Двигатель 402 ЗМЗ: устройство, схема и характеристики

Под обозначением ЗМЗ-402 скрывается целая линейка силовых агрегатов, выпускаемая Заволжским моторным заводом. Эти бензиновые 4-цилиндровые двигатели установлены преимущественно на легковые автомобили «Газель», «Волга». Можно найти информацию об их применении на микроавтобусах «Латвия» и некоторых моделях Ульяновского автозавода.

История развития двигателя

На автомобили двигатель 402 начали устанавливать с 1958 года. В то время он имел другое обозначение — ЗМЗ-21А и ЗМЗ-24Д, но это был всё тот же мотор. Прототипом служила еще более ранняя модификация, над которой конструкторы трудились в 1954-1955 годах. Тогда это был совершенно новый вариант двигателя для автомобиля ГАЗ-56, который даже не вышел с конвейера. 402-м агрегат стал именоваться только в 1980 году.

Основными представителями линейки 402 являются:

• ЗМЗ-402.10 как основной базовый вариант под бензин марки АИ-92.
• ЗМЗ-4021.10, потребляющий топливо А-76.
• ЗМЗ-4022.10, имеющий зажигание нового типа, так называемое форкамерно-факельное.

В процессе эксплуатации двигателей 402.10 часто старались использовать более дешёвое топливо. Для этого силами автовладельцев двигатель переделывался под бензин с меньшим октановым числом. Что касается флагмана 402 линейки – ЗМЗ-4022.10, есть мнения, что идея форкамерно-факельного зажигания была взята у японских коллег фирмы Honda.

С 1996 года появился младший и более современный собрат 402 – ЗМЗ-406. Какое-то время обе линейки устанавливались на автомобили горьковского автозавода. Сейчас двигатель 402 можно встретить только в запчастях.

Описание и технические характеристики

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».

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.

Составные части

Блок цилиндров 402 двигателя и верхняя часть картера представлены одной деталью и выполнены из высокопрочного алюминиевого сплава. Чугунные цилиндры представлены съёмными гильзами. Для крепления головки блока по верхней поверхности предусмотрены 10 «бобышек». Внизу блок двигателя разделен перегородками на 4 части. В них располагаются коренные подшипники коленвала.

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.

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.

На техническом обслуживании двигателю автомобиля уделяется особое внимание. Через 20 тыс. км рекомендовано производить протяжку головки, а также регулировку зазоров клапанов.

Техническое обслуживание

Чтобы 402 двигатель, «Газель» это или «Волга» — не важно, работал долго и эффективно, необходимо производить своевременное техническое обслуживание. Двигатель, как уже можно было убедиться, не имеет сложной электронной начинки и не требует высококвалифицированного обслуживания. На какие моменты следует обратить особое внимание?

1. Как уже было сказано, каждые 20 тысяч нужно протягивать головку к блоку. Это объясняется естественным сминанием прокладки ГБЦ. При этом гайки протягиваются от середины к концам головки и обязательно на остывшем двигателе. Горячий двигатель – это горячие блок и головка и, естественно, немного меньший зазор между ними. Кроме этого, рекомендуется сначала просто закрутить гайки, а вторым приёмом сделать контрольное затягивание с заданным моментом силы.
2. Обязательно осматривается, и если ослаблена, затягивается крышка ГРМ. Болты крутятся, начиная с середины. Проверяются зазоры между клапанами.
3. При увеличении расхода двигателя и уменьшении мощности следует обратить внимание на отложениях внутри камер сгорания. Это случается чаще на изношенных двигателях, когда масляные кольца пропускают много масла. Лучше всего в таком случае снять головку и произвести очистку от нагара. Не забываем, что если головка снимается – обязательно притираются клапаны.

Тюнинг 402 двигателя

Учитывая возраст двигателя и современные возросшие потребности, можно понять, почему многие умельцы стараются усовершенствовать двигатель. «Волга-402» — достаточно старая модификация, хочется ее обновить. Что же можно сделать? Увеличение мощности — вот то, в чем нуждается 402 двигатель. «Газель» и «Волга» от этого значительно выиграют. Есть несколько вариантов такого тюнинга.

Один из них – это расточка блока под гильзы большего диаметра. Если родной 402 блок имеет гильзы 92 мм в диаметре, то расточенный – все 100 мм, точно как на современном УМЗ-4216. При этом новые гильзы также ставятся 100-мм размера. Основной минус такого апгрейда — в ухудшении теплового режима блока цилиндров. Ведь стенки стали тоньше на величину проточки. А это целых 4 мм.

Ещё в одном варианте прирост мощности обеспечивается шлифовкой головки блока. При этом увеличивается степень сжатия, что позволяет перейти на бензин с более высоким октановым числом. Также можно увеличить диаметр выхлопной трубы и немного расширить выпускной коллектор. Всё это даст необходимые плюс 5-10 л. с.

Самым заметным увеличением мощности – до плюс 30 л. с. – является замена карбюратора инжектором. Правда, это довольно хлопотная и недешевая процедура.

Другие способы повысить мощность

Более простыми, но от этого не менее эффективными вариантами будет:

• проточка маховика;
• замена стандартной поршневой на облегченную;
• увеличение диаметров клапанов;
• замена стандартного карбюратора К-151 на более современные аналоги;
• новый тюнинговый распределительный вал;
• установка более дорогих и качественных свечей от иномарки с заменой высоковольтных проводов;
• использование в системе смазки только синтетического или полусинтетического масла;
• перенастройка выпускной системы.

Подводя итог, можно отметить, что двигатель ЗМЗ-402 повышается в мощности различными способами. При этом автомобиль с таким мотором никогда не будет гоночным. Это, в первую очередь, надёжный и тяговитый агрегат для рабочих лошадок.

Возможные неисправности

Рассмотрим возможные варианты основных проблем работы ГАЗ-402, двигатель которого уже не нов и имеет проблемы.

1. Не запускается. Причин этому может быть множество. Из основных – это проблемы карбюратора и топливной системы.
2. Неустойчивые обороты, плохой холостой ход. Опять же проблема, скорее всего, в карбюраторе либо неправильные зазоры в клапанах.
3. Перегрев двигателя. Здесь внимание уделяется системе водяного охлаждения. Это термостат, водяной насос и радиатор.
4. Расход масла. В этом случае сначала проверяются уплотнения, а потом масляные кольца и сальники клапанов.
5. Стук в двигателе. Чаще всего эта причина устраняется только солидным ремонтом двигателя.

Ремонт 402 двигателя

При любой эксплуатации двигатель 402 раньше или позже начинает давать сбои. Не стоит этого бояться. Нет вечных механизмов, а есть хорошие специалисты и большой ассортимент запасных частей. При этом не обязательно ждать неестественных для агрегата стуков. Показанием к ремонту служит простое увеличение расхода масла и топлива. У ГАЗ-3110 двигатель 402, к примеру, должен иметь расход бензина в городской черте около 13,8 литра на 100 км.

Что может понадобиться для нормального капитального ремонта двигателя? На замену идут: комплект прокладок, клапаны, втулки клапанов, поршневые кольца, а иногда и поршневая в сборе. Всегда шлифуется головка.

Если ремонт производится своими силами, затратной частью будет покупка разных приспособлений и материалов. Это динамометрический ключ, притирочная паста, оправка для поршневых колец, развёртка на 9, рассухариватель клапанов, шарожки, паронит и хороший очиститель.

Особенности зимней эксплуатации

Двигатель ЗМЗ-402 достаточно прост в эксплуатации летом. При подготовке его для зимы следует в первую очередь проверить все технические жидкости. Это моторное масло, охлаждающая, тормозная и жидкость омывания стёкол. Масло следует поменять на полу- или полную синтетику. В систему охлаждения залить антифриз с необходимой температурой замерзания.

Слабым звеном зимних поездок является карбюратор. Его необходимо настроить определенным способом. Настройка производится на горячем двигателе. Холостой ход устанавливается специальным винтом. После настройки важно попрактиковаться с работой открывания-закрывания воздушной заслонки карбюратора.

В заключение

402 двигатель является качественным продуктом Заволжского моторного завода. Прошло больше полувека, а он до сих пор продолжает радовать некоторых автовладельцев. Простота в эксплуатации, большой выбор комплектующих и недорогое обслуживание определили популярность агрегата на долгие годы.

ЗМЗ-402. Снятие коллекторов.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ
Снимаем карбюратор (см. Снятие карбюратора).

Ослабив хомут, отсоединяем от коллектора шланг вакуумного усилителя тормозов…

…а от клапана рециркуляции — шланг термовакуумного включателя.

Ключом “на 17” отворачиваем четыре гайки крепления к коллекторам приемных труб.

Торцевым ключом или головкой “на 13” ослабляем крепление приемных труб к кронштейну под днищем автомобиля и опускаем их вниз.

Ключом “на 13” отворачиваем две гайки и снимаем с коллектора экран подогрева воздуха.

Головкой “на 17” отворачиваем шесть гаек крепления и снимаем впускной коллектор, объединенный с выпускным коллектором 1 и 4 цилиндров.

А затем снимаем выпускной коллектор 2 и 3 цилиндров.

Между коллекторами и головкой блока установлена прокладка.

Ключом “на 14” отворачиваем четыре гайки…

…и разъединяем впускной и выпускной коллекторы.

Между ними также установлена уплотнительная прокладка.

Особенности конструкции автомобильного двигателя ЗМЗ-402

Автомобильный двигатель ЗМЗ-402 – одна из самых известных моделей, использовавшаяся на многих машинах ГАЗ, включая широко распространенные ГАЗ Соболь и ГАЗ Газель.

Он начал выпускаться более сорока лет назад, но его конструкция оказалась настолько успешной, что ГАЗ с таким двигателем выпускались вплоть до 2000 г. И хотя сейчас этот мотор можно обнаружить разве что в запчастях, во многих автомобилях он до сих пор стоит, пусть и не отвечает современным требованиям к мощности.

Конструкция и устройство двигателя ЗМЗ-402

В серию ЗМЗ-402 входили три вида: 402.1, 402.2 и 402. Различаются они по уровню сжатия топливной смеси, который в зависимости от типа находится в промежутке от 6,7 до 8,2.

Это простые в использовании моторы, использующие бензиновое топливо. В них установлен карбюратор и по четыре цилиндра в ряду.

Для увеличения герметичности блок цилиндров и верхняя сторона картера представляют собой единый компонент, отлитый из высокопрочного алюминиевого сплава и покрытый специальным составом.

По нижней стороне блок перегородками делится на четыре сектора, в которых размещены коренные подшипники коленчатого вала, крышки которых отлиты из ковкого чугуна. Их расточка происходит вместе с блоком, и ставить крышки на другое место нельзя. Для удобства на них выгравированы порядковые номера.

На передней части блока расположена алюминиевая крышка газораспределительного механизма. Сзади блока размещен картер сцепления.

Блок и головка цилиндров не нуждаются в особом уходе, кроме удаления скопившейся пыли и подтяжки резьбовых соединений.

Задний сальник является слабым местом двигателя ЗМЗ-402. Веревка, пропитанная графитовым составом, не рассчитана на эксплуатацию при высоких (более трех тысяч) оборотах коленвала. При недостатке смазки мотор просто ломается.

Простота конструкции позволяет ремонтировать и модифицировать мотор своими руками, без обращения к специалистам. Недостатком является высокая возможность перегрева при интенсивной эксплуатации.

Устанавливался двигатель ЗМЗ-402 на следующие машины:

• ГАЗ 2410;
• ГАЗ 3102;
• ГАЗ 31029;
• ГАЗ 3110;
• ГАЗ 31105;
• ГАЗ Соболь;
• ГАЗ Газель;
• некоторые модели УАЗ;
• микроавтобусы «Латвия».

Технические параметры ЗМЗ-402

Технические характеристики двигателя ЗМЗ-402:

• Четыре цилиндра с двумя клапанами на каждом.
• Ход поршня составляет 92 мм.
• Диаметр цилиндра – 92 мм.
• Очередь действия цилиндров: 1-3-4-2.
• В качестве системы питания установлен карбюратор.
• Расход масла на 1000 км равен 100 гр.
• Мотор имеет массу 181 кг.
• Крутящий момент равен 182/2500 Нм/об. мин.
• Мощность мотора составляет 100 л. с. на 4500 оборотов в минуту.
• Рабочая температура мотора составляет приблизительно 90 градусов.
• Замену масла нужно проводить каждые 10000 км.
• Ресурс мотора составляет 200 тысяч километров.
• Объем двигателя – 2445 см 3 .

Автомобили ГАЗ с двигателем ЗМЗ-402 меньше загрязняют окружающую среду, так как в моторе предусмотрена система рециркуляции выхлопных газов.

Расход топлива

Большим недостатком машин ГАЗ с двигателем ЗМЗ-402 является избыточный расход топлива. На сто километров у автомобиля ГАЗ с таким мотором уйдет 13 литров. Связано это с устаревшими технологиями, использованными при его создании.

Настройка карбюратора при подаче топлива была произведена некорректно, в результате автомобили с таким мотором расходовали избыточное количество топлива и неровно работали на холостых оборотах.

Исправляется этот недостаток заменой карбюратора от другой подходящей машины, например, от «Жигулей».

Критерии выбора моторного масла

Заливать в двигатель ЗМЗ-402 рекомендуется только минеральное масло. Другие типы смазки испортят машину. Герметик, применяемый в двигателе, является простой веревкой, пропитанной графитовым составом. Синтетические и полусинтетические масла, попав на герметик, разъедают его.

Если хочется использовать синтетическое и полусинтетическое моторное масло, целесообразнее провести тюнинг двигателя.

Тюнинг для двигателя ЗМЗ-402

Двигатель ЗМЗ-402 уже довольно старый и для современного водителя он кажется маломощным. Решить эти проблему можно несколькими способами:

• установить новый распределительный вал;
• поменять поршень на облегченный;
• повысить диаметр клапанов;
• применять только синтетические или полусинтетические масла в качестве смазки;
• поставить свечи и высоковольтные провода от иномарок;
• перенастроить выхлопную систему;
• установить более современный карбюратор;
• осуществить проточку маховика.

Другой способ повысить мощность ЗМЗ-402 – расточить блок под гильзы. Для стандартной вариации нужны гильзы диаметром 92 мм, после расточки подойдут даже 100 мм. Но такой тюнинг имеет и недостаток: в блоке цилиндров нарушится температурный режим. Кроме того, у машины повысится расход топлива, который и так слишком большой.

Увеличить количество л. с. можно, отшлифовав головку блока. При таком способе возрастает уровень сжатия, в дальнейшем можно заливать в машину топливо с повышенным октановым числом. Дополнительно улучшить производительность поможет расширение выхлопной трубы и выпускного коллектора.

Если нужно значительно повысить эффективность мотора, то самым эффективным вариантом будет установка инжектора вместо карбюратора. Так можно добиться увеличения мощности на 30 л. с. К недостаткам способа относится его трудоемкость и дороговизна.

Независимо от способа тюнинга, автомобиль с двигателем ЗМЗ-402 никогда не превратится в гоночный. Все вышеперечисленные изменения влияют только на сопротивление движущихся деталей, которое в изначальной конструкции и так невысокое. Это надежная и эффективная модель, предназначенная для автомобилей малой грузоподъемности.

Видео по теме: ЗМЗ-402 — ремонт и доработка двигателя