Двигатель ЗМЗ Ремонт, характеристика, проблемы, тюнинг

Перечень модификаций ДВС

Для двигателя ЗМЗ 405 разработано пять модификаций. Первая версия — 4052.10 появилась в 2000 году. Базой стал 406 мотор. Основу доработали сначала до соответствия экологическим требованиям Евро-2, а затем до Евро-3 и 4. В 2013 году появилась новая модель мотора с турбодвигателем под обозначением 4054.10.

Инжектор

Все модели двигателя ЗМЗ 405 оснащены инжектором. Модификации различаются мощностью, требованиями к экологическим нормам и адаптированностью к классу машин:

  1. 4052.10 ставится на «Волги». Мощность мотора составляет 152,5 л.с., крутящий момент — 210Нм. Отвечает классу Евро-2. Оснащён ЭБУ Микас;
  2. 40522.10 — аналогичен базовому варианту, но адаптирован под установку на грузовики и микроавтобусы «ГАЗель» и «Соболь»;
  3. 40524.10 доработан для «ГАЗелей» и «Соболей» под класс Евро-3 и 4. Мощность ДВС — 140,5 л.с., крутящий момент — 214Нм. Для улучшения вентиляции в конструкцию включили клапана, которые поддерживают постоянное разрежение в картере. Также добавлена электронная педаль газа E-Газ;
  4. 40525.10 устанавливают на «Волгу» класса Евро-3 массой до 2,1 т.Мощность двигателя составляет 143,8 л.с., крутящий момент — 213,5Нм;
  5. 4054.10 оснащён бензиновым турбонагнетателем и охладителем воздуха. Мощность мотора — 195 л.с., крутящий момент — 343Нм. Размер цилиндра уменьшили до 92 мм, ход поршня стал больше — 94 мм. Двигатель устанавливают в спецавтомобили армейского назначения и служб безопасности.

Карбюратор

Среди моделей двигателя ЗМЗ 405 карбюраторы не встречаются. Однако, предшественник, 406 мотор, был карбюраторным. Прототипом для разработки стал шведский движок SAAB. Двигатель был в производстве с 1997 по 2008 год.

ЗМЗ 406 — бензиновый 4 цилиндровый 16 клапанный ДВС, построен по схеме DOHC с двумя распредвалами. Объём двигателя — 2,3 л. Мощность — 100 л.с., крутящий момент — 177 Нм. В качестве топлива подходит 92 бензин. Несмотря на слабые характеристики, водители отзываются о моторе положительно.

Карбюраторный движок устанавливался на грузовики и микроавтобусы «ГАЗель», «Рута» и БАЗ-2215.

История

После того как на заводе было решено отказаться от использования на «Газели» 402-го мотора, конструкторам было поручено разработать новое поколение бензиновых двигателей, которые станут совершение и мощнее. Так родился двигатель ЗМЗ-405. Сейчас им оснащаются «Газели» и «Волги».

Двигатель 405 получил инжекторную систему впрыска, которая позволяла эффективнее расходовать и распределять топливо по системе. Конструкция отличалась от своего предшественника, поскольку ГБЦ было решено устанавливать 16-клапанную.

Особенности двигателя

В качестве основы для двигателя был использован карбюраторный ЗМЗ-406. 405-ый стал доработанной инжекторной производной. Современные усовершенствованные двигатели ЗМЗ-405 в полной мере соответствуют установленным стандартам «Евро-3». Они устанавливаются на автомобили марок «ГАЗель», «УАЗ» и «Фиат». Производителем были разработаны и внедрены несколько инновационных конструкторских решений. Так, блок ЗМЗ-405 был облегчен на 1,3 килограмма за счет полного демонтажа системы холостого хода с головки блока. Управление двигателем осуществляется при помощи электронного дросселя. Именно это позволило отказаться от некоторых комплектующих: дроссельный патрубок, регулятор холостого хода, воздушные патрубки холостого хода, датчик положения заслонки.

Плюсы и минусы

Преимуществами силовых приводов семейства 405 производителя ЗМЗ являются:

  • головка блока цилиндров доработана за счет применения двухслойной металлической прокладки толщиной 0,5 мм с пружинящими элементами;
  • блок цилиндров снизил вес на 1,35 кг, так как навесное частично демонтировано – больше нет ДПДЗ, патрубков и регулятора ХХ;
  • трехкомпонентный каталитический нейтрализатор для обеспечения регламента Евро-3;
  • механический тюнинг инженерами завода позволил снизить расход топлива до 8,8 л/100 км по трассе;
  • использована система доочистки смазки.

Углом опережения зажигания управляет микропроцессор электронной системы, что, с одной стороны, является плюсом, с другой – минусом, так как усложняется ремонт на трассе. За счет гидрокомпенсации теплового зазора клапанов снизился эксплуатационный бюджет, теперь пользователю не нужно регулярно посещать СТО для регулировки клапанов.

Недостатком является значительный вес мотора, опасность перескакивания цепи на несколько звеньев и снижение прочности блока цилиндров из-за щелевых прорезей.

Особенности конструкции

Как мы уже говорили, двигатель ЗМЗ-405 представляет собой четырехтактное силовое устройство, где поршни и цилиндры расположены рядами. Электроника отвечает за подачу топливных материалов в цилиндры и механизм зажигания. В агрегате работает устройство получения топливно-воздушного состава извне. Благодаря наличию общего вала движения поршней преобразуются в круговые. Агрегат снабжен парой валов для распределения, расположенными вверху, и закрытой системой охлаждения с принудительным движением воздуха. ГАЗель с двигателем ЗМЗ-405 оснащена смешанной системой смазки, в которой рабочий состав к движущимся механизмам поступает под высоким давлением методом разбрызгивания.

Неисправности двигателя

Процесс эксплуатации силовой установки выявил следующие конструкторские недоработки, которые проявляются при неправильном уходе и эксплуатации агрегата:

  • Неполадки в механизме гидравлической натяжки цепи газораспределительного механизма.Часто происходит заклинивание, что приводит к разрушению башмака и перескакиванию цепи. Первый признак, наличие шума.
  • Агрегат часто перегревается.Причина перегрева, забитый радиатор, неисправный перепускной клапан или ненадлежащий уровень охлаждающей жидкости в устройстве охлаждения.
  • Повышенный расход смазки в агрегате.Причина неисправности, маслосъёмные кольца и сальники клапанов. Так же возможны неполадки в маслоотражателях и трубках отвода жидкости. Демонтировать крышку клапанов и обработать смазкой для герметизации.
  • Перебои в работе холостого хода, потеря мощности агрегатом.Причина неполадок в электросхеме автомобиля. Выход из строя катушки зажигания.

Эксплуатационные характеристики

Для самостоятельного выполнения ремонта силовой установки недостаточно досконального знания конструкции. Важен также практически каждый параметр технических особенностей агрегата. Рассматриваемый двигатель характеризуется следующими показателями:

  • четырехтактная силовая установка оснащена двумя распределительными валами. Для них производителями предусмотрено верхнее расположение в моторном отсеке;
  • 192-килограммовый мотор имеет четыре цилиндра диаметром 95.5 мм, каждый из которых оснащен четырьмя клапанами;
  • рабочее пространство рассчитано на объем в 2.46 л;
  • цилиндры в моторный отсек размещаются продольно, в один ряд;
  • установленная величина показателя сжатия составляет 9.3;
  • движение поршня характеризуется рабочим ходом в 86 мм;
  • совершая 5200 оборотов в минуту, силовой агрегат достигает мощности 152 л.с., что соответствует 111.8 кВт;
  • двигатель заправляется бензином, причем производители рекомендуют использовать топливо с октановым числом не ниже 92;
  • мотор оснащен жидкостной системой охлаждения, причем номинальной температурой ОЖ считается 110 градусов.

Кроме перечисленных характеристик необходимо отметить наличие в конструкции агрегата специфического трехкомпонентного катализатора, позволяющего двигателю соответствовать требованиям экологических нормативов Евро-3.

Список моделей авто, в которых устанавливался

Изначально мотор ЗМЗ 405 проектировался для нескольких заводов, выпускающих автомобили, поэтому разные модификации этого поколения силовых приводов ЗМЗ устанавливались на следующие транспортные средства:

  • 10 – ГАЗ Волга, Газель;
  • 10 – ГАЗ Газель 3302, 3221, 33023 Фермер, 32213, 32214, 2705, 2217 Соболь и Баргузин;
  • 10 – Fiat Ducato ГАЗ Волга и Газель;
  • 10 – ГАЗ Волга 3102, 3103, 3105, 3107, 3110, 3111, 3112, 3115;
  • 10 – инкассаторские и правительственные бронемобили, прочие спецмашины.

Улучшенные характеристики двигателя позволяли использовать его в Volga Siber, однако ГАЗ отказался от моторов ЗМЗ в 2009 году из-за их дороговизны. На УАЗ ставили более позднюю версию 409, созданную на основе 405 мотора.

Проблемы, доставшиеся двигателю от предшественника

Поскольку рассматриваемый мотор является, по сути, усовершенствованной версией ЗМЗ-406, ему в наследство достались и слабые места предыдущего исполнения. Описание самых распространенных из них надлежит исследовать подробнее:

  1. наиболее проблемным местом считаются гидронатяжители цепного привода ГРМ. Их частое подклинивание препятствует своевременному гашению колебаний цепи. Подобная неисправность дает о себе знать усиливающимся шумом при эксплуатации. Цепь, хуже натягиваемая башмаком, со временем способна перескочить на зуб. В таком случае дорогостоящие мероприятия по ремонту являются единственным выходом из ситуации;
  2. доработка каналов блока и улучшенная прокладка, к сожалению, не гарантируют защиты двигателя от перегрева, к которому он оказался весьма склонным. Причины обычно устраняются заменой негодного термостата или ликвидацией неисправностей в радиаторе охлаждающей системы;
  3. чрезмерное поглощение силовым агрегатом смазки объясняется одной из двух причин. Во-первых, это непригодные маслосъемные кольца или клапанные сальники вызывают повышенный расход. Во-вторых, возможно протекание масла из-под клапанной крышки, причем место утечки аналогично 406 двигателю;
  4. неравномерность холостого хода и некоторые провалы при эксплуатации мотора свидетельствуют о неполадках свечей зажигания. Установка новых деталей взамен непригодных способна полностью ликвидировать проблему;
  5. изношенные гидрокомпенсаторы тепловых зазоров проявляют себя настойчивым стуком, сопровождающим работу силового агрегата. Предельный срок их службы ограничивается 50 тыс.км пробега. Аналогичными симптомами характеризуется износ поршневой группы. Избавиться от докучливого шумового эффекта при эксплуатации двигателя можно своевременной заменой вышедших из строя деталей.

  Следует отдельно упомянуть некоторые неприятные

Следует отдельно упомянуть некоторые неприятные особенности 406 агрегата, перешедшие по наследству моторам обновленной серии.

Среди них далеко не последнее место принадлежит неполадкам электрической системы и датчиков. Кроме того, многих владельцев весьма напрягает нестабильная работа бензонасоса. Сборка двигателя также выполняется на недостаточно высоком уровне.

Усовершенствование ГБЦ

Инженерами производственного предприятия была усовершенствована термоизоляция ЗМЗ-405. Для более надежной герметичности блока цилиндров вместо армированной прокладка головки блока цилиндров из однослойного безасбестового материала была использована двухслойная металлическая. Обновление материала и применение новых конструктивных элементов, в частности зигзагообразных пружинящих частей, обеспечило лучшее уплотнение газового стыка и каналов системы смазки, а также позволило улучшить процесс охлаждения. Толщина прокладки новой конструкции снижена в три раза относительно изначальной мягкой прокладки с металлической окантовкой и составляет всего 0,5 миллиметра. Это позволило минимизировать необходимость выполнения затяжки болтов в сравнении с прежними деталями, что, в свою очередь, дает возможность для уменьшения деформации цилиндров при работе.


В двигателях 405-ой серии «Евро-3» для вспомогательных агрегатов используется удлиненный приводной ремень и самонатяжной ролик. Расчётный срок службы ролика составляет 150 тысяч километров. В двигателях 405-ой серии значительно снижен расход масла и топлива. Эти двигатели соответствуют мировым стандартам и допустимым нормам токсичности, а также характеризуются повышенной надежностью.

Блок цилиндров и коленчатый вал

Модернизированный блок 405-го двигателя изготовлен из высокопрочного чугуна, что в сочетании с применением высокоточных методов обработки металла при его изготовлении позволило значительно снизить деформацию цилиндров при эксплуатации. В блоке старого образца были предусмотрены прорези в 2 мм между цилиндрами для системы охлаждения. Для блока двигателя ЗМЗ-405 такие прорези не предусмотрены. Кроме этого, были увеличены резьбовые колодцы под болты крепления головки блока цилиндров. Коленчатый вал конструктивно идентичен двигателю ЗМЗ-406, но отлит из высококачественного и более прочного чугуна. Конструкция – полноопорная с двумя противовесами для каждого кривошипа. Усовершенствования позволили улучшить сопротивление центробежным силам и изгибающим моментам.

Обзор неисправностей и способы их ремонта

По аналогии с предыдущей версией 406 мотор ЗМЗ 405 обеспечивает безопасность клапанов при внезапном обрыве цепей ГРМ. Однако гнет клапана друг о друга, если цепь перескочит на несколько звеньев – в момент одновременного подъема впускного и выпускного клапана внутри одного цилиндра.

Положительной особенностью мотора является возможность эксплуатации двух типов цепей ГРМ. Допускается замена зубчатых цепей втулочными, но только в комплекте с роликами, звездами и натяжителями, успокоителями. Основной поломкой является характерный стук, который может возникнуть по нескольким причинам:

Износ подшипника направляющего ролика ремня привода навесного оборудованиязамена подшипника
Ослабшее крепление демпферного шкивапротяжка болтов
Выработка подшипника помпызамена расходника
Поломка пружины натяжителяиспользование новой пружины
Неисправность подшипника генераторазамена расходника
Осадка пружины клапанаустановка новой пружины
Задир клапанного стержняремонт ГБЦ
Вытянутая цепьнатяжка или замена
Поломка гидронатяжителяремонт узла
Выработка гидротолкателейзамена расходников
Износ цилиндра, ШПГ или вкладышей коленваларемонт блока, ГБЦ, поршневой группы

В отличие от 406 версии атмосферные модификации серии 405 не склонны к перегреву.