ЗМЗ 402 и его усовершенствованной инжекторной версией модели 405.

Странно, что данная установка маркируется большим значением, нежели ее наследник. Неопытный автолюбитель подумает, что ЗМЗ 406 разработан намного позже 405-го и является более производительным. Что же, давайте рассмотрим, чем отличается этот 406-й мотор.

Краткая характеристика

Данный двигатель относится к ряду 4-цилиндровых карбюраторных бензиновых установок. ЗМЗ 406 имеет рядное расположение цилиндров. Количество в ГБЦ - 2. Порядок работы цилиндров: 1-2-4-2. Рабочий объем двигателя равен 2.3 литра, мощность - 130 лошадиным силам.

Устройство

Исходя из рисунка №2 мы видим, что двигатель ЗМЗ 406 состоит из:

1. Поддона картера.
2. Маслозборника.
3. Масляного насоса.
4. Валика привода насоса.
5. Коленчатого вала.
6. Шатуна.
7. Ведомой шестерни привода масляного насоса.
8. Крышки того же устройства.
9. Ведущей шестерни привода масляного насоса.
10. Поршней.
11. Прокладки
12. Выпускного клапана.
13. Впускного трубопровода с ресивером.
14. Распредвала впускного клапана.
15. Гидравлического толкателя.
16. Распредвала выпускного клапана.
17. Крышки ГБЦ.
18. Указателя уровня масла.
19. Выпускного коллектора.
20. Выпускного клапана.
21. Блока цилиндров.
22. Пробки сливного отверстия.

Примечание: нумерация деталей двигателя ЗМЗ 406 совпадает с обозначением устройств на рисунке №2.

Что касается разработки, данный агрегат был сконструирован совместно с немецкой компанией «Мерседес», за счет чего инженерам удалось увеличить межсервисный интервал до 15 тысяч и значительно повысить срок службы основных деталей двигателя. Как показывает практика, ЗМЗ 406 может служить до 300-400 тысяч километров без всяких расточек блоков и замены цилиндропоршневых групп. Однако данное значение во многом зависит от состояния цепи. Если она придет в неисправность, выйдет из строя весь мотор. Отсюда и такое разногласие: у одних двигатель может служить и 400 тысяч без проблем, а у других ломается уже через сотню. Но однозначно участие немецких коллег-мотористов положительно повлияло на надежность данного агрегата, ведь по сравнению с 402-м мотором его ресурс эксплуатации был увеличен почти вдвое.

ЗМЗ 406 - штука очень серьезная, ведь процесс расточки деталей усложняется еще и 16-ю клапанами. Поэтому за счет усложненной конструкции цена на капремонт данного мотора составляет от 1 до 2 тысяч долларов. Однако вместе с тем не стоит забывать, что 16 клапанов обеспечивают отменную динамику машине и служат куда дольше, чем на 402-м.

В заключение хочется сказать одно: заволжский 406-й двигатель действительно прошел этап эволюции и стал примером для подражания многих российских автопроизводителей. Его удивительно большой ресурс эксплуатации и отличные мощностные характеристики приблизили Горьковский и Заволжский заводы на шаг ближе к современности. И даже по сравнению с американским «Камминзом», которым укомплектовываются наравне с ЗМЗ все «ГАЗели» и «Волги», он не теряет свою популярность, и спрос на него растет.

Хороший, достаточно современный двигатель с неплохими техническими характеристиками. Выпускается Заволжским моторным заводом. В отличии от предыдущей модели двигателей ЗМЗ, а именно 402 имеет уже 16 клапанов на 4 цилиндра, степень сжатия 9,3 и еще некоторыми деталями.

или карбюраторный имеют некоторое отличие в индексе. Инжектор имеет обозначение ЗМЗ 4062, а карбюраторный ЗМЗ 4061 и ЗМЗ4063.

Однако наибольшее отличие в другом. 406 двигатель инжектор имеет более лучшие технические характеристики по сравнению со своими карбюраторными собратьями. При равной массе (около 190 кг) и одинаковом объеме в 2,3 л мощность двигателя 150 л.с., что на намного больше чем мощности двигателей с карбюратором. (100 и 110 л.с. соответственно). Максимальный крутящий момент тоже выше 206 н*м, против 181 и 191 н*м у 4061 и 4062. Такие более высокие характеристики позволяют перевезти больший груз и легче справляться с плохой дорогой.

Может показаться, что расход топлива у более мощного двигателя, то есть у инжекторного 406 должен быть больше. Но нет. Расход топлива существенно ниже на каждую лошадиную силу. 185 грамм. А вот карбюратор 406 расходует 195-200 грамм.

Хотя инжекторный 406 двигатель и более лучший, он имеет достаточно сложную систему питания и управления, что требует к себе профессионального внимания. Однако при должном уходе этот двигатель зарекомендовал себя как надежный, мощный и скоростной и обычно не доставляет неприятностей обслуживающему персоналу.

Этот силовой агрегат устанавливается на отечественные автомобили среднего класса. Этот двигатель устанавливался на большое количество автомобилей марки ГАЗ и в частности на различные варианты автомобилей «Газель» и «Волга».

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

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)

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

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.

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

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.

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.

Созданный по аналогу спортивного мотора «Сааб 900», инжекторный двигатель 406 Газель с 1996 года устанавливается на автомашины марок: «Волга», «Газель», «УАЗ». Здесь вместо привычной карбюраторной системы питания установили инжекторную, которая значительно улучшила эксплуатационные характеристики – мощность, экономичность и др. Этот агрегат работает под контролем электроники, его конструкция отличается от карбюраторного.

Преимущества

Надёжность, экономичность, мощность инжекторного агрегата значительно превосходят его карбюраторного аналога. Поэтому двигатель 406 Газель устанавливается на таких марках машины, где требуются более высокие эксплуатационные показатели:

• Надёжность, бесперебойная работа обеспечиваются, благодаря особенностям конструкции – здесь нет жиклеров, поэтому ничего не забивается в системе питания.
• Экономичность – весь процесс регулируется электроникой.
• Благодаря своевременной подаче топлива нужного количества, инжекторный двигатель может развивать мощность до 130 л. с. (карбюраторный – до 100 л. с.).
• Отсутствуют холостые обороты.
• Значительно ниже выбросы вредных веществ.

Единственный минус – из-за электронной системы регулировки, при поломке во время пути самостоятельно не получится сделать ремонт. Но при бережной эксплуатации, заправке качественным топливом, своевременном прохождении ТО инжекторный двигатель не доставит больших проблем.

Конструкция

Модель 406 инжекторного двигателя представлена рядным 4-цилиндровым мотором, количество клапанов – 16. Регулировка впрыска топлива осуществляется электроникой. Работает на бензине.

Особенности конструкции:

• в каждом цилиндре по 4 клапана;
• распределительные валы находятся вверху блока цилиндров;
• степень сжатия повышена за счёт свечей зажигания, системы впрыска (составляет 9,3);
• блоки цилиндров чугунные, более прочные, в отличие от алюминиевых, которыми оснащён карбюраторный агрегат;
• масляный фильтр улучшен, с дополнительными элементами;
• усовершенствована система зажигания;
• детали изготовлены из современных технологичных материалов, уменьшены их весовые параметры;
• поршневой ход снижен (составляет 86 мм);
• установка цепи оригинальной конструкции, выполняющей функцию привода распределительных валов, которая оснащена натяжными гидравлическими устройствами, работающими автоматически.

Установка ГБО

Работа мотора на газовом топливе значительно экономичнее (дешевле бензина), газ не снимает защитную масляную плёнку с цилиндров, снижается риск детонации. Но для инжекторного двигателя 406 его установка нецелесообразна. Для ГБО требуется газовая дозирующая система, но все они выпускаются карбюраторного типа. Поэтому агрегат будет работать как карбюраторный – без точной дозировки топлива при разных рабочих режимах.

Возможные поломки и варианты ремонта

Инжекторный мотор 406 вполне ремонтопригоден и некоторые неполадки можно исправить самостоятельно:

• Мотор не заводится сразу – в большинстве случаев из-за того, что сломан датчик температуры. Нужно проверить его исправность, при необходимости заменить.
• Не заводится – возможно соскочила или сошла с меток цепь ГРМ. Необходимо её проверить, поправить, выставляя по меткам.