Двигатель ЗМЗ-406

ЗМЗ-406 — линейка рядных 4-цилиндровых 16-клапанных бензиновых автомобильных двигателей внутреннего сгорания производства ОАО «Заволжский моторный завод». Двигатель ЗМЗ-406 первоначально проектировался для установки на перспективную модель ГАЗ-3105. Первые прототипы двигателя появились в 1993 году, начало мелкосерийной сборки в 1996 году, выход на главный конвейер в 1997 году.

Двигатель изначально создавался под современные системы питания и зажигания, управляемые микропроцессором; карбюраторные варианты появились позже (инжекторная версия — ЗМЗ-4062.10, карбюраторные — ЗМЗ-4061.10 и 4063.10). Впервые в российском двигателестроении в конструкции ЗМЗ-406 были применены: 4 клапана на цилиндр, гидротолкатели, 2-ступенчатый цепной привод 2 распредвалов, электронная система управления впрыском топлива и зажиганием.

Технические характеристики

* — для двигателя ЗМЗ 4061.10
** — для двигателя ЗМЗ 4063.10

Модификации ДВС 3M3-406

• 3M3-4062.10 – инжекторный мотор под бензин АИ-92. Обладает степенью сжатия – 9,3. Мощность – 150 л.с. Для легковых автомобилей и микроавтобусов ГАЗ 31054 комплектации Люкс; ГАЗ 3102 (1996 – 2008 гг).
• 3M3-40621.10 – модификация двигателя 3M3-4062.10, соответствующая экологическому стандарту «Евро-2».
• 3M3-4063.10 – карбюраторный вариант мотора, предназначенный для установки на лёгкие коммерческие грузовики и микроавтобусы ГАЗ 3302, 33023, 2705, 3221, 32213, 322132, 32214, СемАР 3234, Рута, Богдан и Дельфин. Снижена до 8 степень сжатия под бензин А-76. Мощность – 110 л.с.
• 3M3-4061.10 – карбюраторный двигатель для лёгкого коммерческого транспорта ГАЗ 3302, 33023, 2705, 3221. Снижена до 8 степень сжатия под бензин А-76. Мощность — 100 л.с.

Распространенные неисправности и эксплуатация

• Чаще всего владельцы жалуются на капризные карбюраторные версии;
• Низкой надежностью обладает цепь ГРМ (при обрыве клапана не гнет);
• Много проблем доставляет система зажигания, чаще всего — катушки;
• Гидрокомпенсаторы обычно служат не более 50 000 км, а затем начинают стучать;
• Быстро залегают маслосъемные кольца и начинается масложор.

Карбюраторный 406-й мотор менее экономичен из-за невозможности точной регулировки подачи бензина. Более точно отрегулировать количество топлива практически невозможно, что отражается на показателях мощности и расхода горючего.

Инжектор заметно превосходит карбюраторный аналог по надежности, экономичности и мощности. Одним из основных положительных качеств инжекторов можно отметить отсутствие необходимости производить обязательные регулировки мотора. Система питания здесь не подвержена засорению, жиклеры отсутствуют, топливо в точном количестве поступает непосредственно в цилиндры.

Двигатели модели ЗМЗ-4061.10 и 4063.10 (вид слева):
1 — сливная пробка; 2 — масляный картер; 3 — выпускной коллектор; 4 — кронштейн опоры двигателя; 5 — кран слива охлаждающей жидкости; 6 — водяной насос; 7 — датчик аварийной температуры охлаждающей жидкости; 8 — датчик указателя температуры охлаждающей жидкости; 9 — датчик температурного состояния двигателя; 10 — корпус термостата; 11 — датчик аварийного давления масла; 12 — датчик указателя давления масла; 13 — указатель (щуп) уровня масла; 14 — катушка зажигания.
Двигатели модели ЗМЗ-4061.10 и 4063.10 (вид справа):
1 — диск синхронизации; 2 — датчик синхронизации; 3 — масляный фильтр; 4 — стартер; 5 — датчик детонации; 6 — трубка слива охлаждающей жидкости из отопителя; 7 — впускная труба; 8 — гидронатяжитель цепи; 9 — генератор; 10 — ремень генератора; 11 — шкив водяного насоса; 12 — натяжной ролик; 13 — бензонасос.
Поперечный разрез ЗМЗ-4061.10 и 4063.10:
1 — масляный картер; 2 — приемник масляного насоса; 3 — масляный насос; 4 — привод масляного насоса; 5 — шестерня промежуточного вала; 6 — блок цилиндров; 7 — впускная труба; 8 — патрубки вентиляции; 9 — распределительный вал впускных клапанов; 10 — впускной клапан; 11 — крышка клапанов; 12 — распределительный вал выпускных клапанов; 13 — указатель (щуп) уровня масла; 14 — гидротолкатель клапана; 15 — наружная пружина клапана; 16 — направляющая втулка клапана; 17 — выпускной клапан; 18 — головка блока цилиндров; 19 — выпускной коллектор; 20 — поршень; 21 — поршневой палец; 22 — шатун; 23 — коленчатый вал; 24 — крышка шатуна; 25 — крышка коренного подшипника; 26 — сливная пробка; 27 — корпус толкателя; 28 — направляющая втулка; 29 — корпус компенсатора; 30 — стопорное кольцо; 31 — поршень компенсатора; 32 — шариковый клапан; 33 — пружина шарикового клапана; 34 — корпус шарикового клапана; 35 — разжимная пружина.

Особенности коробки передач ГАЗ-3110

На автомобилях устанавливается пятискоростная коробка передач. Масса (без заправки) — 32 кг.
Наличие 5-й повышающей передачи обеспечивает в реальных условиях эксплуатации экономию 07—1,0 л топлива на 100 км пробега по сравнению с четырехскоростной коробкой передач, максимальную скорость 115 км/час, снижает обороты двигателя на высоких скоростях движения автомобиля, повышая его долговечность.

Рис.1. Коробка передач (продольный разрез): А — двухконусный синхронизатор; 1 — первичный вал; 2 — крышка подшипника первичного вала; 3 — сальник; 4— шариковый подшипник первичного вала; 5 — стопорное кольцо; 6 — роликовый подшипник вторичного вала; 7— сапун; 8 — блокирующее кольцо; 9 — муфта включения; 10— сухарь синхронизатора; 11 — ступица муфты включения 3-й, 4-й передач; 12 — шестерня 3-й передачи; 13 — игольчатый подшипник шестерни; 14 — стопорное кольцо полуколец; 15 — полукольцо; 16— шестерня второй передачи; 17— стопорное кольцо; 18 — шестерня 1-й передачи; 19 — вторичный вал; 20 — шестерня заднего хода; 21 — вилка включения 5-й передачи и заднего хода; 22 — ступица муфты включения 5-й передачи и заднего хода; 23 — болт крепления пластины фиксатора; 24 — пластина; 25 — пружина фиксаторов; 26 — шарик фиксаторов; 27— пружина блокировочной втулки; 28 — втулка блокировочная; 29 — головка штока включения 5-й передачи и заднего хода; 30 — корпус рычага переключения; 31 — шестерня 5-й передачи; 32 — шайба упорная; 33— втулка распорная; 34 — картер коробки передач задний; 35 — сальник; 36 — ось промежуточной шестерни заднего хода; 37— игольчатый подшипник промежуточной шестерни заднего хода; 38 — промежуточная шестерня заднего хода; 39 — штифт; 40 — болт крепления втулки оси промежуточной шестерни заднего хода; 41 — втулка оси промежуточной шестерни заднего хода; 42 — шариковый подшипник вторичного вала; 43 — кольцо стопорное подшипника вторичного вала; 44 — кольцо стопорное; 45 — подшипник; 46 — пробка маслосливная; 47 — блок шестерен; 48 — пробка маслоналивная; 49 — картер коробки передач передний; 50 — регулировочные прокладки

Картер коробки передач изготовлен из алюминиевого сплава и состоит из двух частей — переднего 49 и заднего 34 картеров по установочным втулкам, запрессованным в передний картер, и соединяются друг с другом десятью болтами.
Шестерня первичного вала, а также шестерни 1-й, 2-й, 3-й, 5-й передач и заднего хода, установленные на вторичном валу 19, находятся в постоянном зацеплении с шестернями блока шестерен 47, имеют косые зубья и вращаются на игольчатых подшипниках с пластмассовыми сепараторами.

Промежуточная шестерня заднего хода вращается на насыпных роликах диаметром 3 мм на оси, опоры которой располагаются в обоих картерах.
Все передачи снабжены синхронизаторами инерционного типа, зубчатые венцы которых соединяются с шестернями посредством мелких шлицев.

Синхронизаторы 3-й, 4-й, 5-й передач и заднего хода имеют зубчатые венцы, выполненные заодно с конусами.

Необходимое для безударного переключения передач выравнивание оборотов включаемой шестерни до оборотов вторичного вала достигается с помощью тормозного момента, возникающего за счет сил трения на наружной поверхности конуса зубчатого венца шестерни и внутренней конусной поверхности наружного (блокирующего) кольца 8 синхронизатора, соединенного через ступицы 11 и 22 со вторичным валом 19.

Картеры для обеспечения необходимой соосности опор валов и отверстий под штоки механизма переключения центрируются

Рис. 2. двухконусный синхронизатор 1-й — 2-й передач: 1 — муфта; 2 — ступица; 3 — вторичный вал; 4 — шестерня; 5 — сухарь синхронизатора; 7— шестерня 1-й передачи; 8 — кольцо внутреннее; 9 — кольцо среднее; 10 — зубчатый венец; 11 — кольцо наружное

Синхронизатор 1-й — 2-й передач — двухконусный, имеет увеличенный тормозной момент за счет дополнительной поверхности трения, образуемой наружной конической поверхностью связанного со ступицей внутреннего кольца 8 и внутренней конической поверхностью на среднем кольце 9 синхронизатора, соединенного тремя выступами (выступы входят в отверстия на зубчатом венце 10) с включаемой шестерней.
Следует отметить, что до 01.06.03 в коробку передач устанавливался одноконусный синхронизатор, унифицированный с синхронизаторами 3-й, 4-й, 5-й передач и заднего хода.

Включение передач производится соединением внутренних зубьев муфт 9 с наружными зубчатыми венцами синхронизаторов.

Боковые стороны зубьев муфт и венцов синхронизаторов скошены внутрь под углом 4° и при включенном положении образуют замок, препятствующий самовыключению передач.

Выступы на зубьях венцов синхронизаторов ограничивают перемещения муфт при включении передач.

Осевые силы от косых зубьев шестерен вторичного вала воспринимаются стопорными кольцами 17 и 44, упорной шайбой 32, буртом вторичного вала и расположенными в канавке на вторичном валу двумя упорными полукольцами, которые охватываются кольцом 14

Шариковые подшипники первичного и вторичного валов установлены на валах с помощью пружинных и стопорных колец и фиксируются в картерах посредством наружных стопорных колец.
Блок шестерен вращается на шариковых или конических подшипниках, установленных в глухих гнездах переднего и заднего картеров.

Рис. 3. Механизм переключения передач: 1 — передний картер; 2 — вилка включения 1-й и 3-й передач; 3 — болт крепления вилки включения; 4 — вилка включения 1-й и 2-й передач; 5 — шток включения 1-й и 2-й передач; б — шток включения 3-й и 4-й передач; 7 — палец; 8 — плунжер; 9 — шток включения 5-й передачи и заднего хода; 10 — вилка включения 5-й передачи и заднего хода; 11 — шарик фиксатора; 12 — пружина фиксатора; 13 — болт крепления пластины; 14 — пластина; 15 — пружина блокировочной втулки; 16 — блокировочная втулка; 17 — головка штока включения 5-й передачи и заднего хода; 18 — корпус рычага переключения; 19 — рычаг переключения — нижняя часть; 20 — запорная втулка; 21 — резиновая подушка; 22 — распорная втулка; 23 — упорный конус; 24 — рычаг переключения — верхняя часть; 25 — рукоятка рычага переключения; 26 — уплотнитель пола кузова; 27 — защитный уплотнитель; 28 — седло пружины рычага; 29 — пружина рычага; 30 — колпак; 31 — штифт; 32 — предохранитель; 33 — пружина предохранителя; 34 — головка штока включения 1-й и 2-й передач; 35 — ограничительный штифт; 36 — задний картер; 37 — включатель света заднего хода; 38 — сухарь вилки

Преднатяг осуществляется постановкой при сборке регулировочных прокладок 50 в гнездо переднего картера.

Венцы шестерен постоянного зацепления 2-й, 3-й и 5-й передач блока шестерен посажены с натягом на промежуточный вал, на котором нарезаны длинные зубья, служащие одновременно венцами шестерен 1-й передачи и заднего хода блока шестерен.

Головка оси 36 промежуточной шестерни заднего хода установлена в постель заднего картера коробки передач и крепится в ней стопорным болтом.

Противоположный конец оси входит во втулку 41 фиксируется в ней разрезным упругим штифтом, втулка крепится к постели в переднем картере также стопорным болтом.

Механизм переключения содержит штоки, на которых крепятся вилки переключения передач и головки 29, в пазах которых располагается нижний конец рычага переключения.

Фиксация штоков во включенном и выключенном положении осуществляется посредством шариков 11 (рис. 3 ) и пружин 15.

Блокировочное устройство, состоящее из двух стопорных плунжеров и стопорного пальца, предохраняет коробку от одновременного включения двух передач.

Кроме того, между головкой штока включения заднего хода и стенкой заднего картера располагается блокировочная втулка 16 с пружиной 15, которая делает невозможным случайное перемещение рычага переключения из положения включенной 5-й передачи в положение заднего хода.

Рычаг переключения передач снабжен демпферным устройством, устраняющим его дребезг при резонансе на больших оборотах двигателя, и располагается в специальном корпусе 18, крепящемся к заднему картеру сверху.

При помощи пружин и предохранителей нижняя головка рычага переключения в нейтральном положении всегда располагается в головке штока включения 3-й и 4-й передач.
Маслосливная пробка 46 имеет магнит, улавливающий содержащиеся в масле мелкие частички металла — продукты износа деталей коробки передач.
Пятискоростные коробки передач для легковых автомобилей «Волга» и автомобилей ГА3ель унифицированы по большинству деталей.

Коробка передач автомобилей ГА3ель отличается первичным валом (число зубьев 25 вместо 26), насадным венцом привода блока шестерен (36 зубьев вместо 35) и шестерней привода спидометра, более высоким корпусом рычага переключения и нижней частью рычага переключения передач.