Проектировался двигатель ЗМЗ 402 из мотора 24Д в 70-х годах, прототип которого использовался, еще в «полуторках» ГАЗ-56 и ГАЗ-21. Изначально был цельноалюминиевым, со штангами и коромыслами механизма ГРМ и нижним распредвалом. Уплотнение коленвала осуществлялось пропитанным графитовой смазкой жгутом, а не полноценным резинотехническим изделием.

ДВС ЗМЗ 402

Текущий ремонт и обслуживание можно было производить, не только в гараже, но и в чистом поле, «на коленке» ввиду предельно простой конструкции. Однако для капремонта требовался тельфер или кран-балка, поскольку силовой привод весит под 200 кг, учитывая навесное оборудование.

Технические характеристики ЗМЗ 402

Использована в двигателе простая, примитивная старая конструкция с газораспределительным механизмом по схеме OHV, паранитовыми и асбестовыми прокладками, алюминиевым блоком, головкой и ее крышкой, чугунными коллекторами впуска и выпуска.

Конструкция ЗМЗ 402

Рядная 4-х цилиндровая схема двигателя предназначена для продольного расположения под капотом.

Основные технические характеристики ЗМЗ 402 выглядят следующим образом:

В таблице приведено описание базового мотора, которое подходит для всех вариантов этой серии.

Особенности конструкции

В сравнении с «нулевым» прототипом двигатель ЗМЗ 402 получил весьма незначительные улучшения конструкции, так как задача увеличить мощность не стояла:

• изначально блок цилиндров отливался в кокиль, гильзы цилиндров фиксировались в расточке верхней плиты, по верхнему буртику;
• затем руководство завода перешло на технологию литья под давлением, верхняя рубашка стала открытой, гильзы крепились внутри нижнего пояса;
• позже производитель вновь вернулся к кокильному литью, поэтому в машинах эксплуатируются, и те, и другие блоки.

Разобранный мотор

Очередной особенностью силового привода является использование масляного радиатора, чтобы система охлаждения работала эффективнее.

Масляный радиатор

Газораспределительный механизм имеет морально устаревшую уже на момент создания ДВС схему OHV – распредвал снизу, управление коромысло-штанговым механизмом. Именно из-за этого узла мотор получился очень тяжелым, несмотря на легкий блок цилиндров.

Перечень модификаций ДВС

Маркировка ЗМЗ 402 – это целое семейство однорядных 4 цилиндровых моторов, в которое входят модификации:

• 10 – базовая версия со степенью сжатия 8,2 под топливо АИ-92 для комплектации автомобиля Волга;

  ЗМЗ 402.10

• 10 – адаптация под бензин А-76 для установки на Волгу;

  ЗМЗ 4021.10

• 10 – форкамерное воспламенение для улучшения парамеров, снят с производства в 1992 году;

  ЗМЗ 4022.10

• 10 – разработка для Газели под соответствующую коробку КПП и А-76;

  ЗМЗ 4025.10

• 10 – аналог 402.10 под Газель для АИ-92, соответственно.

  ЗМЗ 4026.10

При этом навесное оборудование осталось без изменений. В модификациях движков использована заводская форсировка механическим способом без применения турбины.

Плюсы и минусы

Основными недостатками серии двигателей ЗМЗ 402 являются:

• морально устаревшая конструкция ГРМ;
• головка блока цилиндров затрудняет тюнинг;
• очень слабые прокладки и задний сальник коленвала;
• высокие вибрации, приводящие к ослаблению резьбовых соединений.

Асбестовая прокладка ГБЦ

С другой стороны, мотор очень надежный, рассчитан на высокие эксплуатационные нагрузки. При нормальном обслуживании реальный ресурс составляет 300 – 350 тысяч км пробега.

Список моделей авто, в которых устанавливался

Создавался мотор ЗМЗ 402 для Горьковского и Ульяновского автозаводов, Рижской автобусной фабрики, поэтому применялся для комплектации автомобилей:

• ГАЗ-24-10 Волга – 1985 – 1993;
• ГАЗ-3102 Волга – 1981 – 2006, только форкамерные модификации ДВС;
• ГАЗ-31029 Волга – 1992 – 1997;
• ГАЗ-3110 Волга – 1997 – 2005;
• ГАЗ-31105 Волга – 2002 – 2006;
• ГАЗ-3302 Газель – 1994 – 2003;
• ГАЗ-33023 Газель-Фермер – 1995 – 2003;
• ГАЗ-2705 Газель грузопассажирская – 1995 – 2003;
• ГАЗ-3221 Газель микроавтобус – 1996 – 2003;
• ГАЗ-32213 Газель микроавтобус повышенной комфортности – 1996 – 2003;
• ГАЗ-322132 Газель маршрутное такси (сдвижная дверь) – 1996 – 2003;
• ГАЗ-32214 Газель «скорая помощь» – 1996 – 2003;
• РАФ-М1 Роксана и РАФ-М2 Стилс – выпущены в единственном экземпляре, не пошли в серию;
• РАФ-33111 – грузовик двухместный бортовой 1 т;
• РАФ-22038 – маршрутное такси, небольшие объемы производства;
• РАФ-22039 – маршрутное такси крупногабаритное.

Характеристики двигателя позволяли использовать его в Газелях спецтехники, линейка которых выпускалась Мытищинским заводом Купава. В Украине Часовоярский ремзавод собирал автобусы Рута с этими моторами, Черниговский завод – Богдан-А049 и ТУР-А049, Бориспольский автозавод –  БАЗ-2215 Дельфин.

БАЗ Дельфин

Социальные (реанимация и катафалк) и школьные автобусы с силовым приводом ЗМЗ 404 собирал Семеновский авторемонтный завод с 1995 по 2006 год. Некоторые детали использовались в двигателях УАЗ в качестве комплектующих.

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.

ГРМ привод зубчатым колесом

Ни ремня, ни цепи ГРМ здесь нет, передача вращения на нижний распредвал осуществляется зубчатой шестерней. Ее ресурс значительно выше, но контроль за состоянием венца необходим периодически.

Обзор неисправностей и способы их ремонта

В принципе, мотор ЗМЗ 402 недоработан изначально, так как на момент создания уже были более прогрессивные технические решения. Основным достоинством является безопасность при срезании зубьев шестерни ГРМ – поршень не гнет клапана.

Зато коленвал шлифуется бесцентровым методом, возникают радиальные биения, при оборотах свыше 2500 – 2700 мин^-1 веревочный задний сальник не справляется с задачей. Выхлоп идет в картер, повышается давление масла. Характерны для моторов семейства ЗМЗ 402 следующие неисправности:

Стук может возникать во вкладышах подшипников коленвала и клапанах, исчезает после замены.

Варианты тюнинга мотора

В заводской комплектации двигатель ЗМЗ 402 выдает 182,4 Нм крутящего момента и 100 л. с. мощности, поэтому для увеличения этих характеристик может использоваться механический тюнинг нескольких видов:

• расточка цилиндров под гильзы – максимум 100 мм диаметра;
• шлифовка ГБЦ – повышает степень сжатия для использования топлива с большим октановым числом АИ-95;
• модернизация выпускного тракта – увеличение диаметра выхлопного патрубка.

Тюнинг ЗМЗ 402

Первый способ опасен перегревом силового привода, так как толщина стенок блока снижается на 4 мм, капремонт потребуется быстрее. В последнем варианте снижается экологичность ДВС. Изготовителем рекомендовано либо использовать инжектирование, что очень дорого либо применить более простой, но менее эффективный тюнинг:

• замена свечей модификациями с иридиевыми контактами и высоковольтных проводов;
• облегченный распредвал с регулировкой настроек клапанов, установленных с завода;
• замена карбюратора производителя К-151 более свежими версиями, например, Солекс;
• использование облегченной ШПГ и маховика;
• расточка седел клапанов и замена их модификациями большего диаметра.

Комплексный механический тюнинг позволяет добавить 30 л. с мощности максимум. Турбировать моторы производитель не рекомендует, так как это резко снижает ресурс.

Таким образом, мотор ЗМЗ 402 является базовым вариантом целой серии движков 402.10, 4021.10, 4022.10, 1025.10 и 4026.10. Изначально до 1980 года он маркировался ЗМЗ-24Д, устанавливался на Волги, Газели и РАФ.

Если у вас возникли вопросы – оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

swapmotor.ru

Двигатель ЗМЗ-402 ГАЗ-3110, технические характеристики

Двигатель ЗМЗ-402

Двигатели ЗМЗ 402-й серии – неприхотливы в эксплуатации и достаточно просты в техническом обслуживании. Бензиновые, с карбюратором, имеют по 4 в ряд расположенных цилиндра. Устанавливались преимущественно на автомобили ГАЗ: “Волгу” и “Газель”.

В конструкции двигателя учтено удобство обслуживания его в процессе эксплуатации. С левой стороны двигателя расположены бензиновый насос 11, стартер 13, распределитель зажигания 8, указатель давления масла и датчик 29 указателя давления масла, масляный фильтр 30, фильтр 32 тонкой очистки топлива, свечи 6 зажигания, с правой стороны — генератор 16, газопровод с сектором 14 регулирования подогрева смеси, сливной кран охлаждающей жидкости с тягой 17, кран отопителя кузова, датчик температуры воды и карбюратор 3. Смазка подшипников насоса охлаждающей жидкости осуществляется через пресс-масленку с правой стороны двигателя. Достаточность количества нагнетаемой смазки определяется визуально по выходу смазки из контрольного отверстия на корпусе насоса. Регулирование зазора между коромыслами и клапанами производится при снятой крышке коромысел; доступ к ним очень удобен.

Схема двигатель ЗМЗ-402

Рабочий объем силового агрегата – 2,445 л, что позволяет развивать мощность в 100 л. с. или 73,5 кВт. Степень сжатия составляет 8,2 – это позволяет использовать бензин марки АИ-92. Диаметр цилиндров и ход поршней – 92 мм. Общая масса агрегата – 181 кг. Выхлопная система имеет в составе рециркуляцию выхлопных газов, что значительно снижает загрязнение окружающей среды и позволяет соответствовать нормам.

Головка блока ЗМЗ-402

Блок цилиндров составляет одно целое с верхней частью картера. Он отлит под давлением из высокопрочного алюминиевого сплава. Блок цилиндров разделен на две части горизонтальной перегородкой, в которой сделаны четыре отверстия для установки гильз цилиндров. Верхняя часть образует общую для всех цилиндров охлаждающую рубашку. По контуру рубашки имеется десять бобышек для шпилек крепления головки цилиндров. Нижняя (картерная) часть блока разделена на четыре отсека поперечными перегородками, в которые устанавливаются коренные подшипники коленчатого вала.

Каждая чугунная крышка подшипников закрепляется к блоку с помощью двух 12-мм шпилек. Так как расточка блока происходит вместе с крышками, их нельзя менять местами. Поэтому для удобства им присвоены номера, выбитые на всех, кроме 1-й и 5-й.

К передней части блока закрепляется крышка ГРМ, выполненная из алюминиевого сплава. А к задней – картер сцепления. Все соединения притягиваются болтами крепления через паронитовые прокладки. 402 двигатель имеет общую для 4 цилиндров алюминиевую головку. Крепление к блоку производится десятью 12- мм шпильками. Прокладка ГБЦ изготавливается из асбеста, покрытого графитом, и окантовывается армированным каркасом. Её минимальная толщина составляет 1,5 мм.

Коленчатый вал — пятиопорный, с большой рабочей поверхностью как шатунных, так и коренных подшипников. Вследствие этого удельные нагрузки на подшипники сравнительно малы. Вкладыши коренных и шатунных подшипников изготовлены из стальной ленты, залитой алюминиевым сплавом. Такие вкладыши способны воспринимать большие нагрузки, сохраняя высокую работоспособность.

Распределительный вал опирается на пять подшипников, выполненных из сталебаббитовой ленты. Седла клапанов изготовлены из легированного чугуна высокой твердости, выдерживающего высокую температуру и ударные нагрузки. Направляющие втулки клапанов выполнены из металлокерамики с высокими износостойкими качествами. Клапаны изготовлены из жаропрочной стали: фаска тарелки выпускных клапанов заправлена более жаропрочным сплавом. Все ответственные поверхности, подвергающиеся истиранию (кулачки и шейки распределительного вала, наконечники штанг толкателей, толкатели, коромысла, регулировочные винты коромысел и т. д.), изготовлены из специального материала и подвергнуты термической обработке. В верхнюю часть цилиндра установлены вставки, выполненные из кислотоупорного износоустойчивого чугуна. Все трущиеся поверхности смазываются под давлением. В системе смазки установлен полнопоточный фильтр тонкой очистки с бумажным фильтрующим элементом.

У модификаций 402.10 и 4021.10 головки блоков разной толщины. Это объясняется различными объемами камер сгорания. По сути, головка 402.10 получается путём фрезирования нижней кромки головки 4021.10 на 3,6 мм.

Двигатель ЗМЗ-402 технические характеристики

Двигатель ЗМЗ-402
Изготовитель	ЗМЗ
Годы выпуска	1981-2006
Модель	ЗМЗ-24, ЗМЗ-24Д
Модификации	ЗМЗ 4021, ЗМЗ 4022, ЗМЗ 4025, ЗМЗ 24С
Тип	бензиновый
Система питания	карбюратор К-151-С
Конфигурация	4-х цилиндровый рядный продольный ДВС
Цилиндров	4
Клапанов	8
Порядок работы цилиндров	1-2-4-3
Охлаждение	жидкостное
Максимальная мощность	100 л.с. 73,5 кВт (90 л.с.) при 4500 об/мин
Рабочий объём	2,445 см3
Максимальный крутящий момент	182 (172)Н·м, при 2500 об/мин
Диаметр цилиндров	92 мм.
Ход поршня	92 мм
Степень сжатия	8,2
Клапанный механизм	OHV
Охлаждение	жидкостное
Материал блока цилиндров:	алюминиевый сплав
Материал ГБЦ	алюминиевый сплав
Общая масса агрегата	181 кг.
Объём масла в двигателе	6 л.
Расход масла на 1000 км.	до 100 г.
Рабочая температура	90 o
Двигатель устанавливался на:	ГАЗ-2410 ГАЗ-3102 ГАЗ-31029 ГАЗ-3110 ГАЗ-31105 ГАЗ-2410 ГАЗ-Газель ГАЗ-Соболь

dar-web.ru

УАЗ 3303 “MUSTANG” › Бортжурнал › ВСЯ ПРАВДА про ДВИГАТЕЛЯ ЗМЗ-402

возможности двигателя ЗМЗ 402 — разрушение мифов
Ни один другой отечественный движок не породил такого количества дремучих предрассудков, упорно передаваемых из поколения в поколение, как старый добрый двигатель ЗМЗ 402. Все бы ничего, но слепая вера во все эти измышления перекрывает рукастому уазоводу дорогу к ряду несложных, но эффективных усовершенствований, способных превратить старичка во вполне пригодный для современной динамичной езды агрегат. Стоит этим заниматься или нет — отдельный вопрос, но возможность, я считаю, как минимум должна быть. Поэтому приступим к поискам истины.
1. ЗМЗ-402 древнее мамонтовых экскрементов, ведет родословную от Доджа 30-х годов!
Обознатушки-перепрятушки. Рядная нижнеклапанная “шестерка” ГАЗ-11, представлявшая собой “переметриченный” Dodge D5, после серии усовершенствований закончила свою конвейерную жизнь под капотом грузовика ГАЗ-52. 402-й же является венцом эволюции (пардон за пафос ) совсем другой линейки, начало которой положил ЗМЗ-21 в конце 50-х. Вполне себе самостоятельной разработки, надо заметить: в сторону американцев если и смотрели, то довольно общо и больше на тему “как делать не надо” — то есть не наступать на те грабли, на которые за бугром уже наступали. Не верите? Попробуйте найти что-либо похожее. Лично мне из всего многообразия мировой моторной продукции за два десятилетия удалось найти всего два двигателя схожей компоновки (только схожей, никакой речи о взаимозаменяемости деталей не идет):

— Chevy 153 (объем в дюймах) 62-го года, ставился на Nova \ Chevy II. 4 цилиндра, 2.5л, 90 л.с. Внешне очень похож на ЗМЗ-21, но компоновку имеет зеркальную (коллекторы со стороны водителя) и блок из тонкостенного чугуна. К тому же не является самостоятельной разработкой, получен путем отрезания пары цилиндров от имевшейся “шестерки”. Как видим, движок появился позже 21-го, так что счесть его примером для подражания проблематично. Кстати, у штатовских энтузиастов 153-й до сих пор достаточно популярен, главным образом в турбированном виде.

— Двигатель британского Triumph TR4 61-го года. 4 цилиндра, 2.2 л, 100 л.с. Опять же, внешнее и компоновочное сходство с 24д забывается когда начинаешь интересоваться деталями. Чугунная ГБЦ, чугунный же блок, скошенные коромысла, привод ГРМ цепью… А главное — кое какие решения, которые я бы рад был чтобы ЗМЗшники скопировали, но — не судьба :). Единственное, что может нам тут быть полезно — энтузиасты снимают с этого движка немалую для такой архитектуры мощность, а поскольку наши нижневальники используют схожие решения, то никто не мешает применить к ним те же приемы тюнинга.

Итого: линейка 21\ 24д \ 402 представляет собой вполне прогрессивную на момент разработки самостоятельную конструкцию со сбалансированными характеристиками. Мамонтовы экскременты все же несколько подревнее будут .

2. ЗМЗ-402 — позор моторостроения, такой архаичной конструкции не место в современном мире! </b>

Так говорят недоброжелатели, обычно имея в виду штанговый привод клапанов и “мокрые” гильзы без верхней фиксации. Не зная о том, что те же самые штанги можно обнаружить в двигателях таких машин как Bentley Mulsanne, Corvette C6 или, например, болидов NASCAR. А гильзы прекрасно себя чувствуют в высокооборотистых хондовских и турбированных пежошных моторах. Как видите, у других место нашлось, да и вообще за бугром старыми разработками не разбрасываются: к примеру, современный логановский восьмиклапанник имеет в основе блок от нижневального Renault 4 начала 60-х и производитель совершенно никаких угрызений совести по этому поводу не испытывает. Более высокий уровень внутренних потерь в нижневальных движках — это, конечно, не есть хорошо. Но отнюдь не смертельно. Да, литровая мощность V8 Формулы-1 почти в два раза больше чем у “восьмерки” NASCAR, однако в конечном итоге оба движка вполне успешно выдают свои 800 сил. Применительно к нашей ситуации — если снабдить 402-й верхневальной головкой, сомневаюсь, что выигрыш составит больше 3-5 л.с. при прочих равных. Причины “недодоя” находятся совсем в другом месте.

3. ЗМЗ-402 нельзя крутить выше 3500 об\м потому что:

— На это не рассчитан штанговый привод клапанов.
При соблюдении определенных условий штанговый привод может обеспечить любые разумные обороты, лишь бы прочность деталей была достаточной. К примеру уже упомянутые нижневальные двигатели NASCAR имеют подъем клапана до 19 (!)мм и коромысла с передаточным отношением 1.9, и при этом работают на 9500 — 11 000 оборотов. С такими же как у нас толкателями т.к. роликовые запрещены регламентом. Пружины пожестче, детали привода помассивнее — и вперед, с песней. Максимальные обороты ЗМЗ-402, ограниченные пропускной способностью впускного тракта (этакая естественная отсечка) — где-то между 5000 и 6000, детский лепет по меркам прогрессивного моторостроения. Для таких режимов хватает и хлипких дюралевых штанг (штатники используют злую хромомолибденовую сталь), и “овощных” клапанных пружин, к тому же остальные детали механизма у нас чуть ли не самые легкие среди мировых аналогов. Штатовские толкатели весят от 100 до 135 грамм против наших 90, коромысла даже тюнинговые дюралевые тяжелее наших стальных, клапана длиннее… И все это успешно крутится! А еще у нас самый большой среди одноклассников диаметр толкателя, что позволяет ставить распредвалы с весьма агрессивным профилем кулачка без риска повредить механизм. Впрочем это больше для спортсменов актуально. Почему же в наших движках периодически подвисают клапана и гнутся штанги? Исключительно стараниями хозяев. Или при переборке головы забыли развернуть направляющие втулки, чем обеспечили подклинивание штоков, или после долгой езды с убитыми МСК наросты нагара утяжелили клапан на десяток граммов и он стал чрезмерной обузой для пружины. Исправный мотор до своих предельных 5500 оборотов должен раскручиваться без каких-либо проблем.

— На это не рассчитана набивка, вытечет все масло.
Что касается набивки, то само по себе это вполне эффективное уплотнение: достаточно вспомнить мерседесовские движки и ряд штатовских V8, где эта набивка применялась и герметичность успешно обеспечивала. Скажу больше: проводились эксперименты (в том числе и кем-то на волгофорумах) по запуску движка вообще без набивки — не течет! Только после его остановки в щель попадает какое-то количество стекающего сверху масла. Так какого же?.. Две причины. Во первых, есть одно условие при котором там, где раньше не текло, начинает хлестать: повышенное давление в картере. Во-вторых, у набивки есть один недостаток по сравнению с сальником — малая эластичность и, посему, чувствительность к малейшему биению обкатываемой шейки. А биение у нас очень часто имеет место быть т.к. родной Заволжский моторный еще в советские времена ввел “рацуху” в виде бесцентровой шлифовки коленвалов, сочтя их жесткость достаточной для этого. То есть вал зажимался в патрон станка за один конец, а другой болтался в воздухе, ничем не поддерживаемый. Как показывает опыт — с жесткостью хрен угадали, а шейка набивки как раз на дальнем от патрона конце. Таким образом на многих движках уже с завода выполнено первое условие для течи: набивка не держит по причине биения шейки. Осталось только дождаться второго условия — то есть хорошенько раскочегарить движок чтобы усиленный прорыв газов сквозь кольца сделал свое черное дело: поднял давление в картере. Если при этом еще и шланг вентиляции вниз выведен — совсем шикарно, доливная канистра в багажнике не залежится. Вот откуда берутся рассказы типа “полчаса ехал 120 — все масло выгнало”. А потом делается далеко идущий вывод что все 402-е нельзя крутить. Не все, отнюдь не все.

Собственно говоря, сильно повышенное давление может выгонять масло даже сквозь исправную набивку. Пример из собственного опыта: исправный движок с кондиционным коленвалом и подключенной вентиляцией картера расходовал не больше литра масла на 10 ткм. После поломки компрессионного кольца в первом цилиндре и последующего выведения шланга ВК под машину после каждой стоянки под машиной оставалась масляная лужа: залитого литра хватало километров на 200. Заменил кольца, не трогая коленвал — расход масла тут же вернулся к прежним значениям, причем движок и до поломки, и после ремонта частенько крутился до отсечки.

Как вы теперь видите, даже если вам попался неудачный движок, забыть про течь набивки навсегда вполне реально, особенно если совместить процедуру с капиталкой. Отнести коленвал в механообработочную контору, промерить на призмах и, при необходимости, обеспечить полную соосность всех коренных шеек и посадок под сальники. Остальное уже дело техники: поставить немецкую набивку (не забыв правильно сориентировать по вращению), следить за кольцами и не допускать засорения вентиляции картера. И крутить сколько влезет .

— У движка “низовая” геометрия и тяжелые поршни, шатуны пообрывает.
Геометрия у 402-го нейтральная (такую же используют некоторые “оппозиты” Subaru, например) и никак не может помешать ему крутиться. А если кто-то считает что 92мм это большой ход поршня — у Крайслера 100мм и фигли? Крутится не хуже 406-го. Поршни, конечно, тяжелее чем хотелось бы (а хотелось бы чтобы они вообще ничего не весили ), но если снова обратиться к штатникам — по их меркам поршни легкие. А со своими тяжелыми они не стесняются периодически “откручивать” до 9000 оборотов. Шатуны при этом ничем не отличаются от наших, т.е. никаких там наскаровских Н-образных и прочих заморочек. Обрывы шатунов на 402-х моторах конечно иногда имеют место, но вес поршней тут вряд ли играет роль — скорее состояние самих шатунов. Будучи в большинстве случаев не первым хозяином машины, никогда не знаешь кто и как лазил в движок до тебя. Шатуны могли ронять, менять на новодельные, грубо выбивать молотком из них болты, ставить новодельные болты, сырые или перекаленные… Вывод: взял у деда некапиталенную машину — шатуны береги.

Справедливости ради надо заметить, что, при всей весомости этих аргументов, при поездке на некоторых машинах больше хочется верить мифу: по мере приближения оборотов к максимальным начинает казаться, что движок сейчас выпрыгнет из под капота и разлетиться на части. Ни в коем случае не стоит считать такую вибронагруженность характерной особенностью всех 402-х, обычно (при условии исправности подушек) она говорит о том, что движок до вас кто-то не очень удачно откапиталил. Причины — большой разновес в КШМ и (или) дисбаланс коленвала \ маховика. В какой-то мере нормой можно считать только мелкую, зудящую вибрацию, которая может появляться после 4500 об\мин — это следствие неудачного выбора проходных сечений в карбюраторе и характерный признак того, что большие диффузоры достигли предела своей пропускной способности. После установки более “свободного” карба зуд пропадает.

— Будешь движок капиталить раз в год.
Касаемо ускоренного износа при работе на высоких оборотах — в какой-то мере это так, но полностью исправному мотору на хорошем масле крутиловка сократит жизнь не намного больше чем какому-нибудь 16-клапаннику. Что реально убивает движок — это его собственная кривизна, не важно заводская или после косорукого ремонта. Несоосность коренных шеек коленвала, непараллельность шатунных, несоосность постелей в блоке, заваленные гильзовые колодцы… Так что если большие обороты прикончили ваш движок неожиданно быстро, то стандартная “быстрая” капиталка будет неправильным ходом — действительно, так и будете каждый год капиталить. Разобрать полностью, отвезти в механообработочную контору, промерить ВСЁ и вывести в допуски. Или поставить 406-й, по деньгам будет примерно одинаково :). Или взять на барахолке еще один 402-й, надеясь что он будет попрямее — это на порядок дешевле двух предыдущих вариантов, а номера сейчас не проверяют.

4. ЗМЗ-402 бесполезно тюнинговать, потому что:

— Это “низовой” движок, на верхах не едет, не для гонок.
Как уже говорилось, геометрия у 402-го нейтральная, поэтому характер движка полностью задается фазами распредвала и прочими особенностями. Фазы штатно вполне себе “серединные”, поэтому низы — сюрприз, сюрприз — ничем не выдающиеся. Тяга с холостых оборотов берется не от характера самого движка (как у 24д, например), а от настройки выхлопа. На верхах не едет тоже в какой-то мере от настройки выхлопа, которая после 4500 об\мин попадает в противофазу и начинает его душить. Убираем резонатор от моста и втыкаем прямо в штаны (разумеется, остальной тракт придется переделать) — вот уже и нет у нас “низового” характера, зато появилась чувствительная добавка в районе 3500, где у движка самый штырь. Усугубляем тюнинговым “серединным” валом (опционально) и более “свободным” карбюратором (обязательно) — и вполне можно отжигать. Разве что “верховым” 402-й никогда не станет: повинна в этом конструкция головы, а именно горизонтальные впускные каналы с 90-градусным поворотом к клапану в конце. Если на малых и средних оборотах смесь втягивается по всей окружности клапанной щели, то на высоких набравший инерцию поток пролетает поворот по прямой и пытается весь втиснутся в ее дальнюю четверть: этакий динамический рестриктор. Наполнение начинает катастрофически падать, что и определяет отсечку между 5000 и 6000. Иными словами, если у движков с более прямыми каналами по мере роста оборотов происходит динамический дозаряд цилиндров и мощность растет, то у нас — ровно наоборот. Решить эту проблему можно только увеличив площадь этой самой четверти щели настолько, чтобы она сравнялась с площадью всей щели на малых подъемах. То есть либо увеличить диаметр клапана (некуда, рядом стенки КС), либо увеличить подъем (этак до 12мм), либо время открытия. Два последних подхода используют спортсмены и снимают с движка до 200 лошадей при 7000+ оборотов, но такие фазы газораспределения напрочь убивают “низы” вместе с холостыми и делают его непригодным для повседневной езды. Ресурс тоже сильно страдает, особенно направляющих втулок клапанов. Так что при доводке движка имеет смысл делать ставку на “середину”, а недостаток ширины диапазона компенсировать более длинной главной парой в трансмиссии. “Крайслеровская” 3.58, думаю, будет в самый раз.

— Все резервы из этого конструктива выжали еще в 80-е годы, даже испилив весь движок больше 120 лошадей не получить.
На самом деле раскрывать резервы в советские времена только-только начали: при объеме в 2.5 литра восьмиклапанный движок должен выдавать 130-150 лошадей, а наш выдает только 100. Почему? Да потому что он задушен со всех сторон, как по впуску, так и по выпуску. Штатный карбюратор имеет большие диффузоры диаметром 24мм + 26мм, в то время как наши цилиндры по 600 кубиков требуют этак 26 + 30, то есть 120 лошадей и около 200 Нм момента можно получить одной только заменой карба! Выхлопную систему явно диверсанты проектировали, перенастроенная прямоточная еще больше приблизит 402-й к современным стандартам. Добавим тюнинговый распредвал (для свободно дышащего мотора 35-й ОКБД будет в самый раз), по желанию — переточенные клапана с переходными фасками — вот мы и догнали 406-й по очкам. Причем, заметьте, не перегрузив движок, а просто высвободив его истинный потенциал. Рабочий диапазон после этих доработок смещается в промежуток 2500 — 5000, на 3500 можно жечь резину.

— На заводе сидят люди не глупее нас: если они не смогли сделать движок мощнее, значит нам и пытаться нечего.
А то, что перед ними просто никто не ставил такой задачи, вы не допускаете? Конструкторы, конечно, знают побольше нас с вами, но у них есть свои весьма специфические резоны. Это нам нужна “моща и пофиг”, заводчане же повязаны по рукам и ногам необходимостью найти оптимальный баланс между мощностью, экономичностью, экологичностью, стоимостью запуска в производство, ресурсом и черт еще знает чем. И мощность далеко не всегда оказывается в списке приоритетов. Это относится к любым массовым движкам, даже самым современным. К примеру, с внедрением катколлекторов появилась тенденция сверх необходимого растягивать фазы выпускных клапанов. Любой, кто в теме, понимает, что следствием будет неизбежное снижение мощности и увеличение расхода топлива. Зато догорающая в коллекторе смесь быстро прогревает катализатор, что для современных моторных инженеров важнее. Для инженеров 60-х была важнее эластичность, позволявшая с комфортом педалировать по полупустым и забитым несуразными ограничениями скорости советским дорогам. Тем не менее уже тогда осознавали что дорожное движение будет эволюционировать в сторону бОльших скоростей, поэтому тогдашняя конструкторская школа практиковала проектирование движков “на вырост”. Рабочий объем закладывался избыточным относительно требуемых характеристик (которые в директивном порядке спускались из министерства), чтобы оставить задел для дальнейшей форсировки, если таковая понадобится. Базовый мотор ЗМЗ-21 был таким образом “взбодрен” дважды: после двух последовательных стадий увеличения диаметров клапанов и прочих доработок получились 24д и 402 соответственно, а мощность в процессе эволюции возросла с 75 до 100 лошадиных сил. Если внимательно осмотреть впускные и выпускные каналы 402-й ГБЦ, можно заметить что в отливке оставлены места для еще одного, последнего увеличения клапанов, которое так и не было произведено. То есть если бы году этак в 90-м из министерства поступило указания освоить двигатель мощностью 120 л.с., у заводчан скорее всего никаких проблем бы не возникло — резервы еще оставались. Но министерству было уже не до того. Завод же через какое-то время сделал ставку на более прогрессивное решение (ЗМЗ-406), а 402-й так и остался “недодоенным”. Что не мешает нам его додоить самостоятельно.

— Слабый блок не выдержит возросших нагрузок.
150 сил, которые можно получить путем разумной доводки 402-го — не нагрузка. Проверено 150-сильным двухкарбовым 402-м . Тем не менее для опасливых существует блок 4022 с верхней фиксацией гильз, в котором собирали форкамерные движки. Правда мало их уже осталось.

— Система охлаждения не справится с возросшим тепловыделением.
ЗМЗ-402 на самом деле очень “холодный” движок, иллюзия обратного возникает только у тех, кто не любит следить за системой охлаждения. Вышеупомянутый 150-сильный франкенштейн со степенью сжатия 9.2 довольствуется радиатором чуть меньше штатного, причем он алюминиевый и однорядный. Единственная реальная проблема в системе охлаждения, которую конструкторы несколько упустили и которая имеет свойство усугубляться при повышении мощности — это неоднородный прогрев головы. В центре, где сидят бок о бок два выпускных клапана, головка локально перегревается, выпячиваясь горбом, и начинает тянуть из блока шпильки. А поскольку шпильки не тянутся, все заканчивается вдавливанием шайб в опорные площадки и прослаблением затяжки гаек. Что может привести к прогару прокладки если вовремя не заметить и не подтянуть. Решение проблемы — направить большую часть тосольного потока из блока в голову в район этих двух клапанов, что на “братском” Triumph TR4 сделано штатно. Мы же изменить конфигурацию тосольных каналов не можем, поэтому остается выкручиваться по месту: проковырять в соответствующем месте штатной 402-й прокладки большие дырки вместо маленьких. А для полного счастья наладить постоянный отток тосола с обоих концов головы, то есть сделать так чтобы после переключения крана печки поток не отсекался, а шел по параллельной ветке в обход радиатора. Охладжение масла? Не помешает.

5. Единственный реальный способ взбодрить 402-й — внедрить в него 100мм поршневую, превратив в 410-й.
На самом деле, если сопоставить затраты и “приход”, то увеличение рабочего объема без каких-либо дополнительных доработок — это самый неэффективный из всех возможных подходов. Какой в этом смысл если мы и штатные-то 2.5л нормально прокормить не можем? Заводская комбинация карбюратора и распредвала задает максимально достижимое наполнение цилиндра смесью на уровне только 75% от его реальной вместимости, иными словами движок из своих 2500 кубиков отрабатывает всего на 1800. Как несложно догадаться, от увеличения “горшков” диффузоры в карбюраторе больше не станут, поэтому втянуть больше смеси мы можем только на низких оборотах, пока сохраняется какой-то запас пропускной способности впускного тракта. “Верхи” же, которые дают нам мощность, будут зарублены еще сильнее: более плотный поток раньше наберет скорость и упрется в “динамический рестриктор” на меньших оборотах. Проще говоря, имплантировав в движок 100мм поршневую, мы получим трактор. “Низы” поднимутся, но в заезде на 402 метра первой скорее всего придет машина с комбинацией “402 + к-135”, т.е. с минимальными доработками, но в правильном направлении. Сожрав при этом меньше бензина.

Чтобы эти 2.9л реально поехали придется потратиться еще как минимум на распредвал и карбюратор, причем не УМЗшные, которые имеют все те же “тракторные” характеристики, а тюнинговые. Хотя вру, 4216-й вал нового образца подает надежды: по слухам он сохранил прежнюю “417-ю” широкофазность, но открывает клапана на бОльшую высоту (около 11мм). С карбюраторами дело осложняется тем, что “последовательных” моделей (где заслонки камер открываются по очереди) с нужными диффузорами в Европе просто не существует, так что любителям под настроение поэкономить бензин придется обломаться или поискать подходящую модель за океаном. А всем остальным — искать “синхронники” к-88, к-89 или Solex 38-EEIT с большими диффузорами 28-29мм. С перспективой потом потратить месяц на подбор жиклеров т.к. на моей памяти никто эти карбюраторы на 410 \ 421 еще не ставил.

6. Хороший способ повысить мощность 402-го — убрать ступеньки на стыке ГБЦ с коллектором и отполировать каналы до зеркала.
Заодно в комплекте обычно идет совет поставить фильтр нулевого сопротивления. На самом деле все три меры как минимум бесполезны (а полировка даже вредна) т.к. призваны ликвидировать сопротивление там, где его нет. Узкие места впускного тракта в штатной конфигурации — карбюратор и клапан, канал же их соединяющий имеет даже слегка избыточное сечение, если сопоставить объем цилиндра и максимальные обороты. Поэтому ступеньки в нем никакого дополнительного сопротивления не создают и сами станут узким местом не раньше чем мы ликвидируем уже имеющиеся. Возможна даже полезная функция: дополнительная турбулентность перемешивает смесь и поддерживает бензин во взвешенном состоянии, улучшая экономичность. С экономичностью же связан вред, приносимый зеркальной полировкой. Не давая никакого выигрыша в плане пропускной способности (даже если забыть об избыточности диаметра канала), она уменьшает полезную площадь испарения для выпавшего из потока бензина, который в виде жидкой пленки ползет от карбюратора вниз по трубам. В результате эта пленка успевает доползти до клапанов и в том же жидком виде попасть в цилиндры. А поскольку жидкий бензин не горит, то и полезной работы не делает, бессмысленно вылетая в трубу. Попутно, кстати, успев сделать вредную: смыть масло со стенок гильз. Вывод: даже при умеренной доводке “карб — распредвал — выпуск” трогать каналы особого смысла нет. Смысл появляется только при полноформатном запиле головы, в этом случае ступеньки выравниваются (коллектор нужно посадить на шипы, т.к. он на шпильках болтается в пределах пары миллиметров), а стенки каналов шлифуются шкуркой с зерном 80. Как показывает продувочный стенд, дальнейшее выглаживание уже не дает никакого выигрыша, в то же время поверхность остается достаточно шершавой для успешного испарения бензина.

7. ЗМЗ-402 не в меру прожорлив.
Он прожорлив как раз в меру, средний расход 12л на сотню для движка объемом 2.5 литра вполне нормален. Вопрос надо ставить по-другому: почему он не едет на свой расход? Ответ я уже приводил выше: потому что ему нечем дышать. Освободив дыхание, мы получаем требуемый прирост мощности, при этом расход остается на уровне тех же 12 литров. Совершенно серьезно.

www.drive2.ru

5. “Комплектации” ЗМЗ-402. — DRIVE2

Вчера в соц.сети стал участником одной дискуссии, в ходе которой была поднята данная тема. Мне она показалась интересной, так что решил поделиться ею в своем блоге.

ЗМЗ-4022, 4021, 402 это все моторы одного семейства имеющие несколько различий, а именно комплектаций. Разработаны они были одновременно, как следующее поколение ЗМЗ-24д.

Теперь коротко о комплектации. Два блока, три головы, три карбюратора. Именно из них и получали различные моторы.

Блоки могут быть литыми в кокили и под давлением. В первом случае гильзы имеют верхнюю опору, а снизу два резиновах кольца. Во втором — стоят как доменные печи, т.е. рубашка открыта, внизу — медные кольца. Артикулы блоков соотв. 4022- и 4021. Все навесное, весь КШМ и ПШГ — одинаковы. Также имеют разные поддоны картера (алюминий и штамповка)

Головы, форкамерная 4022, обычная 4021 и “фрезерованная” 402. Последние две различия лишь в толщине металла, чтобы 4021 могла работать на 80-м бензине. А вот форкамерная имеет собственную конструкцию.

Карбюраторы форкамерный К-156, обычный К-151 и “упрощенный” К-126ГМ (каждый имел свой впускной коллектор и воздушный фильтр). Собственно 156 и 151 это карбюраторы одного семейства. А вот ГМ-ка это наследница более надежных времен.

Вот теперь следующие комбинации:
1. Блок 4022, голова 4022, карбюратор К-156 и есть форкамерный ЗМЗ-4022.1, который устанавливался штатно с 81-го по 91-й включительно на ГАЗ-3102 (так что не очень то быстро отказались)

2. Блок 4022, голова 402, карбюратор К-151 — (ЗМЗ-402.1 К на маркировке) т.н. первоначальный проект для ГАЗ-24-10 (в самых ранних каталогах и руководств именно его описание и фигурирует). На деле ставился лишь на небольшую партию, преимущественно экспортных 24-10 и может переходных 24М. На 3102 еще в СССР их начали ставить малыми сериями, а с 1992 по 96 включительно это был основной мотор ГАЗ-3102!

3. Блок 4022, голова 402, карбюратор К-126ГМ (ЗМЗ-402.1 МК). Несмотря на анонс “нового” К-151, освоить его в массовом объеме получилось лишь к концу 80-х, поэтому многие машины комплектовались простым и надежным К-126ГМ. Данная модификация мотора была для люксовой ГАЗ-24-10-051, которая имела салон от 3102 (а некоторые и дисковые тормоза).

4. Блок 4021, голова 402, карбюратор К-126 ГМ (ЗМЗ-402.1 М), основной мотор ГАЗ-24-10.

5. Блок 4021, голова 4021, карбюратор К-126ГМ (ЗМЗ-4021.1 М), основной мотор ГАЗ-24-11.

6. Блок 4021, голова 4021, карбюратор К-151 (ЗМЗ-4021.1). Первоначально, именно это модификация была разработана для таксмоторных ГАЗ-31021 еще до того, как на предполагаемый массовый выпуск ГАЗ-3102 сверху наложили вето в 1984 году. Позже, как и ЗМЗ-402.1 К (поз. 2) именно он должен был стать основным для ГАЗ-24-11, но стал он таким на самом закате выпуска. Его унаследовала 31021 уже на базе 31029, и потом некоторые 3110 также комплектовались таким.

7. Блок 4021, голова 402, карбюратор К-151 (ЗМЗ-402.1). Ирония тут в том, что именно этот вариант мотора, который станет основным для финальных ГАЗ-24-10, для всех ГАЗ-31029, и для многих ГАЗ-3110 ранних выпусков первоначально не рассматривался, а появился лишь в конце 80-х на 24-10.

www.drive2.ru

ГАЗ 31 ♚CRUISER♚ › Бортжурнал › Реальные возможности двигателя ЗМЗ 402 — разрушение мифов змз 402(часть1)

Ни один другой отечественный движок не породил такого количества дремучих предрассудков, упорно передаваемых из поколения в поколение, как старый добрый двигатель ЗМЗ 402. Все бы ничего, но слепая вера во все эти измышления перекрывает рукастому волговоду дорогу к ряду несложных, но эффективных усовершенствований, способных превратить старичка во вполне пригодный для современной динамичной езды агрегат. Стоит этим заниматься или нет — отдельный вопрос, но возможность, я считаю, как минимум должна быть. Поэтому приступим к поискам истины.

1. ЗМЗ-402 древнее мамонтовых экскрементов, ведет родословную от Доджа 30-х годов!
Обознатушки-перепрятушки. Рядная нижнеклапанная “шестерка” ГАЗ-11, представлявшая собой “переметриченный” Dodge D5, после серии усовершенствований закончила свою конвейерную жизнь под капотом грузовика ГАЗ-52. 402-й же является венцом эволюции (пардон за пафос ) совсем другой линейки, начало которой положил ЗМЗ-21 в конце 50-х. Вполне себе самостоятельной разработки, надо заметить: в сторону американцев если и смотрели, то довольно общо и больше на тему “как делать не надо” — то есть не наступать на те грабли, на которые за бугром уже наступали. Не верите? Попробуйте найти что-либо похожее. Лично мне из всего многообразия мировой моторной продукции за два десятилетия удалось найти всего два двигателя схожей компоновки (только схожей, никакой речи о взаимозаменяемости деталей не идет):

— Chevy 153 (объем в дюймах) 62-го года, ставился на Nova \ Chevy II. 4 цилиндра, 2.5л, 90 л.с. Внешне очень похож на ЗМЗ-21, но компоновку имеет зеркальную (коллекторы со стороны водителя) и блок из тонкостенного чугуна. К тому же не является самостоятельной разработкой, получен путем отрезания пары цилиндров от имевшейся “шестерки”. Как видим, движок появился позже 21-го, так что счесть его примером для подражания проблематично. Кстати, у штатовских энтузиастов 153-й до сих пор достаточно популярен, главным образом в турбированном виде.

— Двигатель британского Triumph TR4 61-го года. 4 цилиндра, 2.2 л, 100 л.с. Опять же, внешнее и компоновочное сходство с 24д забывается когда начинаешь интересоваться деталями. Чугунная ГБЦ, чугунный же блок, скошенные коромысла, привод ГРМ цепью… А главное — кое какие решения, которые я бы рад был чтобы ЗМЗшники скопировали, но — не судьба :). Единственное, что может нам тут быть полезно — энтузиасты снимают с этого движка немалую для такой архитектуры мощность, а поскольку наши нижневальники используют схожие решения, то никто не мешает применить к ним те же приемы тюнинга.

Итого: линейка 21\ 24д \ 402 представляет собой вполне прогрессивную на момент разработки самостоятельную конструкцию со сбалансированными характеристиками. Мамонтовы экскременты все же несколько подревнее будут .

2. ЗМЗ-402 — позор моторостроения, такой архаичной конструкции не место в современном мире!

Так говорят недоброжелатели, обычно имея в виду штанговый привод клапанов и “мокрые” гильзы без верхней фиксации. Не зная о том, что те же самые штанги можно обнаружить в двигателях таких машин как Bentley Mulsanne, Corvette C6 или, например, болидов NASCAR. А гильзы прекрасно себя чувствуют в высокооборотистых хондовских и турбированных пежошных моторах. Как видите, у других место нашлось, да и вообще за бугром старыми разработками не разбрасываются: к примеру, современный логановский восьмиклапанник имеет в основе блок от нижневального Renault 4 начала 60-х и производитель совершенно никаких угрызений совести по этому поводу не испытывает. Более высокий уровень внутренних потерь в нижневальных движках — это, конечно, не есть хорошо. Но отнюдь не смертельно. Да, литровая мощность V8 Формулы-1 почти в два раза больше чем у “восьмерки” NASCAR, однако в конечном итоге оба движка вполне успешно выдают свои 800 сил. Применительно к нашей ситуации — если снабдить 402-й верхневальной головкой, сомневаюсь, что выигрыш составит больше 3-5 л.с. при прочих равных. Причины “недодоя” находятся совсем в другом месте.

3. ЗМЗ-402 нельзя крутить выше 3500 об\м потому что:

— На это не рассчитан штанговый привод клапанов.
При соблюдении определенных условий штанговый привод может обеспечить любые разумные обороты, лишь бы прочность деталей была достаточной. К примеру уже упомянутые нижневальные двигатели NASCAR имеют подъем клапана до 19 (!)мм и коромысла с передаточным отношением 1.9, и при этом работают на 9500 — 11 000 оборотов. С такими же как у нас толкателями т.к. роликовые запрещены регламентом. Пружины пожестче, детали привода помассивнее — и вперед, с песней. Максимальные обороты ЗМЗ-402, ограниченные пропускной способностью впускного тракта (этакая естественная отсечка) — где-то между 5000 и 6000, детский лепет по меркам прогрессивного моторостроения. Для таких режимов хватает и хлипких дюралевых штанг (штатники используют злую хромомолибденовую сталь), и “овощных” клапанных пружин, к тому же остальные детали механизма у нас чуть ли не самые легкие среди мировых аналогов. Штатовские толкатели весят от 100 до 135 грамм против наших 90, коромысла даже тюнинговые дюралевые тяжелее наших стальных, клапана длиннее… И все это успешно крутится! А еще у нас самый большой среди одноклассников диаметр толкателя, что позволяет ставить распредвалы с весьма агрессивным профилем кулачка без риска повредить механизм. Впрочем это больше для спортсменов актуально. Почему же в наших движках периодически подвисают клапана и гнутся штанги? Исключительно стараниями хозяев. Или при переборке головы забыли развернуть направляющие втулки, чем обеспечили подклинивание штоков, или после долгой езды с убитыми МСК наросты нагара утяжелили клапан на десяток граммов и он стал чрезмерной обузой для пружины. Исправный мотор до своих предельных 5500 оборотов должен раскручиваться без каких-либо проблем.

— На это не рассчитана набивка, вытечет все масло.
Что касается набивки, то само по себе это вполне эффективное уплотнение: достаточно вспомнить мерседесовские движки и ряд штатовских V8, где эта набивка применялась и герметичность успешно обеспечивала. Скажу больше: проводились эксперименты (в том числе и кем-то на волгофорумах) по запуску движка вообще без набивки — не течет! Только после его остановки в щель попадает какое-то количество стекающего сверху масла. Так какого же?.. Две причины. Во первых, есть одно условие при котором там, где раньше не текло, начинает хлестать: повышенное давление в картере. Во-вторых, у набивки есть один недостаток по сравнению с сальником — малая эластичность и, посему, чувствительность к малейшему биению обкатываемой шейки. А биение у нас очень часто имеет место быть т.к. родной Заволжский моторный еще в советские времена ввел “рацуху” в виде бесцентровой шлифовки коленвалов, сочтя их жесткость достаточной для этого. То есть вал зажимался в патрон станка за один конец, а другой болтался в воздухе, ничем не поддерживаемый. Как показывает опыт — с жесткостью хрен угадали, а шейка набивки как раз на дальнем от патрона конце. Таким образом на многих движках уже с завода выполнено первое условие для течи: набивка не держит по причине биения шейки. Осталось только дождаться второго условия — то есть хорошенько раскочегарить движок чтобы усиленный прорыв газов сквозь кольца сделал свое черное дело: поднял давление в картере. Если при этом еще и шланг вентиляции вниз выведен — совсем шикарно, доливная канистра в багажнике не залежится. Вот откуда берутся рассказы типа “полчаса ехал 120 — все масло выгнало”. А потом делается далеко идущий вывод что все 402-е нельзя крутить. Не все, отнюдь не все.

Собственно говоря, сильно повышенное давление может выгонять масло даже сквозь исправную набивку. Пример из собственного опыта: исправный движок с кондиционным коленвалом и подключенной вентиляцией картера расходовал не больше литра масла на 10 ткм. После поломки компрессионного кольца в первом цилиндре и последующего выведения шланга ВК под машину после каждой стоянки под машиной оставалась масляная лужа: залитого литра хватало километров на 200. Заменил кольца, не трогая коленвал — расход масла тут же вернулся к прежним значениям, причем движок и до поломки, и после ремонта частенько крутился до отсечки.

Как вы теперь видите, даже если вам попался неудачный движок, забыть про течь набивки навсегда вполне реально, особенно если совместить процедуру с капиталкой. Отнести коленвал в механообработочную контору, промерить на призмах и, при необходимости, обеспечить полную соосность всех коренных шеек и посадок под сальники. Остальное уже дело техники: поставить немецкую набивку (не забыв правильно сориентировать по вращению), следить за кольцами и не допускать засорения вентиляции картера. И крутить сколько влезет .

— У движка “низовая” геометрия и тяжелые поршни, шатуны пообрывает.
Геометрия у 402-го нейтральная (такую же используют некоторые “оппозиты” Subaru, например) и никак не может помешать ему крутиться. А если кто-то считает что 92мм это большой ход поршня — у Крайслера 100мм и фигли? Крутится не хуже 406-го. Поршни, конечно, тяжелее чем хотелось бы (а хотелось бы чтобы они вообще ничего не весили ), но если снова обратиться к штатникам — по их меркам поршни легкие. А со своими тяжелыми они не стесняются периодически “откручивать” до 9000 оборотов. Шатуны при этом ничем не отличаются от наших, т.е. никаких там наскаровских Н-образных и прочих заморочек. Обрывы шатунов на 402-х моторах конечно иногда имеют место, но вес поршней тут вряд ли играет роль — скорее состояние самих шатунов. Будучи в большинстве случаев не первым хозяином машины, никогда не знаешь кто и как лазил в движок до тебя. Шатуны могли ронять, менять на новодельные, грубо выбивать молотком из них болты, ставить новодельные болты, сырые или перекаленные… Вывод: взял у деда некапиталенную машину — шатуны береги.

Справедливости ради надо заметить, что, при всей весомости этих аргументов, при поездке на некоторых машинах больше хочется верить мифу: по мере приближения оборотов к максимальным начинает казаться, что движок сейчас выпрыгнет из под капота и разлетиться на части. Ни в коем случае не стоит считать такую вибронагруженность характерной особенностью всех 402-х, обычно (при условии исправности подушек) она говорит о том, что движок до вас кто-то не очень удачно откапиталил. Причины — большой разновес в КШМ и (или) дисбаланс коленвала \ маховика. В какой-то мере нормой можно считать только мелкую, зудящую вибрацию, которая может появляться после 4500 об\мин — это следствие неудачного выбора проходных сечений в карбюраторе и характерный признак того, что большие диффузоры достигли предела своей пропускной способности. После установки более “свободного” карба зуд пропадает.

— Будешь движок капиталить раз в год.
Касаемо ускоренного износа при работе на высоких оборотах — в какой-то мере это так, но полностью исправному мотору на хорошем масле крутиловка сократит жизнь не намного больше чем какому-нибудь 16-клапаннику. Что реально убивает движок — это его собственная кривизна, не важно заводская или после косорукого ремонта. Несоосность коренных шеек коленвала, непараллельность шатунных, несоосность постелей в блоке, заваленные гильзовые колодцы… Так что если большие обороты прикончили ваш движок неожиданно быстро, то стандартная “быстрая” капиталка будет неправильным ходом — действительно, так и будете каждый год капиталить. Разобрать полностью, отвезти в механообработочную контору, промерить ВСЁ и вывести в допуски. Или поставить 406-й, по деньгам будет примерно одинаково :). Или взять на барахолке еще один 402-й, надеясь что он будет попрямее — это на порядок дешевле двух предыдущих вариантов, а номера сейчас не проверяют.

4. ЗМЗ-402 бесполезно тюнинговать, потому что:

— Это “низовой” движок, на верхах не едет, не для гонок.
Как уже говорилось, геометрия у 402-го нейтральная, поэтому характер движка полностью задается фазами распредвала и прочими особенностями. Фазы штатно вполне себе “серединные”, поэтому низы — сюрприз, сюрприз — ничем не выдающиеся. Тяга с холостых оборотов берется не от характера самого движка (как у 24д, например), а от настройки выхлопа. На верхах не едет тоже в какой-то мере от настройки выхлопа, которая после 4500 об\мин попадает в противофазу и начинает его душить. Убираем резонатор от моста и втыкаем прямо в штаны (разумеется, остальной тракт придется переделать) — вот уже и нет у нас “низового” характера, зато появилась чувствительная добавка в районе 3500, где у движка самый штырь. Усугубляем тюнинговым “серединным” валом (опционально) и более “свободным” карбюратором (обязательно) — и вполне можно отжигать. Разве что “верховым” 402-й никогда не станет: повинна в этом конструкция головы, а именно горизонтальные впускные каналы с 90-градусным поворотом к клапану в конце. Если на малых и средних оборотах смесь втягивается по всей окружности клапанной щели, то на высоких набравший инерцию поток пролетает поворот по прямой и пытается весь втиснутся в ее дальнюю четверть: этакий динамический рестриктор. Наполнение начинает катастрофически падать, что и определяет отсечку между 5000 и 6000. Иными словами, если у движков с более прямыми каналами по мере роста оборотов происходит динамический дозаряд цилиндров и мощность растет, то у нас — ровно наоборот. Решить эту проблему можно только увеличив площадь этой самой четверти щели настолько, чтобы она сравнялась с площадью всей щели на малых подъемах. То есть либо увеличить диаметр клапана (некуда, рядом стенки КС), либо увеличить подъем (этак до 12мм), либо время открытия. Два последних подхода используют спортсмены и снимают с движка до 200 лошадей при 7000+ оборотов, но такие фазы газораспределения напрочь убивают “низы” вместе с холостыми и делают его непригодным для повседневной езды. Ресурс тоже сильно страдает, особенно направляющих втулок клапанов. Так что при доводке движка имеет смысл делать ставку на “середину”, а недостаток ширины диапазона компенсировать более длинной главной парой в трансмиссии. “Крайслеровская” 3.58, думаю, будет в самый раз.

— Все резервы из этого конструктива выжали еще в 80-е годы, даже испилив весь движок больше 120 лошадей не получить.
На самом деле раскрывать резервы в советские времена только-только начали: при объеме в 2.5 литра восьмиклапанный движок должен выдавать 130-150 лошадей, а наш выдает только 100. Почему? Да потому что он задушен со всех сторон, как по впуску, так и по выпуску. Штатный карбюратор имеет большие диффузоры диаметром 24мм + 26мм, в то время как наши цилиндры по 600 кубиков требуют этак 26 + 30, то есть 120 лошадей и около 200 Нм момента можно получить одной только заменой карба! Выхлопную систему явно диверсанты проектировали, перенастроенная прямоточная еще больше приблизит 402-й к современным стандартам. Добавим тюнинговый распредвал (для свободно дышащего мотора 35-й ОКБД будет в самый раз), по желанию — переточенные клапана с переходными фасками — вот мы и догнали 406-й по очкам. Причем, заметьте, не перегрузив движок, а просто высвободив его истинный потенциал. Рабочий диапазон после этих доработок смещается в промежуток 2500 — 5000, на 3500 можно жечь резину.

— На заводе сидят люди не глупее нас: если они не смогли сделать движок мощнее, значит нам и пытаться нечего.
А то, что перед ними просто никто не ставил такой задачи, вы не допускаете? Конструкторы, конечно, знают побольше нас с вами, но у них есть свои весьма специфические резоны. Это нам нужна “моща и пофиг”, заводчане же повязаны по рукам и ногам необходимостью найти оптимальный баланс между мощностью, экономичностью, экологичностью, стоимостью запуска в производство, ресурсом и черт еще знает чем. И мощность далеко не всегда оказывается в списке приоритетов. Это относится к любым массовым движкам, даже самым современным. К примеру, с внедрением катколлекторов появилась тенденция сверх необходимого растягивать фазы выпускных клапанов. Любой, кто в теме, понимает, что следствием будет неизбежное снижение мощности и увеличение расхода топлива. Зато догорающая в коллекторе смесь быстро прогревает катализатор, что для современных моторных инженеров важнее. Для инженеров 60-х была важнее эластичность, позволявшая с комфортом педалировать по полупустым и забитым несуразными ограничениями скорости советским дорогам. Тем не менее уже тогда осознавали что дорожное движение будет эволюционировать в сторону бОльших скоростей, поэтому тогдашняя конструкторская школа практиковала проектирование движков “на вырост”. Рабочий объем закладывался избыточным относительно требуемых характеристик (которые в директивном порядке спускались из министерства), чтобы оставить задел для дальнейшей форсировки, если таковая понадобится. Базовый мотор ЗМЗ-21 был таким образом “взбодрен” дважды: после двух последовательных стадий увеличения диаметров клапанов и прочих доработок получились 24д и 402 соответственно, а мощность в процессе эволюции возросла с 75 до 100 лошадиных сил. Если внимательно осмотреть впускные и выпускные каналы 402-й ГБЦ, можно заметить что в отливке оставлены места для еще одного, последнего увеличения клапанов, которое так и не было произведено. То есть если бы году этак в 90-м из министерства поступило указания освоить двигатель мощностью 120 л.с., у заводчан скорее всего никаких проблем бы не возникло — резервы еще оставались. Но министерству было уже не до того. Завод же через какое-то время сделал ставку на более прогрессивное решение (ЗМЗ-406), а 402-й так и остался “недодоенным”. Что не мешает нам его додоить самостоятельно.

— Слабый блок не выдержит возросших нагрузок.
150 сил, которые можно получить путем разумной доводки 402-го — не нагрузка. Проверено 150-сильным двухкарбовым 402-м . Тем не менее для опасливых существует блок 4022 с верхней фиксацией гильз, в котором собирали форкамерные движки. Правда мало их уже осталось.

— Система охлаждения не справится с возросшим тепловыделением.
ЗМЗ-402 на самом деле очень “холодный” движок, иллюзия обратного возникает только у тех, кто не любит следить за системой охлаждения. Вышеупомянутый 150-сильный франкенштейн со степенью сжатия 9.2 довольствуется радиатором чуть меньше штатного, причем он алюминиевый и однорядный. Единственная реальная проблема в системе охлаждения, которую конструкторы несколько упустили и которая имеет свойство усугубляться при повышении мощности — это неоднородный прогрев головы. В центре, где сидят бок о бок два выпускных клапана, головка локально перегревается, выпячиваясь горбом, и начинает тянуть из блока шпильки. А поскольку шпильки не тянутся, все заканчивается вдавливанием шайб в опорные площадки и прослаблением затяжки гаек. Что может привести к прогару прокладки если вовремя не заметить и не подтянуть. Решение проблемы — направить большую часть тосольного потока из блока в голову в район этих двух клапанов, что на “братском” Triumph TR4 сделано штатно. Мы же изменить конфигурацию тосольных каналов не можем, поэтому остается выкручиваться по месту: проковырять в соответствующем месте штатной 402-й прокладки большие дырки вместо маленьких. А для полного счастья наладить постоянный отток тосола с обоих концов головы, то есть сделать так чтобы после переключения крана печки поток не отсекался, а шел по параллельной ветке в обход радиатора. Охладжение масла? Не помешает.

5. Единственный реальный способ взбодрить 402-й — внедрить в него 100мм поршневую, превратив в 410-й.

На самом деле, если сопоставить затраты и “приход”, то увеличение рабочего объема без каких-либо дополнительных доработок — это самый неэффективный из всех возможных подходов. Какой в этом смысл если мы и штатные-то 2.5л нормально прокормить не можем? Заводская комбинация карбюратора и распредвала задает максимально достижимое наполнение цилиндра смесью на уровне только 75% от его реальной вместимости, иными словами движок из своих 2500 кубиков отрабатывает всего на 1800. Как несложно догадаться, от увеличения “горшков” диффузоры в карбюраторе больше не станут, поэтому втянуть больше смеси мы можем только на низких оборотах, пока сохраняется какой-то запас пропускной способности впускного тракта. “Верхи” же, которые дают нам мощность, будут зарублены еще сильнее: более плотный поток раньше наберет скорость и упрется в “динамический рестриктор” на меньших оборотах. Проще говоря, имплантировав в движок 100мм поршневую, мы получим трактор. “Низы” поднимутся, но в заезде на 402 метра первой скорее всего придет машина с комбинацией “402 + к-135”, т.е. с минимальными доработками, но в правильном направлении. Сожрав при этом меньше бензина.

Чтобы эти 2.9л реально поехали придется потратиться еще как минимум на распредвал и карбюратор, причем не УМЗшные, которые имеют все те же “тракторные” характеристики, а тюнинговые. Хотя вру, 4216-й вал нового образца подает надежды: по слухам он сохранил прежнюю “417-ю” широкофазность, но открывает клапана на бОльшую высоту (около 11мм). С карбюраторами дело осложняется тем, что “последовательных” моделей (где заслонки камер открываются по очереди) с нужными диффузорами в Европе просто не существует, так что любителям под настроение поэкономить бензин придется обломаться или поискать подходящую модель за океаном. А всем остальным — искать “синхронники” к-88, к-89 или Solex 38-EEIT с большими диффузорами 28-29мм. С перспективой потом потратить месяц на подбор жиклеров т.к. на моей памяти никто эти карбюраторы на 410 \ 421 еще не ставил.

6. Хороший способ повысить мощность 402-го — убрать ступеньки на стыке ГБЦ с коллектором и отполировать каналы до зеркала.

Заодно в комплекте обычно идет совет поставить фильтр нулевого сопротивления. На самом деле все три меры как минимум бесполезны (а полировка даже вредна) т.к. призваны ликвидировать сопротивление там, где его нет. Узкие места впускного тракта в штатной конфигурации — карбюратор и клапан, канал же их соединяющий имеет даже слегка избыточное сечение, если сопоставить объем цилиндра и максимальные обороты. Поэтому ступеньки в нем никакого дополнительного сопротивления не создают и сами станут узким местом не раньше чем мы ликвидируем уже имеющиеся. Возможна даже полезная функция: дополнительная турбулентность перемешивает смесь и поддерживает бензин во взвешенном состоянии, улучшая экономичность. С экономичностью же связан вред, приносимый зеркальной полировкой. Не давая никакого выигрыша в плане пропускной способности (даже если забыть об избыточности диаметра канала), она уменьшает полезную площадь испарения для выпавшего из потока бензина, который в виде жидкой пленки ползет от карбюратора вниз по трубам. В результате эта пленка успевает доползти до клапанов и в том же жидком виде попасть в цилиндры. А поскольку жидкий бензин не горит, то и полезной работы не делает, бессмысленно вылетая в трубу. Попутно, кстати, успев сделать вредную: смыть масло со стенок гильз. Вывод: даже при умеренной доводке “карб — распредвал — выпуск” трогать каналы особого смысла нет. Смысл появляется только при полноформатном запиле головы, в этом случае ступеньки выравниваются (коллектор нужно посадить на шипы, т.к. он на шпильках болтается в пределах пары миллиметров), а стенки каналов шлифуются шкуркой с зерном 80. Как показывает продувочный стенд, дальнейшее выглаживание уже не дает никакого выигрыша, в то же время поверхность остается достаточно шершавой для успешного испарения бензина.

7. ЗМЗ-402 не в меру прожорлив.

Он прожорлив как раз в меру, средний расход 12л на сотню для движка объемом 2.5 литра вполне нормален. Вопрос надо ставить по-другому: почему он не едет на свой расход? Ответ я уже приводил выше: потому что ему нечем дышать. Освободив дыхание, мы получаем требуемый прирост мощности, при этом расход остается на уровне тех же 12 литров. Совершенно серьезно.

www.drive2.ru

Особенности конструкции двигателя ЗМЗ-402

Общий вид и поперечный разрез двигателей показаны на рисунках. Двигатели рядные четырехцилиндровые, оборудованы карбюраторами и бесконтактной системой зажигания. Оба аналогичны по конструкции, но двигатель мод. 4021 дефорсированный. Блок цилиндров отлит из алюминиевого сплава. В него вставлены гильзы цилиндров, отлитые из износостойкого чугуна.

Рис. 1

В нижней части блока выполнены пять опор коренных подшипников. Крышки коренных подшипников изготовлены из ковкого чугуна и крепятся к блоку двумя шпильками. Крышки подшипников обрабатывают совместно с блоком, поэтому их нельзя менять местами. Крышка первого подшипника обработана по торцам совместно с блоком для установки двух упорных шайб для ограничения осевого перемещения коленчатого вала. На крышках 2-го, 3-го и 4-го подшипников выбиты их порядковые номера. К переднему торцу блока крепится крышка распределительных шестерен, отлитая из алюминиевого сплава, в которую вставлена манжета коленчатого вала. К заднему торцу блока крепится картер сцепления. Снизу к блоку крепится масляный картер, сверху — головка блока цилиндров. Головка блока отлита из алюминиевого сплава.

рис. 2

В ней вертикально установлены впускные и выпускные клапаны. Привод клапанов осуществляется от распределительного вала, расположенного в блоке цилиндров, через толкатели, штанги и коромысла. Ось коромысел клапанов установлена в головке блока на стойках. В головке блока с большим натягом установлены седла и направляющие втулки клапанов. В нижней части головки блока выполнены камеры сгорания. Головки блоков двигателей мод. 402 и 4021 отличаются по объему камер сгорания и высоте. Высота головки блока двигателя мод. 402 равна 94,4 мм, мод. 4021 — 98 мм. Сверху головка блока закрыта выштампованной из листовой стали крышкой. Поршни отлиты из алюминиевого сплава, донышко поршня плоское.

рис. 3

Для правильной установки поршня в цилиндр на боковой стенке у бобышки под поршневой палец отлита надпись: «Перед». Поршень устанавливают в цилиндр так, чтобы эта надпись была обращена к передней части двигателя. На каждом поршне установлены два компрессионных и одно маслосъемное кольца. Верхнее компрессионное кольцо отлито из высокопрочного чугуна. Рабочая поверхность этого кольца покрыта слоем хрома для увеличения износостойкости. Рабочая поверхность нижнего компрессионного кольца, отлитого из серого чугуна, покрыта слоем олова, что улучшает его приработку. На внутренней поверхности этого кольца есть проточка. Кольцо должно устанавливаться этой проточкой вверх, к днищу поршня. Маслосъемное кольцо состоит из четырех элементов: двух стальных дисков и двух расширителей, осевого и радиального. Рабочая поверхность дисков покрыта слоем хрома. Поршень крепится к шатуну поршневым пальцем «плавающего» типа, т.е. палец не закреплен ни в поршне, ни в шатуне. От перемещения палец удерживается двумя пружинными стопорными кольцами, которые установлены в канавках бобышек поршней. Шатуны стальные кованые, со стержнем двутаврового сечения. В верхнюю головку шатуна запрессована втулка из оловянистой бронзы. Нижняя головка шатуна с крышкой, которая крепится двумя болтами. Гайки шатунных болтов стопорятся герметиком «Унигерм–9». Крышки шатунов обрабатывают совместно с шатуном, поэтому их нельзя переставлять с одного шатуна на другой. На шатунах и крышках шатунов выбиты номера цилиндров. В стержне шатуна у нижней головки выполнено отверстие для смазывания зеркала цилиндра. Это отверстие должно быть направлено вправо в сторону, противоположную распределительному валу. Масса поршней, собранных с шатуном, не должна отличаться более чем на 12 г для разных цилиндров. В нижнюю головку шатуна устанавливают тонкостенные шатунные вкладыши. Коленчатый вал отлит из высокопрочного чугуна. От осевого перемещения вал удерживается упорными шайбами, установленными на передней шейке. В заднем торце вала есть гнездо для установки шарикового подшипника первичного вала коробки передач. К заднему концу коленчатого вала четырьмя болтами крепится маховик, отлитый из серого чугуна.

aubito.ru