Десять лет спустя — журнал За рулем

КЛУБ «АВТОЛЮБИТЕЛЬ»

Семинар

ЭВОЛЮЦИЯ ДВИГАТЕЛЯ «ВОЛГИ»

ДЕСЯТЬ ЛЕТ СПУСТЯ

АНТОН ЧУЙКИН

Датой рождения двигателя ЗМЗ-406 принято считать 1993 год. Впрочем, 10-летний юбилей можно отмечать и сейчас, и позже: за первыми опытными партиями последовало мелкосерийное производство, выход на главный конвейер в 1996-м, освоение мощностей в 1997-м… За это время конструкцию двигателя совершенствовали, устраняли замечания потребителей (в числе первых был, кстати, журнал «За рулем»). Опустив некоторые мелочи и детские болезни (ЗР, 1997, № 5), проследим эволюцию «четыреста шестого».

В кривошипно-шатунном механизме изменился шкив коленвала — на отдельных комплектациях мотора появилось дополнительное «колесо» для привода компрессора кондиционера. В сборе со стальной ступицей новые и старые шкивы взаимозаменяемы.

Не меняя устройство отдельных деталей, завод расширял список поставщиков. Так, поршневые кольца поступают из Костромы либо от фирм «Гётце» и «Бузулук» (комплектация последними приостановлена). Сальники коленвала делают «Эльринг» и российские предприятия в Балакове и Кировочепецке.

Пожалуй, самый «проблемный» механизм ЗМЗ-406 — привод распредвалов (см. рис.). Башмаки натяжителей 1 быстро срабатывались, продукты износа попадали в гидротолкатели, те стучали и т. д. и т. п. В приводе был модернизирован гидронатяжитель 2 — оптимизировали профиль канавок под стопорное кольцо. Тем самым снизили риск заклинивания, при котором резко ускорялся износ башмака.

Впрочем, главные перемены впереди. Со слов заводчан мы не раз обещали, что башмак заменит звездочка (плюс сопутствующие детали) — теперь нас заверили, что это случится еще до конца года. Тем более, что на модификациях ЗМЗ-405 и 409 устройство внедрено. Одновременно под обратную унификацию попадут и обе цепи — к каждой потребуется прибавить два звена, так что их станет 72 и 92.

В газораспределительном механизме с прошлого года применяют оригинальные пружины 3 уменьшенной жесткости, чтобы снизить нагрузки на привод распредвалов. С прежними, от двигателя VAZ 2108, они полностью взаимозаменяемы (клапаны, кстати, также «восьмерочные»). Совсем скоро пойдет в производство измененная верхняя тарелка клапана. Ее высоту уменьшили, чтобы исключить задиры на стержне, от которых могли страдать маслосъемные колпачки. Здесь же отметим гидротолкатели 4 уменьшенной массы. Взаимозаменяемость с предшественниками сохранена и у тарелок, и у толкателей.

В системе впуска несколько изменена форма ресивера — «гусеница» вместо плоских поверхностей помогла снизить шум впуска.

Когда двигатель ЗМЗ вписывали в моторный отсек УАЗа, потребовалось изменить масляный поддон и, соответственно, маслоприемник, который теперь крепится к насосу в трех, а не четырех точках. Измененный насос с 2000 года устанавливают на все «четыреста шестое» семейство; с прежним он взаимозаменяем в сборе.

Ранее, в 1996–1997 гг., в насосе разнесли опоры ведомой шестерни, чтобы винтовое зацепление работало стабильнее, без перекосов. К старым насосам новые шестерни не подходят, и наоборот.

Масляный фильтр «Колан» (2101С), который завод предписывает использовать в течение гарантийного периода, с 1999 года стал неразборным. Своей монополией он обязан дополнительному фильтру перед перепускным клапаном, который способен задержать «технологическую» грязь, оставшуюся в блоке после литья и обработки. Впрочем, блоки обещают вскоре тщательно мыть на новом оборудовании.

Ряд изменений претерпел водяной насос. Чтобы повысить надежность, вазовский двухрядный шариковый подшипник заменили на шарико-роликовый. Одновременно вал насоса увеличили в диаметре на 1 мм, что повлекло и доработку сальников. В общем, «помпу» на старом двигателе при необходимости нужно менять в сборе со шкивом и трубкой забора воды. Измененная конструкция в производстве — с 1995–1996 года.

С апреля 2000-го паронитовая прокладка в термостате заменена на резиновую. Сам прибор теперь отличается меньшей проливаемостью — клапаны уплотнены, чтобы избежать утечек антифриза в радиатор при прогреве двигателя.

Поликлиновой ремень на первых 406-х приводил лишь «помпу» и генератор; его длина — 1220 мм. Когда «волги» стали оснащать гидроусилителями руля, потребовался более длинный ремень — 1370 мм, его устанавливают на ГАЗе. Прежний, короткий, вращает компрессор кондиционера на дорогих версиях и используется на ЗМЗ-405 и 409.

Вызывал нарекания натяжной ролик — в нем проворачивался подшипник, разбивая пластмассу. На наружной обойме подшипника ввели проточки, а при сборке его «сажают» на клей ВК-9: дефект, таким образом, побежден.

Электронная система управления двигателем (ЭСУД) за годы выпуска ЗМЗ-406 сохранила состав датчиков и устройств. Некоторые, например, форсунки, подвергались «апгрейду». Сейчас на комплектации взаимозаменяемые узлы «Сименс» и «Бош».

Два элемента обновлены кардинально. С 2001 года вместо не очень надежных датчиков массового расхода воздуха (ДМРВ) проволочного типа применяют пленочные, производства «Автэл», с чувствительным элементом «Сименс». Внешнее отличие — в цвете корпуса: старые датчики блестящие, металлические, новые — черные. По отзывам, новинка безотказно работает, но ее установка не так проста. Во-первых, потребуется адаптер (переходник) для жгута проводов, а во-вторых — увы, новый блок управления с тем же «именем», но в оригинальном исполнении и со своей программой.

Компьютеры эволюционируют куда быстрее автомобилей, поэтому ЗМЗ-406 пережил несколько блоков управления. Последняя замена произошла три года назад, когда место МИКАС-5.47 занял МИКАС-7.1. Новый блок с иным процессором способен обеспечить нормы Евро II. При замене учитывайте сказанное о ДМРВ: проволочному и пленочному датчикам соответствуют собственные «железо» и программы!). Сегодня на конвейер ГАЗа поступают также блоки СОАТЭ под нормы Евро 0 — с современными МИКАСами они взаимозаменяемы полностью.

Помимо упомянутых узлов и деталей, совершенствовалось и навесное оборудование мотора — появились стартеры с редуктором, стали более надежными катушки и т. д. Не рассматривая их подробно, отметим, что замена большинства прежних устройств новыми вполне допустима.

Модернизация ЗМЗ-406 и всего семейства двигателей продолжается. Так, конструкторы считают, что звездочка в приводе распредвалов хотя и увеличит заметно ресурс узла, не решит проблему окончательно. О дальнейшей эволюции заволжских моторов мы обязательно расскажем; надеемся — скоро…

Модернизация

двигателя

ЗМЗ-4062.10 

(см. позиции в 

тексте).

Десять лет спустя

Десять лет спустя

Двигатель ЗМЗ-4061 и ЗМЗ-4063 на ГАЗель ГАЗ-3302 и ГАЗ-2705

Двигатель ЗМЗ-4061 и ЗМЗ-4063 четырехтактный карбюраторный, четырехцилиндровый, рядный с четырьмя клапанами на цилиндр и двумя распределительными валами в головке блока. Порядок работы цилиндров: 1–3–4–2. 

Двигатель ЗМЗ-4061 и ЗМЗ-4063 автомобилей ГАЗель ГАЗ-3302 и ГАЗ-2705, общее устройство, характеристики и особенности конструкции.

Блок цилиндров двигателя ЗМЗ-4061 и ЗМЗ-4063 чугунный, цилиндры расточены непосредственно в блоке. Между цилиндрами выполнены протоки для охлаждающей жидкости. Привод насоса охлаждающей жидкости с вентилятором и генератора поликлиновым ремнем, расположенным в передней части двигателя.

В нижней части блока цилиндров находятся пять опор коренных подшипников коленчатого вала. Крышки коренных подшипников изготовлены из ковкого чугуна и прикреплены к блоку двумя болтами каждая. Крышки подшипников обрабатывают в сборе с блоком цилиндров, поэтому их нельзя менять местами. На всех крышках, кроме крышки третьего подшипника, выбиты их порядковые номера.

Крышка третьего подшипника в сборе с блоком цилиндров обработана по торцам для установки полуколец упорного подшипника. К торцам блока цилиндров болтами прикреплены крышка цепи и держатель заднего сальника с сальниками коленчатого вала. Снизу к блоку цилиндров прикреплен масляный картер.

К задней привалочной плоскости блока цилиндров крепится картер сцепления. Силовой агрегат крепится к кузову автомобиля на трех опорах — две резиновые подушки размещены с правой и левой сторон двигателя. Третья опора установлена под задним картером коробки передач.

Двигатель ЗМЗ-4061 и ЗМЗ-4063 автомобилей ГАЗель ГАЗ-3302 и ГАЗ-2705, вид слева.

Двигатель ЗМЗ-4061 и ЗМЗ-4063 автомобилей ГАЗель ГАЗ-3302 и ГАЗ-2705, вид справа.

Поперечный разрез двигателей ЗМЗ-4061 и ЗМЗ-4063 автомобилей ГАЗель ГАЗ-3302 и ГАЗ-2705.

Технические характеристики двигателей ЗМЗ-4061 и ЗМЗ-4063 автомобилей ГАЗель ГАЗ-3302 и ГАЗ-2705.

Коленчатый вал двигателя ЗМЗ-4061 и ЗМЗ-4063.

Чугунный, литой, вращается в пяти коренных подшипниках скольжения. Осевое перемещение вала ограничено четырьмя упорными полукольцами. Вал имеет восемь противовесов. К заднему концу коленчатого вала прикреплен маховик. В отверстие маховика вставлены распорная втулка и подшипник носка первичного вала коробки передач.

Шатуны двигателя ЗМЗ-4061 и ЗМЗ-4063.

Стальные, кованые, двутаврового сечения, нижней (разъемной) головкой они соединяются с коленчатым валом через шатунные подшипники скольжения. Верхней головкой — с поршневым пальцем. В верхнюю головку шатуна запрессована бронзовая втулка. Нижняя головка шатуна снабжена крышкой, прикрепленной двумя болтами. Гайки шатунных болтов имеют самостопорящуюся резьбу и поэтому дополнительно не стопорятся.

Крышки шатунов обрабатывают в сборе с шатуном, их нельзя переставлять с одного шатуна на другой. На шатунах и крышках шатунов выбиты номера соответствующих цилиндров. Для охлаждения днища поршня маслом в стержне шатуна и верхней головке выполнены отверстия. В нижнюю головку шатуна устанавливают тонкостенные вкладыши.

Поршни двигателя ЗМЗ-4061 и ЗМЗ-4063.

Литые, из алюминиевого сплава, с двумя компрессионными и одним маслосъемным кольцами. При работе поршни охлаждаются струей масла через отверстия в верхних головках шатунов. На днище 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 маслосъемное и два компрессионных 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 выполнена проточка. Кольцо нужно устанавливать на поршень этой проточкой вверх, к днищу поршня. Маслосъемное кольцо состоит из трех элементов: двух стальных дисков и расширителя. Поршень прикреплен к шатуну с помощью поршневого пальца «плавающего типа». Он не закреплен неподвижно ни в поршне, ни в шатуне. От перемещения в осевом направлении палец удерживают два пружинных стопорных кольца, которые установлены в канавках бобышек поршней.

Головка блока цилиндров двигателя ЗМЗ-4061 и ЗМЗ-4063.

Головка блока цилиндров отлитая из алюминиевого сплава, с запрессованными чугунными седлами и направляющими втулками клапанов. На каждый цилиндр работают 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 гидротолкатели.

Применение гидротолкателей исключает необходимость регулировки зазоров в приводе клапанов, так как они автоматически компенсируют зазор между кулачками распределительных валов и стержнями клапанов. В головке блока цилиндров 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 общая для опор впускного и выпускного распределительных валов. В этой крышке установлены пластмассовые упорные фланцы, которые входят в проточки на шейках распределительных валов. Крышки обрабатывают в сборе с головкой блока, поэтому их нельзя менять местами. На всех крышках, кроме передней, выбиты порядковые номера. Сверху головка блока цилиндров закрыта крышкой, отлитой из алюминиевого сплава.

Распределительные валы двигателя ЗМЗ-4061 и ЗМЗ-4063 — литые, чугунные, каждый вращается в пяти подшипниках скольжения. От осевых смещений их удерживают пластмассовые полукольца, установленные в выточках передней крышки и проточках передних опорных шеек валов. Профили кулачков впускного и выпускного валов одинаковые.

Кулачки смещены на 1,0 мм относительно оси гидротолкателей, что при работе двигателя заставляет гидротолкатели вращаться. В результате уменьшается и делается более равномерным износ поверхности гидротолкателя.

Привод распределительных валов двигателя ЗМЗ-4061 и ЗМЗ-4063 — цепной, двухступенчатый. Через звездочку промежуточного вала. Натяжение обеих цепей обеспечивается автоматическими гидравлическими натяжителями, работающими от давления в системе смазки.

Система смазки двигателя ЗМЗ-4061 и ЗМЗ-4063.

Комбинированная. Под давлением смазываются:

— Коренные и шатунные подшипники коленчатого вала.
— Поршневые пальцы.
— Опоры распределительных валов.
— Подшипники промежуточного вала и ведомой шестерни привода масляного насоса.
— Гидротолкатели.

Остальные детали смазываются разбрызгиванием. Масляный насос — шестеренчатый, односекционный с приводом от промежуточного вала посредством пары винтовых шестерен. В систему смазки встроены масляный радиатор и полнопоточный фильтр.

Система вентиляции картера двигателя ЗМЗ-4061 и ЗМЗ-4063.

Закрытая, принудительная с отводом картерных газов через маслоотделитель в систему впуска. На двигателе ЗМЗ-4061 и ЗМЗ-4063 установлена система рециркуляции отработавших газов. Она направляет часть отработавших газов во впускной трубопровод, чем достигается снижение токсичности.

Система охлаждения двигателя ЗМЗ-4061 и ЗМЗ-4063.

Жидкостная, закрытого типа с принудительной циркуляцией. Насос охлаждающей жидкости — центробежного типа. Шкив водяного насоса и вентилятора приводится во вращение вместе со шкивом генератора поликлиновым ремнем (6PK 1220) от шкива коленчатого вала. Натяжение ремня регулируют изменением положения натяжного ролика. В систему охлаждения встроен термостат.

406 cid Twin-Turbo LS Engine

Двигатель недели представлен

За последние несколько лет у нас сложились хорошие отношения с ребятами из Custom Performance Racing Engines (CPR) и Coast High Выступление в Гардене, Калифорния. Владелец магазина Мартин Маринов неоднократно помогал нам, а также поделился несколькими сборками своих двигателей. Мы следим за CPR, потому что они всегда делают высококачественную работу с двигателями и являются отличным примером магазина, который делится тем, что у них происходит, через социальные сети. Так мы познакомились с менеджером по продажам и операциям CPR Натаном Бушем.

Если вы следите за CPR в социальных сетях, то наверняка видели Нейта на видео или фотографиях, демонстрирующих, чем занимается CPR, или делящихся своими мыслями о том, что происходит в отрасли. Недавно мы связались с Нейтом, чтобы обсудить с ним идею колонки, и, конечно же, мы также получили некоторое представление о новой конструкции двигателя Нейта — твин-турбо LS объемом 406 кубических дюймов для его Мустанга 85-го года. Подробнее об этом через минуту.

Мустанг Нейта 85 года выпуска

Если вы не знакомы с двигателями CPR или высокопроизводительными двигателями Coast, два магазина делят 12 000 кв. футов. пространства в Гардене, Калифорния. На объекте есть механический цех, моторный цех, динамометрический стенд двигателя и шасси, переливное хранилище, зона металлообработки и три монтажных отсека.

«Мы работаем с 2003 года, — говорит Маринов. «Понемногу мы просто продолжали добавлять оборудование. Теперь у нас есть собственный 5-осевой фрезерный станок, позволяющий производить портирование головки блока цилиндров с ЧПУ. Мы также делаем детали с ним. Большая часть нашего оборудования для моторных мастерских — это оборудование Rottler. У нас есть хонинговальный станок Sunnen align и хонинговальный станок Sunnen, цифровой балансировочный станок Hines, шлифовальный станок для клапанов Rottler, станок для седла и направляющих SGF8, шлифовальный станок, алмазный хонинговальный станок HP6A, блок Rottler S65A и обрабатывающий центр, а также динамометрический стенд двигателя DTS. ».

Установка промежуточного охладителя Нейта

Два цеха производят двигатели для хот-роддеров, гонок по бездорожью, трофейных грузовиков, песочных багги, лодок и почти всего, что только можно придумать. Они также выполняют много машинной работы для других магазинов в этом районе. В то время как возможности CPR и Coast безграничны, основное внимание уделялось созданию малоблочных двигателей Ford и LS.

Когда Нейту пришло время обновить двигатель своего «Мустанга» 85 года, он решил собрать комбинированный двигатель LS объемом 406 кубических дюймов с двойным турбонаддувом.

«Идея проекта заключалась в том, чтобы иметь машину, на которой я мог бы ездить на трассу, проезжать четверть мили со скоростью 7,70 и ехать домой, снимать на видео мою маму за рулем и брать ее на все мероприятия Cars and Coffee, — говорит Буш. «Изначально у меня был алюминиевый блок LSA, но объем сборки изменился. Это комбинированный двигатель объемом 406 кубических дюймов с блоком Dart LS Next Pro с отверстием 4,070 дюйма и шпильками головки ½ дюйма, головками Frankenstein, специальным турбораспределителем Cam Motion с продолжительностью 242 градуса при 0,050 дюйма на впуске и 248 на выпуске. , 3,9Коленчатый вал с ходом 00 дюймов, сверхпрочные шатуны, впуск FAST LSX HR, который будет направлен назад, однороликовая цепь привода ГРМ Rollmaster и масляный насос Melling M365 с ручным портом.

«Было проведено много подготовительных работ по увеличению возврата масла и удалению заусенцев. Подъемники представляют собой гидравлические роликовые подъемники Johnson с осевой смазкой. Коромысел — это стандартные коромысла LS3 с бронзовыми втулками, которые являются модернизацией цапфы. Мы также собираемся использовать толкатели Manton, состоящие из трех частей, с ограничением по маслу, поэтому мы можем ограничить подачу масла до верхнего предела, потому что у меня насос большого объема, поэтому нам не нужно заполнять головки цилиндров маслом. масло. У него очень эффективная система смазки».

Чтобы повысить прочность всей сборки, Нейт решил отправить большую часть компонентов двигателя и внутренних частей трансмиссии 4L80E для криогенной обработки и микрополировки в CryoHeat Metal Treatment в Оушенсайде, Калифорния.

«Все в двигателе выглядит так, как будто оно хромированное, потому что оно было микрополировано во время криогенной обработки в Сан-Диего», — говорит он. «Я отправил им головки цилиндров, коромысла, блок двигателя, всю вращающуюся группу, распределительный вал, подъемники, а затем все внутренности трансмиссии для этой обработки».

Серьезную мощность двигателю помогают получить двойные 76-миллиметровые турбины Garrett GT4294R, которые Нейт отправил в компанию Forced Induction, чтобы поставить на них изготовленные на заказ 76-миллиметровые компрессоры. Кроме того, Нейт охлаждает двигатель несколькими способами.

«У него огромный интеркулер в районе заднего сиденья, — говорит Буш. «Это большой промежуточный охладитель типа «воздух-вода» Pro Mod, который буквально похож на двухъядерный агрегат размером 12 x 12 x 12 дюймов, рассчитанный на 5000 лошадиных сил. У меня будут температуры на впуске, похожие на замерзание — просто вдув холодного воздуха в двигатель с 30 фунтами. повышения.

«В нем используется коробка для льда, и я встроил сердечник испарителя переменного тока, очень большой, поэтому у меня впереди обычный теплообменник, но я щелкаю выключателем и включаю компрессор, а затем начинаю готовить ледяную воду. . У меня есть ряд насосов, поэтому я могу использовать ледяную воду для дополнительного охлаждения моторного масла, теплообменника радиатора, а также трансмиссии.

«Масляный поддон — это заводской масляный поддон CTSV Gen II. Причина, по которой я его использую, заключается в том, что задний картер подходит к поперечине Foxbody, но при этом имеет встроенный масляный радиатор. Встроенный масляный радиатор — это то, что я собираюсь использовать для прокачки воды из промежуточного охладителя, когда захочу. Я либо настрою компьютер на мониторинг температуры всех жидкостей, а затем периодически включу водяные насосы, чтобы добавить дополнительное охлаждение, либо просто поставлю тумблеры. Это отведет тепло из моторного отсека и перенесет его в заднюю часть автомобиля».

В настоящее время двигатель LS с двойным турбонаддувом, как и Mustang 85 года, дорабатываются последние штрихи, но Нейт говорит, что CPR проверит двигатель перед его установкой в ​​машину. Текущая установка способна развивать мощность в 2000 лошадиных сил!

«Это будет идеальный сонник», — говорит он. «Я не собираюсь ставить на него тормозные колеса. Сзади у него будут сварные колеса размером 17 x 13 дюймов, так что это больше похоже на шоссейное колесо, но у него есть полный стабилизатор поперечной устойчивости для дрэг-рейсинга. Спереди будет то же самое, и он будет выглядеть как чистый Foxbody. Я пытаюсь спроектировать X-образный глушитель, в котором я могу сохранить настоящий 4-дюймовый выхлоп, но поместить 3-дюймовый X-глушитель MagnaFlow между двумя трубами и просто интегрировать его, не прерывая воздушный поток.

«Опять же, идея с автомобилем состоит в том, чтобы он выглядел и звучал как чистый Foxbody. Это та реакция, которой я добиваюсь. Если я подъеду на автомобильную встречу, я хочу, чтобы люди сказали: «Эй, посмотри на это.