Двигатель 406 (26 фото): описание карбюраторного и инжекторного мотора ЗМЗ, характеристики, вес, тюнинг, ремонт ДВС на ГАЗ, УАЗ, Волга, Газель

В качестве силового агрегата на автомобилях Горьковского автозавода уже почти 3 десятка лет применяется бензодвигатель ЗМЗ 406 Заволжского моторного завода. У мотора 2 варианта исполнения: с карбюраторной системой питания топливом и впрыском горючего с помощью форсунок – инжекторов. Спрос на двигатель не угасает и в настоящее время благодаря простой конструкции движка, его техническим характеристикам, ремонтопригодности и возможности продолжать форсирование бензомотора.

Об истории двигателя ЗМЗ 406

Четыреста шестой мотор разрабатывался на замену движков 402-й серии специально для установки на планировавшийся как правительственное авто ГАЗ 3105 Волга. Конструкция создавалась с чистого листа при оглядке на конструктив шведского двигателя с автомобиля SAAB-9000.

Хронология событий:

• вторая половина 80-х годов прошлого века – начало первых разработок;
• 1992 г. – изготовление опытных образцов;
• 1996 – мелкое серийное производство, 1997 – массовый выпуск, постановка 406-го на главный конвейер.

В конструкции мотора применены передовые для того времени схемы, технические решения: попарное устройство впускных и выпускных клапанов – на 4-цилиндровом двигателе 16-клапанный механизм. Появились электроника в системах зажигания и впрыска топлива, гидротолкатели для автоматической регулировки зазоров в клапанах. Другое новшество – 2-х вальный газораспределительный механизм (ГРМ) верхнего расположения.

Первые 10 лет выпускалась версия ЗМЗ-406 с карбюратором, позже её вытеснила инжекторная модель.

На какие автомобили ставился двигатель ЗМЗ 406

Вначале планировалось ставить 406-й мотор не только на машины Горьковского автозавода, но и легковушки ВАЗа, АЗЛК, однако планы не сбылись: основным потребителем был и остался ГАЗ. Комплектовались силовым агрегатом с движком ЗМЗ 406 следующие автомобили:

1. Легковая Волга. В период 1997-2008 г.г. – модели ГАЗ 3102, 31029, 31054 (Люкс), до 2005 года – 3110. На версию авто Volga 31105 четыреста шестой мотор ставили с 2003 по 2005 г.г.
2. Малотоннажные ГАЗели: бортовые грузовики, фургоны, микроавтобусы. Период установки – 1997-2006 годы, модели машин: 3302, 33023 Фермер, 2705, 3221, 32213, 322132. Спецмашина – «Скорая помощь» ГАЗ 32214.
3. Полноприводный Соболь. Грузовой или грузопассажирский фургон ГАЗ-2752 комплектовали 406-м двигателем с 1998 по 2006 г.

Как исключение из правила, четыреста шестой бензомотор ставили на микроавтобусы СемАР 3234 производства одноимённой компании из г. Семенов Нижегородской области, начиная с 1995 г.

Технические характеристики ДВС ЗМЗ 406

Данный двигатель имеет рядную компоновку 4-х цилиндров, продольно располагается под капотом автомобиля. Параметры 406-го мотора – в таблице.

Показатели	Значения
Объём двигателя	2,3 дм³
Система питания	Карбюратор/инжектор
Число клапанов	16
Диаметр/ход поршня	92/86 мм
Порядок работы цилиндров	1-3-4-2
Степень сжатия топливовоздушной смеси	8/9.3
Мощность	100; 110; 145 л. с.
Момент вращения коленвала	177-201 Нм
Минимальные обороты коленчатого вала в минуту	750-800
Экологичность	Евро от 0 до 3
Потребляемый бензин	АИ-80 (ранее – АИ-76), АИ-92
Расход топлива на 100 км: город/трасса/в смешанном цикле (Волга ГАЗ 31105 с механической КПП)	13,5/8,8/11,0 л
Потребление масла на 1000 км	<100 г или 0,3% от горючего
Вес двигателя (сухого со сцеплением, электрооборудованием)	185-192 кг

Привод ГРМ – цепной, есть гидрокомпенсаторы. Турбонаддув, фазорегулятор не предусмотрены.

Заявленный заводом ресурс работы 406-го двигателя до капитального ремонта – 150 тыс. км. На практике движок ходит до капиталки 200 и более тысяч.

Конструкция и особенности устройства

Управляется двигатель ЗМЗ 406 с помощью микропроцессора, которому посредством находящихся в ДВС датчиков подконтрольны системы впрыска топлива и зажигания топливовоздушной смеси. Искра инициируется двумя установленными на крышке ГБЦ (головки блока цилиндров) катушками, импульс передаётся по высоковольтным проводам к электродам свечей зажигания. Более подробно об устройстве и особенностях механической части двигателей ЗМЗ 406 инжектор и карбюраторных, их системах смазки, охлаждения и подачи топлива – в подразделах.

Блок цилиндров

Материал остова ЗМЗовского бензомотора – чугун. Внутри литой болванки расточены цилиндры, вставка гильз в проточки не предусмотрена, что существенно повышает жесткость конструкции мотора. Другие особенности блока цилиндров:

• имеется запас толщины стенок цилиндров остова для возможности сделать расточку под последующие 3 капитальных ремонта: межцилиндровое расстояние – 106 мм при диаметре отверстий 92 мм;
• в нижней части остова находятся 5 опор под подшипники скольжения для установки в них коленчатого вала;
• высота блока от оси коленвала до верхней плоскости – 299 мм;
• сверху на остов мотора устанавливается ГБЦ.

Головка – алюминиевая, двухвальная: кулачковые распределительные валы ГРМ ставят отдельно для впускных и выпускных клапанов. Коллекторы впуска и выпуска располагаются по обе стороны ГБЦ.

В конструкции уменьшена длина хода поршня (86 мм при Ø92), что позволило увеличить степень сжатия до 9,3 с одновременным ростом КПД двигателя.

Кривошипно-шатунный механизм

Состоит как из неподвижных частей – блока цилиндров с подшипниками, ГБЦ, так и подвижных элементов: коленчатый вал с маховиком, шатуны, поршневая группа деталей. Весь кривошипно-шатунный механизм (КШМ) находится внутри блока цилиндров и характеризуется такими данными:

	1. Коленвал – чугунный, с 8-ю противовесами. Размеры шеек: коренных – Ø62, шатунных – Ø56 мм.
	2. Маховик – из серого чугуна, к фланцу коленвала крепится 6-ю болтами. По окружности колеса напрессован зубчатый обод для стартерного запуска мотора. К другому торцу маховика крепится сцепление.
	3. Шатуны – стальные, с коленвалом скрепляются разъёмной нижней головкой через вкладыши скольжения. В сечении детали – двутавр, верхняя часть – неразъёмная.
	4. Поршни – литые из алюминия, в цилиндрах каждый уплотняется 2-мя компрессионными кольцами и одним маслосъёмным. С шатунами скрепляются 4-мя поршневыми пальцами: по 1 на соединение.

Энергия от сгорания топлива, преобразованная с помощью КШМ в крутящий момент на коленвалу двигателя, через сцепление передаётся от маховика первичному валу коробки передач.

Система смазки

Смазывающая гидросистема комбинированная. Под напором от насоса масло подаётся по внутренним каналам в блоке, ГБЦ, коленвале к втулкам и подшипникам механизмов, поршневым пальцам, гидротолкателям, а остальные точки смазываются разбрызгиванием.

Состав системы смазки ЗМЗ 406 инжекторного и карбюраторного одинаковый:

1. Масляный картер и гидросеть из протоков и оборудования. Вместимость смазывающей жидкости, включая полнопоточный фильтр – 6 л.
2. Односекционный насос – шестерёнчатый, с редукционным клапаном, маслоприёмником. В действие приводится от промежуточного вала ГРМ с цепной передачей.
3. Указатель уровня масла в поддоне катера. Представляет собой вставляемый в отверстие блока цилиндров металлический стержень с метками: «П» – верхний, «О» – нижний уровни. Нормативное количество масла – вблизи, но не выше отметки П.
4. Радиатор охлаждения масляный – имеется не на всех моделях линейки.

Зимой в моторы ЗМЗ 406 рекомендуется заливать синтетику, летом – полусинтетику вязкостью по SAE 5W-30(40), 10W30(40), 15W-40, 20W-40.

Присутствие в конструкции ДВС гидрокомпенсаторов обязывает водителя применять только качественные масла.

Система охлаждения

Охлаждающая гидросистема работает в замкнутом цикле с принудительной циркуляцией жидкости по малому контуру, а по достижении нужного нагрева – по большому кругу, включающему теплообменный радиатор мотора. Тосол или иной антифриз прокачивается через водяную рубашку блока цилиндров, ГБЦ, теплообменник с помощью водяной помпы. Особенности системы охлаждения ЗМЗ 406:

• переключение с малого контура при прогревании ДВС на большой охлаждающий круг производится с помощью клапана термостатом TC 107-01;
• помпа установлена в передней части блока цилиндров, оснащена многоручьевым шкивом для поликлиновой ремённой передачи усилия вращения от коленвала;
• в гидросхему включён отопитель салона, объём тосола в системе ~ 10 л;
• вентилятор радиатора запускается в работу по необходимости от датчика ТМ-108 92-87.

Диапазон рабочих температур двигателя в большом контуре – 92º…99ºС. По малому кругу тосол циркулирует до 90ºС.

Система подачи топлива

Двигатель ЗМЗ 406 изначально комплектовался микропроцессорным электронным зажиганием, но топливная система на ГАЗелях 1996 года оставалась с карбюраторным впрыском. С завода устанавливался карбюратор модели К151Д, позже система подачи топлива в 406-м моторе применялась только инжекторная. Карбюраторные модели ДВС находятся в эксплуатации и сегодня: отличаются простотой устройства, надёжностью, возможностью самостоятельно отремонтировать движок.

Топливное оборудование за пределами мотора стандартное – бензобак, топливопроводы, фильтры. Инжекторная подача топлива включает такие устройства:

• впускной коллектор с ресивером и дросселем с тросовым приводом;
• индивидуальные форсунки по 1 на цилиндр, управление впрыском – электронное;
• электробензонасос, регулятор давления топлива обеспечивают нужное давление в распылителях.

Разрежение в ресивере может изменяться, но напор на форсунках поддерживается на уровне 3 кг/см².

Модификации мотора ЗМЗ 406 (инжектор, карбюратор)

Версии двигателя отличаются системой питания топливом, камерами сгорания, иными важными показателями. Модификации ЗМЗ 406 с техническими характеристиками – в таблице.

Обозначение модели	Мощность, л. с.	Момент вращения, Нм	Вес, кг	Примечания
4062.10i (инжектор)	145	201	187	Сжатие – 9,3
40621.10i	−”−	−”−	−”−	Евро 2
4063.10 карбюратор	110	186	185	Сжатие – 8
4061.10	100	177	185	−”−

Инжекторные модели приспособлены под потребление бензина АИ-92, карбюраторные – под снятый с производства АИ-76 или современный АИ-80. Часть деталей моторов взаимозаменяемы, за исключением поршней и ГБЦ. На базе 406-го мотора созданы современные линейки бензомоторов 405-й, 409-й серий, автодизель под индексом 514.

Двигатели ЗМЗ 406 всех модификаций выпускаются в различной комплектации: для автомобилей рядового исполнения и повышенной комфортности. Моторы могут быть с оснащением шкивом под 2 поликлиновых ремня для авто с кондиционером, гидроусилителем руля, а также кронштейном ГУР, бензопроводом под быстросъёмные соединения.

Различия в карбюраторных и инжекторных ЗМЗ 406

Карбюраторному ДВС характерны следующие особенности: внутри корпуса приготавливается топливовоздушная смесь, которая за счёт разрежения во впускном тракте засасывается в цилиндры: впрыск горючего нерегулируемый. Топливный прибор не подключен к электронике, не оснащён датчиками управления. Бензин сжигается в количестве, определяемом оборотами двигателя, что нерационально.

 

Мотор 406 с инжектором вместо карбюратора оснащается электромагнитными форсунками, которыми управляет микропроцессор посредством расположенных в разных частях мотора датчиков. Количество впрыскиваемого в камеры сгорания бензина регулируется процессором с учётом не только числа оборотов коленвала, но и других факторов, что приводит к сокращению расхода топлива.

Другие отличия. Ручное управление дроссельной заслонкой из кабины машины с карбюратором, разная конструкция поршней и ГБЦ. Возможность регулировать угол опережения зажигания в инжекторной версии, что уменьшило вероятность детонации топлива, повысило надёжность в сравнении с карбюраторным мотором.

Неисправности и ремонт двигателя

Неполадки с любым мотором случаются по разным причинам, важно своевременно устранять сбои в работе силовой установки, чтобы не допустить большей поломки. Частые неисправности и способы восстановить работоспособность ЗМЗ 406 – в таблице.

Признаки	Ремонт
Мотор не запускается	Проверить исправность свечей, катушек зажигания, дефектные – заменить Если нет подачи топлива, удостовериться в работоспособности топливного насоса, прочистить форсунки
Провалы тяги, неустойчивые обороты холостого хода	Причина – в отслуживших свой срок катушках зажигания, их следует обновить Сбой в работе микропроцессора – исправить
Перегрев мотора	Не допускать падения уровня масла, антифриза в гидросистемах ниже средней отметки, следить за чистотой радиатора. Заменить термостат, если обозначенные показатели в норме

Неполадки в работе двигателя возникают также по причинам неисправных датчиков, а после пробега автомобилем 50 тыс. км начинают стучать гидрокомпенсаторы, требующие замены.

Обслуживание

Поддержание мотора в исправном состоянии осуществляется водителем перед каждым выездом со стоянки осмотром двигателя в целом, проверкой и доливкой уровней расходных жидкостей в системах смазки, охлаждения.

Более углублённо производится диагностика неполадок в силовом агрегате при регулярных технических обслуживаниях, проводимых через определённое количество пройденных машиной километров:

• 2,5-3 тыс. км – замена моторного масла заводской заливки после обкатки нового или откапиталенного двигателя;
• 10±2 тыс. км – интервал последующих обновлений автомасла, масляного фильтра и воздушного;
• 30 тыс. км или через 2 года эксплуатации – заменять антифриз, свечи зажигания;
• 50 тыс. км – время обновления катушек зажигания, высоковольтных проводов, топливного фильтра, ремня генератора, прокладки клапанной крышки;
• 70 тыс. км – периодичность замены гидрокомпенсаторов, причем одновременно всех, полным комплектом.

Ресурс цепи в приводе ГРМ рассчитан на пробег 100 тыс. км, но проверять состояние цепной передачи следует через 30-50 тысяч, а заменять приводной узел – после наезда нормативных 100000 км.

Варианты тюнинга

Целей усовершенствования заводской конструкции 406-го мотора ЗМЗ – две: повысить мощность или снизить расход топлива, а ещё лучше, если достичь двойного результата. В отношении карбюраторной версии двигателя применяют замену штатного карбюратора К151Д более прогрессивным прибором марки Солекс или переход на инжекторную схему подачи топлива. Способы улучшить у двигателя ЗМЗ 406 характеристики такие:

	Установка прямого воздухофильтра взамен стандартного, вывод заборного патрубка за рамки моторного отсека, что позволяет использовать более плотный холодный воздух
	Замена штатных распредвалов валами конструкции ОКБ;
	Шлифовка впускных и выпускных каналов в ГБЦ, увеличение сечения выхлопной трубы с 38-55 мм до 63.

Ставить турбонаддув на моторы ЗМЗ 406 для малотоннажных грузовиков, микроавтобусов нецелесообразно из-за увеличения расхода топлива, но такой способ тюнинга также возможен. Потенциал повышения мощности – 200-250 л. с.

Стоимость двигателя

Серийно ЗМЗ 406 уже не выпускается, но объявлений в интернете о продаже моторов как с карбюратором, так и с инжектором достаточно много. Цены зависят от состояния двигателя, его комплектации, региона продажи:

• снятые при ремонте авто бензомоторы в зависимости от пробега могут стоить от 25-30 тысяч без навесного оборудования до 40-50 с полной навеской;
• моторы после капремонта продаются за 60-100 тыс. руб.;
• новые двигатели в заводской комплектации, собранные из запчастей предлагаются с документами, гарантийными обязательствами по цене от 120 до 220 тысяч.

Главные достоинства бензомоторов ЗМЗ 406 – надёжность, высокий КПД, возможность обслуживания ДВС своими силами, доступность и умеренная цена запчастей. При выполнении рекомендаций завода-изготовителя по эксплуатации мотора, надлежащем уходе за техникой ресурс пробега оснащённого 406-м мотором автомобиля может достигать 300 и более тыс. км.

С какими поломками ДВС 406 вы сталкивались?