ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ ДВИГАТЕЛЕЙ СЕМЕЙСТВА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО КЛАССА 3

Двигатель ЗМЗ-406 рабочим объемом 2,3 литра в России весьма популярен, широко распространен. С учетом пожеланий отечественных потребителей на его основе созданы варианты увеличенного рабочего объема - 2,5 л (ЗМЗ-405) и 2,7 л (ЗМЗ-409). При разработке новых моделей моторный завод стремится унифицировать конструкции, поэтому в них немало общих деталей. Но есть и отличия. В последнее время двигатели претерпели ряд изменений, связанных с введением более жестких экологических норм - Евро III. О них мы и расскажем. Внешние скоростные характеристики двигателей представлены на графиках. Напомним, что двигатель 40525.10 предназначен для «Волги», 40524.10 - для «Газели», «Соболя», 40904.10 - для современных автомобилей УАЗ.

• Блок цилиндров усиленной конструкции из чугунной заготовки высокого качества с повышенной точностью обработки
• Головка цилиндров с креплением к крышке цепи и с повышенной точностью обработки
• Двухслойная металлическая прокладка головки цилиндров
• Болт головки цилиндров увеличенной длины
• Конструкция поршней без термовставки, с уменьшенными высотами жарового пояса, юбки и поршневых
  колец
• Экранированный выпускной коллектор из высокопрочного чугуна
• Двухслойная металлическая прокладка выпускного коллектора
• Модуль пластмассовой крышки клапанов с элементами крепления индивидуальных катушек зажигания,
  оптимизированными конструкциями маслоотделителя и маслозаливной горловины и интегрированным
  клапаном разрежения
• Металлическая прокладка масляного картера с рифленой окантовкой из эластомера
• Автоматический натяжитель ремня привода вспомогательного оборудования
• Водяной насос с полостью для улавливания утечек охлаждающей жидкости и новой конструкцией
  сальника

 У двигателя 406 диаметр цилиндра 92 мм против 95,5 мм у 405-го. Старый, до введения норм Евро III, блок405 легко «узнать» по характерным поперечным прорезям-щелям шириной 2 мм в системе охлаждения между цилиндрами. Они улучшали теплоотвод от стенок цилиндров, однако снижали жесткость верхней «плиты» блока. При затяжке болтов крепления головки дополнительно деформировались стенки цилиндров, создавая проблемы, которых двигатель 406, имеющий выполненные в литье протоки между цилиндрами (за счет большей величины межцилиндровой перемычки - 14 мм против 10,5 мм), не знал! Забегая вперед, скажем, что эта конструкция, к счастью, оказалась временной: найдя более удачное решение, от прорезей отказались.

С января 2008 г. для автомобилей ГАЗ и УАЗ завод начал выпускать двигатели, отвечающие нормам токсичности Евро III. Среди них двигателя 406 уже нет, на конвейеры автозаводов поставляются только двигатели 405 и 409. Блок цилиндров у них единый. Внешне он отличается от прежнего 406-го формой отверстий системы охлаждения между цилиндрами: у старого они круглые, у нового напоминают треугольники со скруглениями. Для снижения расхода масла на угар у нового блока изменены параметры плосковершинного хонингования цилиндров (глубина, ширина и углы наклона рисок). К заднему торцу блока шестью болтами М6 крепится крышка с резиновой манжетой, уплотняющей цапфу коленвала. Для установки картера сцепления есть два центрирующих штифта и шесть резьбовых отверстий М10.

Совершенствуя двигатель, конструкторы совместно с технологами сумели доработать блок цилиндров и усовершенствовать процесс литья - в блоке 405 (назовем его новым) также удалось сделать протоки в отливке между цилиндрами (показаны стрелками). От этого выиграла жесткость блока, а изменения, внесенные в крепление головки цилиндров, - более глубокие резьбовые отверстия в блоке, удлиненные болты, новая прокладка (см. ниже) - позволили обеспечить более точную, с меньшими деформациями, геометрию цилиндров в зоне работы поршневых колец. В нижней части блока видны приливы, которые совместно с крышками коренных подшипников образуют опоры коленчатого вала. Крышки изготовлены из высокопрочного чугуна, каждая крепится двумя болтами М12х1,25.

Блок цилиндров дет. 405.1002010-30

Модернизированный блок цилиндров из чугунной заготовки высокого качества с повышенной точностью обработки позволяет снизить величину эксплуатационных деформаций цилиндров. Увеличение длины резьбовых колодцев
КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ
Отсутствуют прорези между цилиндрами Введены следующие изменения:
•Увеличена длина резьбовых колодцев
под болты головки цилиндров;
•Отсутствуют прорези между цилиндрами

Головка блока цилиндров всех двигателей ЗМЗ Евро II была единая. С введением требований Евро III она доработана, с прежней невзаимозаменяема. Исключены каналы системы холостого хода – ее функции выполняет электронно-управляемый дроссель. В передней части головки есть два отверстия для крепления крышки цепи, а с левой стороны – две бобышки с резьбовыми отверстиями для крепления кронштейнов ресивера впускной системы. Оптимизируя
конструкцию головки, ее массу снизили на 1,3 кг.

Головка цилиндров
дет. 40624.1003010

Конструкция головки цилиндров оптимизирована под установку металлической
прокладки головки цилиндров и крепление впускной системы.
Изменения:
•Введены две бобышки крепления кронштейнов ресивера;
•Введены бобышки крепления головки цилиндров к крышке цепи;
•Отсутствует распределительный канал холостого хода 

Прокладка головки цилиндров
дет. 40624.1003020

Металлическая многослойная прокладка является необходимым элементом для

достижения выполнения перспективных экологических норм.

Прежнюю прокладку головки блока из безасбестового армированного материала с металлическими окантовками уплотнения цилиндров сменила металлическая, фирмы Elring Klinger - двухслойная, с пружинящими «зигами», обеспечивающими уплотнение газовых стыков, каналов систем смазки и охлаждения. Эта прокладка предназначена для двигателей 405 и 409 под нормы Евро III. В сжатом, рабочем состоянии ее толщина 0,5 мм против 1,5 мм у прежней, мягкой прокладки. Современная более термостойка и к тому же позволяет надежно герметизировать соединение головки и блока цилиндров при меньшем моменте затяжки болтов по сравнению с прежним. А это тоже уменьшает деформацию цилиндров. В прокладке есть два дополнительных отверстия под болты крепления крышки цепи к головке. С прокладками для двигателей Евро II она невзаимозаменяема.

По сравнению с мягкой асбостальной прокладкой двухслойная металлическая

прокладка имеет следующие преимущества:

•Больший уплотняющий потенциал, механическую и термическую стойкость;

•Широкие возможности по конструкции;

•Меньшая потеря восстанавливаемости;

•Меньший момент затяжки болтов головки цилиндров;

•Меньшая деформация деталей двигателя

Болт головки цилиндров
дет. 40624.1003050

В связи с увеличением длины резьбовых колодцев увеличена длина болта
головки цилиндров на 25 мм (с 103 мм до 127 мм). Также отсутствует винтовая
канавка на теле болта.

• Резьба: М14х1,5-6h;
• Длина: 127±1 мм;
• Размер внутреннего
шестигранника: 12 мм

Переход на управление двигателем с электронным дросселем позволил избавиться от ряда деталей. Среди них регулятор холостого хода с воздушными патрубками, дроссельный патрубок с датчиком положения заслонки, а также шланги для подогрева дроссельного узла от системы охлаждения. На снимке показано, что представляла собой эта конструкция!

Так как при электронно-управляемой системе холостого хода традиционный регулятор холостого хода не нужен, ресивер системы впуска воздуха избавился от резьбовых отверстий для крепления регулятора и кронштейна троса механического привода дроссельной заслонки. Для снижения уровня вибраций и шума системы впуска воздуха на ресивере сделали приливы для крепления кронштейнов, связывающих ресивер с головкой цилиндров. В зависимости от модели двигателя применяют разные дроссели – фланцы ресиверов для их крепления также различны. Для двигателей 40524 и 40525 – три точки крепления дросселя, для 40904 – четыре.

Поршневой комплект
дет. 40904.1004013

Поршни без термовставки; с объемом камеры сгорания, компенсирующим уменьшение высоты
прокладки головки цилиндров, уменьшенными высотами жарового пояса, юбки и поршневых
колец.
Уменьшение высот жарового и уплотняющего поясов обеспечивает уменьшение потерь энергии
на трение в паре «поршень-цилиндр» и снижение инерционной массы движущихся элементов.

Крышка цепи
Крышка цепи имеет элементы крепления автоматического механизма натяжения
ремня и головки цилиндров. дет. 40624.1002062

В крышке цепи для двигателя 40524,40525 и 40904 под нормы Евро III, в отличие от предшественников 406,405 и 409, появились два дополнительных отверстия для крепления головки блока цилиндров. Кроме того, она получила обработанную площадку для установки автоматического натяжителя фирмы Litens ремня привода вспомогательных агрегатов. Узел рассчитан на пробег 150 тыс. км.