Масло в двигатель | 5W-30 / 5W-40 / 10W-30 / 10W-40 / 15W-40 / 20W-40 |
| Сколько масла в двигателе | 6 |
| При замене лить, л | 5.4 |
| Замена масла проводится, км | 7000 |
| Рабочая температура двигателя, град. | ~90 |
| Ресурс двигателя, тыс. км - по данным завода - на практике |
150 200+ |
* - для двигателя ЗМЗ 4061.10
** - для двигателя ЗМЗ 4063.10
Модификации ДВС 3M3-406
- 3M3-4062.10 – инжекторный мотор под бензин АИ-92. Обладает степенью сжатия – 9,3. Мощность – 150 л.с. Для легковых автомобилей и микроавтобусов ГАЗ 31054 комплектации Люкс; ГАЗ 3102 (1996 – 2008 гг).
- 3M3-40621.10 – модификация двигателя 3M3-4062.10, соответствующая экологическому стандарту «Евро-2».
- 3M3-4063.10 – карбюраторный вариант мотора, предназначенный для установки на лёгкие коммерческие грузовики и микроавтобусы ГАЗ 3302, 33023, 2705, 3221, 32213, 322132, 32214, СемАР 3234, Рута, Богдан и Дельфин. Снижена до 8 степень сжатия под бензин А-76. Мощность – 110 л.с.
- 3M3-4061.10 – карбюраторный двигатель для лёгкого коммерческого транспорта ГАЗ 3302, 33023, 2705, 3221. Снижена до 8 степень сжатия под бензин А-76. Мощность - 100 л.с.
Распространенные неисправности и эксплуатация
- Чаще всего владельцы жалуются на капризные карбюраторные версии;
- Низкой надежностью обладает цепь ГРМ (при обрыве клапана не гнет);
- Много проблем доставляет система зажигания, чаще всего — катушки;
- Гидрокомпенсаторы обычно служат не более 50 000 км, а затем начинают стучать;
- Быстро залегают маслосъемные кольца и начинается масложор.
Карбюраторный 406-й мотор менее экономичен из-за невозможности точной регулировки подачи бензина. Более точно отрегулировать количество топлива практически невозможно, что отражается на показателях мощности и расхода горючего.
Инжектор заметно превосходит карбюраторный аналог по надежности, экономичности и мощности. Одним из основных положительных качеств инжекторов можно отметить отсутствие необходимости производить обязательные регулировки мотора. Система питания здесь не подвержена засорению, жиклеры отсутствуют, топливо в точном количестве поступает непосредственно в цилиндры.
Двигатели модели ЗМЗ-4061.10 и 4063.10 (вид слева):
1 — сливная пробка; 2 — масляный картер; 3 — выпускной коллектор; 4 — кронштейн опоры двигателя; 5 — кран слива охлаждающей жидкости; 6 — водяной насос; 7 — датчик аварийной температуры охлаждающей жидкости; 8 — датчик указателя температуры охлаждающей жидкости; 9 — датчик температурного состояния двигателя; 10 — корпус термостата; 11 — датчик аварийного давления масла; 12 — датчик указателя давления масла; 13 — указатель (щуп) уровня масла; 14 — катушка зажигания. 
Двигатели модели ЗМЗ-4061.10 и 4063.10 (вид справа):
1 — диск синхронизации; 2 — датчик синхронизации; 3 — масляный фильтр; 4 — стартер; 5 — датчик детонации; 6 — трубка слива охлаждающей жидкости из отопителя; 7 — впускная труба; 8 — гидронатяжитель цепи; 9 — генератор; 10 — ремень генератора; 11 — шкив водяного насоса; 12 — натяжной ролик; 13 — бензонасос. 
Поперечный разрез ЗМЗ-4061.10 и 4063.10:
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 — патрубки вентиляции; 9 — распределительный вал впускных клапанов; 10 — впускной клапан; 11 — крышка клапанов; 12 — распределительный вал выпускных клапанов; 13 — указатель (щуп) уровня масла; 14 — гидротолкатель 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.
Марка автомобилей ГАЗ известна во всем мире. В последние десятилетия в качестве силовой установки на основной продукции этого автомобильного гиганта устанавливается 406 двигатель производства Заволжского моторного завода. Конструкция этого силового агрегата отрабатывалась в течение нескольких лет. Начало было положено в конце прошлого века, именно тогда была сформулирована основная концепция ЗМЗ 406. Сегодня – это перспективный энергонасыщенный агрегат, способный развивать мощность до 150 л. с. (110 кВт).
Технические характеристики двигателя ЗМЗ-406
| ПАРАМЕТР | ЗНАЧЕНИЕ |
|---|---|
| Тип конфигурации | рядный |
| Объем, куб. м | 2.28 |
| Диаметр цилиндра, мм | 92 |
| Количество цилиндров | 4 |
| Клапанов на цилиндр | 4 |
| Ход поршня, мм | 86 |
| Материал блока цилиндров | чугун |
| Степень сжатия, атмосфер | 9.3 |
| Материал ГБЦ | алюминий |
| Топливная система | инжектор или карбюратор |
| Блок управления | Микас |
| Тип топлива | Бензин |
| Система смазки | комбинированная, с автомат. регулированием температуры |
| Мощность, л.с/об.мин | 145/5200 |
| Крутящий момент, Нм/об.мин | 200,9 /4500 |
| Топливо | 92 |
| Экологические нормы | Евро 3 |
| Расход топлива на 100 км, л | |
| - город | 13.5 |
| - трасса | - |
| - смешанный | - |
| Расход масла на 1000 км, гр | до 100 |
| Вес, кг | 192 |
Четырехцилиндровый двигатель с рядным расположением цилиндров, выполнен по классической схеме, характерной для силовых установок заволжского моторного завода, именно так можно начать характеристику 406 мотора. Рабочий объем составляет 2,28 л.
Камера сгорания отличается центральным расположением свечи зажигания. ГРМ ЗМЗ 406 выполнен довольно оригинально, что позволило компактно расположить основные элементы системы питания.
Частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности составляет 5200 оборотов в минуту, а максимальный крутящий момент наблюдается при значительно меньших оборотах, которые составляют 4000 об. в мин. Минимальные обороты в районе 750-800 об/мин 406 двигатель поддерживает на холостом ходу.
Особенности конструкции 406 двигателя производства ЗМЗ
В качестве прототипа для проекта был взят мотор от спортивного автомобиля «Сааб-900». Первые бензиновые двигатели ЗМЗ-406 появились в начале восьмидесятых годов прошлого столетия.
У ЗМЗ-406 есть некоторые особенности:
- Блок отлит из чугуна. Он, конечно, тяжелее алюминиевого, но использование этого металла позволяет отказаться от сменных гильз (цилиндров). В связи с этим жесткость конструкции увеличилась.
- В верхней части установлены два ГРМ ЗМЗ 406 (газораспределительные валы системы впуска-выпуска). Каждый из валов отвечает либо за впуск свежего заряда рабочей смеси, либо – за выпуск отработавших газов.
- В головке для каждого цилиндра имеются по четыре клапана. То есть на весь четырехцилиндровый установлено шестнадцать клапанов. Такое количество повышает эффективность продувки цилиндра при выпуске отработавших газов и увеличивает коэффициент наполнения цилиндров свежей рабочей смесью.
- Особое новшество было использовано впервые именно на этом силовом агрегате – гидронатяжитель цепи. Он позволил поддерживать оптимальное натяжение в приводе ГРМ ЗМЗ 406. Это техническое решение потом повторилось в десятках других конструкций. Но ГРМ ЗМЗ 406 был первенцем в отечественном двигателестроении, где это было применено.
- Для данного двигателя были продуманы опции по уменьшению хода поршня, которая составляет всего 86 мм, в то время как диаметр цилиндра – 92 мм. Такой подход позволил повысить степень сжатия до 9,3. Это весьма высокое значение. Но в теории утверждается, что с ростом степени сжатия растет и КПД силовой установки. Короткоходовое перемещение поршня способствует лучшему наполнению.
- ЗМЗ 406 решена по традиционной схеме. Охлаждающая жидкость перемещается помпой ЗМЗ 406 через блок, головку блока и радиатор.
- Есть и особенность – использован плоский поликлиновой ремень, исключающий вероятность неожиданного обрыва.
- Термостат ЗМЗ 406 позволяет организовать циркуляцию по малому кругу в период прогрева мотора, а при достижении температуры прогрева термостат открывается, пуская охлаждающую жидкость по большому кругу.
- Шкив коленвала ЗМЗ 406 передает крутящий момент на вал помпы ЗМЗ 406, которая подает охлаждающую жидкость и в печку автомобиля, поддерживая в холодное время года оптимальный микроклимат в кабине.
- Датчик температуры охлаждающей жидкости помогает водителю вести постоянный контроль за температурой.
- Двигатель 406 не лишен и системы смазки. Шестеренчатым насосом моторное масло перемещается из поддона картера, под давлением подается на очистку, где в масляном фильтре ЗМЗ 406 удаляются примеси размером более 40 мкм. Очищенное масло принудительно подается в каналы коленчатого вала ЗМЗ 406, движутся внутри коренных и шатунных шеек, обеспечивая стабильную смазку в этих узлах, испытывающих громадные знакопеременные нагрузки. Часть масла под давлением движется и дальше, смазывая поршневой палец. Потом же масло попадает и на поверхность поршня. Поршень взаимодействует с зеркалом цилиндра двигателя ЗМЗ 406 посредством масляной пленки, образующейся в зоне контакта.
Отличие инжекторной и карбюраторной топливной системы
В течение первого десятилетия выпуска ЗМЗ 406 двигатель карбюратор отвечал за приготовление рабочей смеси. Сейчас же выпускается инжекторная модификация этого мотора.
Использование инжектора облегчила запуск, улучшила приемистость и снизила расход топлива. В чем же здесь причина?
Из теории ДВС известно, что повышение производительности карбюратора зависит от частоты вращения коленчатого вала. Повышение расхода горючей смеси идет по мере нарастания этого показателя. Резкое нажатие на педаль акселератора приводит к тому, что в карбюраторе ЗМЗ 406 увеличивается относительное содержание паров бензина. Коэффициент избытка воздуха несколько снижается, что ведет к росту крутящего момента и повышению частоты вращения коленчатого вала.
Двигатель ЗМЗ 406 инжектор работает несколько иначе. Здесь помогает микропроцессор, который четко реагирует на положение педали управления. При необходимости повышения оборотов и легком нажатии на педаль осуществляется впрыск большего количества топлива в цилиндр. Временной промежуток между нагрузкой и ее коррекцией в любом инжекторном двигателе сокращается в несколько раз. Это повышает приемистость, позволяет улучшить динамику Газели или Волги (в зависимости на каком автомобиле установлен ЗМЗ 406 инжектор).
Главной причиной высокой работоспособности инжекторной системы по сравнению с карбюраторной является отсутствие жиклеров, которые регулярно забиваются.
Это вело к необходимости периодической продувки, а часто и механической прочистки отверстий малого диаметра. Конечно, если в дороге инжекторная система откажет, то самостоятельно её починить сумеет не каждый водитель.
Тюнинг двигателя
Тюнинг ЗМЗ 406 – это способ изменить выходные данные. Очень многие водители ищут пути повышения показателей своих автомобилей.
Кого-то не устраивает имеющаяся мощность, других смущает прожорливость мотора, третьи просто желают отличиться, выбирая ту или иную опцию, которую хотят оптимизировать.
Первое, чем занимаются специалисты по силовым установкам – это повышение мощности:
- Можно просто расточить цилиндр и использовать поршни большего диаметра. Но этот путь чреват снижением прочности блока.
- Чаще идут другим путем – форсируют увеличивая подачу воздуха за счет турбин с механическим приводом или используя турбонаддув.
Первый путь проще, но следует учесть, что требуется создать механизм с высоким передаточным отношением – обороты турбины находятся на уровне 10-15 тысяч оборотов в минуту. Такой привод, форсируя мотор, создавая тюнинг ЗМЗ 406, выполнить трудно. Чаще идут по пути использования турбокомпрессора.
Турбокомпрессор для работы использует энергию отработавшего газа. ЗМЗ 406 турбо на выхлопной части устанавливается вход для газа в систему турбонаддува. На одном валу с турбиной имеется и компрессор, который нагнетает чистый заряд воздуха в цилиндры двигателя ЗМЗ 406. Наполнение растет. Пропорционально увеличивается цикловая подача топлива, что ведет к увеличению количества рабочей смеси в цилиндре, а, соответственно, растет и давление газов, что ведет к росту крутящего момента. Далее растет и мощность.
В теории ДВС изложено, что рост мощности при турбонаддуве сопровождается и снижением удельного расхода топлива. ЗМЗ 406 тюнинг таким способом позволяет улучшить не только динамику авто, но и улучшить его экономичность.
В восьмидесятые годы прошлого столетия прорабатывалось еще одно направление наддува – это динамический наддув, суть которого сводилась к подбору параметров впускной системы так, чтобы частота пульсаций потока воздуха на впуске соответствовала резонансной частоте самой системы.
Предлагались математические модели, позволяющие рассчитать оптимальные диаметры и длины системы впуска. Ряд специалистов устанавливали и механические резонаторы, которые посредством специальных мембран передавали импульсы из системы выпуска в систему впуска. Такой путь позволяет не изменять двигатель 406 кардинально, но в то же время добиваться повышения мощности и снижение удельного расхода топлива.
Двигатель ЗМЗ 406 можно доработать и проще. Достаточно отшлифовать впускные и выпускные каналы в системе питания. Эта оптимизация при комбинации двигатель ГАЗель 406 позволяет добиться улучшения динамики. Комбинация же ЗМЗ 406 на УАЗ со шлифованными каналами приятно удивит пользователя, автомобиль приятно напомнит энергонасыщенную легковушку.
Популярные ошибки автомобилистов
Погоня за повышением мощности у некоторых автомобилистов сводится только к переделке двигателя ЗМЗ 406. Но не все переделки хороши. А некоторые вредны, в этом и заключается тюнинг наоборот или антитюнинг:
- В интернете ходят слухи, что повысить мощность двигателя можно, уменьшив массу маховика. При этом авторы упирают на то, что маховик отбирает мощность и увеличивает вес двигателя. На самом деле маховик накапливает энергию, которую этот двигатель получает в такте «рабочий ход» для совершения остальных циклов в четырехтактном двигателе. При увеличении числа цилиндров относительная масса маховика уменьшается, но это происходит из-за изменения числа рабочих ходов за один оборот коленвала, так как в работе участвуют большее количество поршней. В идеале, если довести количество рабочих цилиндров до бесконечности, то маховик вообще не понадобится.
- Есть специалисты, которые рекомендуют ставить завихрители воздуха во впускной системе. Но такие спецы не понимают, что при движении потока воздуха наблюдается турбулентный режим течения. Турбулентность по определению – это движение с вихревым потоком, что более 150 лет назад доказал Бернулли. Лишние помехи только сократят объем заряда воздуха и уменьшат мощность, что скажется и на экономичности двигателя.
- В последнее время появились и идеи подогревать воздух на впуске – мол, двигатель 406 инжектор прибавит в мощности. Но это неверно. Плотность заряда воздуха при нагревании и неизменном давлении снижается. Следовательно, снижается и его общее количество. А это ведет к тому, что падает давление при сгорании смеси, мощность вместо роста падает.
- Еще встречаются авторы, которые уже более сорока лет твердят о том, что во впускной тракт ЗМЗ 406 инжектор следует подавать капельками воду. Но вспомним, что конструкторы ищут пути разделить топливо и воду, чтобы процесс горения шел интенсивнее. Вода, попадая внутрь цилиндра при высокой температуре, начнет вызывать интенсивную коррозию. При сгорании топлива в отработавшем газе имеется окись углерода и водяной пар. Те, кто эксплуатирует моторы довольно давно, знают, что двигатель ЗМЗ 406 не нуждается в использовании путей ухудшающих его надежность.
- Еще появлялась группа «специалистов», которые рекомендуют оптимизировать двигатель заменой гидронатяжителя цепи. Они ратуют за установку электронатяжителя, при этом схему порочного устройства у них следует выкупать за немалые деньги. Это уже абсурд – платить за то, чтобы угробить силовую установку.
Поэтому, слушая советы разных специалистов, следует помнить, что конструкторы на разбираются в своем деле гораздо лучше обывателей. Они не зря отказываются от многих идей, которые испортят двигатель.
На каких авто используется двигатель ЗМЗ-406
Современный двигатель Заволжского моторного завода 406-й модели устанавливается на легковые автомобили ГАЗ-3110 «Волга» и грузовые 3302.
Моторный и автомобильный заводы нижегородской области проводят постоянный мониторинг своей продукции, собирают информацию об эксплуатации произведенной техники.
Конечно, иногда возникают определенные конфликтные ситуации.
Они связаны с тем, что водители обращаются по вопросам:
- троит двигатель Газель;
- не видны метки ГРМ;
- отказывают форсунки;
- выходит из строя помпа;
- ЗМЗ поршневая;
- подтекает масляный фильтр;
- нестабильно работает термостат;
- не выдерживаются основные технические характеристики и другие.
Производители всегда стараются оказать помощь через свои сервисные центры, которые разбросаны по всей России и СНГ.