Крутящий момент двигателей газ
О различных способах определения максимальной мощности двигателей и том, в какое заблуждение можно впасть, если слишком буквально воспринимать её указанные в различных источниках значения, на примере моторов семейства ЗМЗ-406.
Правильный ответ на второй из вынесенных в заголовок статьи вопросов: на самом деле у двигателя нет одной-единственной "настоящей" мощности - существует целый ряд величин максимальной мощности одного и того же мотора, определённых по методике того или иного стандарта (национального, международного, отраслевого, фирменного и т.п.). Подробнее - см. далее.
Правильный ответ на второй из вынесенных в заголовок статьи вопросов: на самом деле у двигателя нет одной-единственной "настоящей" мощности - существует целый ряд величин максимальной мощности одного и того же мотора, определённых по методике того или иного стандарта (национального, международного, отраслевого, фирменного и т.п.). Подробнее - см. далее.
С двигателем ЗМЗ-406 связан кажущийся на первый взгляд курьёзным эпизод, когда его указываемая производителем мощность составляла сначала 150 или 145 л.с., а затем с годами последовательно уменьшалась, пока не "стабилизировалась" вокруг отметки около 130 л.с. У таких метаморфоз числа, указанного в технической характеристике мотора, были вполне объективные причины. Называются они "разные способы и методики определения мощности двигателя" .
Как происходит определение максимальной мощности двигателя. Фактически при этом измеряется развиваемый им крутящий момент и число оборотов, а мощность определяется по формуле. Раньше такие обкаточно-испытательные стенды были на любом крупном предприятии, занимавшемся ремонтом двигателей.
Как происходит определение максимальной мощности двигателя. Фактически при этом измеряется развиваемый им крутящий момент и число оборотов, а мощность определяется по формуле. Раньше такие обкаточно-испытательные стенды были на любом крупном предприятии, занимавшемся ремонтом двигателей.
Для начала, в виде справки - абсолютно во всех официальных характеристиках всех автомобилей , вне зависимости от времени и места их производства, всегда указывается мощность самого двигателя, "снятая" с его маховика. И да, именно максимальная мощность, она же - мощность при полной нагрузке (а есть ещё мощности одного и того же двигателя при частичных нагрузках, при разном числе рабочих оборотов, отличающемся от оборотов максимальной мощности). Мощность "с колёс" определяют в основном спортсмены и любители тюнинга, и в официальных документах она практически не фигурирует, а средством точного определения мощности двигателя колёсный стенд не является .
Далее, существуют различные способы определения максимальной мощности двигателя (на маховике), а также конкретные методики её определения тем или иным способом, описанные различными стандартами; все они по сути сводятся к одному из двух вариантов:
- Без учёта потерь на привод навесных агрегатов ("брутто")
При таком способе определения получается так называемая мощность " брутто " , она же - лабораторная или стендовая мощность.
Именно так определялась при сертификации мощность двигателей отечественных автомобилей, выпущенных до начала 2000-х годов (включая и ЗМЗ-406) - "брутто" по ГОСТ 14846 (старой редакции от 1981 года; ныне действующая - от 2020) . И именно мощность "брутто" по ГОСТ указана в паспортах транспортных средств (ПТС) автомобилей, выпущенных в СССР и России примерно до 2000 года. Эта традиция шла ещё с довоенных лет и, видимо, была позаимствована из практики американского автомобилестроения. Методика определения мощности "брутто" по ГОСТ приведена в книге 1978 года " Тягово-скоростные качества автомобилей " (отрывок) :
. Испытанию подвергают приработанный двигатель, в комплекте оборудования которого вентилятор системы охлаждения и глушитель шума выпуска отсутствуют. Следовательно, в полученных таким методом характеристиках двигателей не учтены потери мощности в глушителе и на привод вентилятора, которые будут иметь место в работе двигателя, установленного на автомобиле .
Именно определённая по данной методике максимальная мощность - 150 л.с. - и была указана во многих справочниках для ЗМЗ-4062.10 самого раннего выпуска, ставившегося на некоторые автомобили "Волга" ГАЗ-3102 и ГАЗ-3110 (фактически таких моторов было выпущено очень мало, но в инструкции эти цифры попасть успели). Впоследствии степень сжатия этого мотора снизили с 9,5 до 9,3 для уверенной работы на бензине АИ-91 (был и такой) - при этом из мотора "убежало" пять "лошадей" - сталось 145 л.с. "брутто".
- С учётом потерь на привод навесных агрегатов ("нетто")
После того, как в Россию хлынул поток иномарок, у которых мощность двигателя указывалась в характеристиках как правило именно "нетто" (например, для немецких машин - "нетто" по стандарту DIN), неразбериха с цифрами мощности в документах стала вызывать вопросы - особенно в учётом того, что по мощности в России рассчитывается транспортный налог. Поэтому с 1999 года Госстандарт России (ныне Росстандарт), заведующий в числе прочего процессом сертификации автомобилей, решил навести в этом вопросе порядок и потребовал от производителей указывать в Одобрении типа транспортного средства (ОТТС) только мощность "нетто" , в соответствии с Правилом ЕЭК ООН №85.
Этому требованию подчинился и ГАЗ, так что в документах автомобилей, выпущенных примерно начиная с 2000 года, должна быть указана уже максимальная мощность "нетто" - в случае впрыскового 406-го мотора это как правило 130 или 131 л.с. (в зависимости от модификации). При этом в других, менее официальных, местах (например - в руководстве по эксплуатации или литературе по ремонту) для того же самого мотора может быть указана и мощность "брутто". Более того, ЗМЗ до сих пор в своей внутренней документации и даже рекламных материалах использует значения мощности и крутящего момента "брутто":
Двигатель ЗМЗ 402 в разрезе
ЗМЗ 402
Замена масляного фильтра в моторе ЗМЗ-402
Но у ДВС ЗМЗ 402 все же были свои преимущества. Во-первых, у него более низкая цена, и автомобиль в комплектации с ним, соответственно, дешевле. Во-вторых, автовладельцев подкупала простота мотора. За столько лет производства силовой агрегат многими собственниками был изучен вдоль и поперек, и ремонтировали его иной раз чуть ли не в поле.
Из всех двигателей устанавливаемых на ГАЗ 31105, 402-ой мотор самый маломощный и низкооборотистый. У него есть свои характерные неисправности, которые чаще всего встречаются:
- Течь масла с заднего коренного подшипника (с сальниковой набивки);
- Повышенный угар масла через поршневые кольца;
- Обрыв шестигранного привода масляного насоса;
- Выпадение седел клапанов в головке блока цилиндров.
Если со многими недостатками еще как-то можно было мириться, то выпадение седла клапана становилось настоящей катастрофой для автовладельца.
Разборка двигателя ЗМЗ 402
Бензиновый, карбюраторный, 4-цилиндровый двигатель с рядным расположением цилиндров и алюминиевым блоком.
Простой и неприхотливый, он несложен в техническом обслуживании и не требует высокой квалификации обслуживающего персонала.
Для снижения загрязнения окружающей среды двигатель оборудован системой рециркуляции отработавших газов.
Двигатель ЗМЗ-402.10 предназначен для установки на легковые автомобили среднего класса. Двигатель ЗМЗ-4026.10 предназначен для установки на грузовые автомобили малой грузоподъемности.
| ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗМЗ-402 | |
| Количество цилиндров | 4 |
| Рабочий объем, л | 2,445 |
| Степень сжатия | 8,2 |
| Номинальная мощность брутто при частоте вращения коленчатого вала мин'1, кВт (л.с.) | 73,5(100) 4500 |
| Максимальный крутящий момент брутто при частоте вращения коленчатого вала мин1, Нм (кгс м) | 182,4(18,6) 2400-2600 |
| Минимальный удельный расход топлива, г/кВт (г/лсч) | 292,4 (215) |
| Диаметр цилиндра и ход поршня, мм | 92x92 |
| Масса, кг | 181/184 |
| Экология | ЕВРО-0 |
Модификации двигателя ЗМЗ-402
Конструкция двигателя ЗМЗ-402
Описание конструкции
Двигатель ЗМЗ-402 карбюраторный, четырехцилиндровый. Блок цилиндров изготовлен из алюминиевого сплава. Гильзы цилиндров чугунные, съемные. Крышки коренных подшипников и картер сцепления обработаны в сборе с блоком и поэтому они не взаимозаменяемы.
Коленчатый вал двигателя чугунный, пятиопорный, динамически отбалансирован с маховиком и ведущим диском сцепления. Осевое перемещение вала ограничено двумя упорными шайбами, расположенными по обеим сторонам переднего коренного подшипника.
Распределительный вал с пятью опорными шейками разного диаметра установлен в блоке цилиндров. На валу нарезана шестерня привода датчика-распределителя зажигания и масляного насоса.
Привод распределительного вала осуществляется через текстолитовую или полиамидную шестерню, находящуюся в зацеплении с шестерней коленчатого вала. Кулачки распределительного вала воздействуют на толкатели. Штанги толкателей через коромысла приводят в действие клапаны.
Система смазки двигателя — комбинированная. Для охлаждения масла установлен масляный радиатор. При давлении в системе 0,7–0,9 кгс/см2 предохранительный клапан открывается и масло поступает в радиатор, а затем сливается в картер двигателя. Для отключения масляного радиатора предусмотрен кран. При положении ручки вдоль шланга – он открыт.
Система охлаждения — жидкостная, закрытая. Перед радиатором установлен дополнительный электровентилятор.
Впускной трубопровод подогревается отработавшими газами. Регулятор подогрева имеет два положения – “зима” и “лето”.
Где: 1 – пробка маслосливная; 2 – поддон картера; 3 – коленчатый вал; 4 – шатун; 5 – картер; 6 – поршневой палец; 7 – поршень; 8 – выпускной коллектор; 9 – гильза цилиндра; 10 – прокладка головки блока цилиндров; 11 – впускной трубопровод; 12 – головка блока цилиндров; 13 – клапан; 14 – крышка головки блока цилиндров; 15 – коромысло клапана; 16 – ось коромысел; 17 – штанга; 18 – датчик-распределитель; 19 – свеча зажигания; 20 – толкатель; 21 – распределительный вал; 22 – шестерня привода масляного насоса и датчика-распределителя; 23 – стартер; 24 – масломерный щуп; 25 – валик привода масляного насоса; 26 – масляный насос;
ГАЗ 31105 Волга, представитель российских автомобилей D класса. Автомобиль выпускали в 2004 - 2009 годах. Данный автомобиль по сути рестайлинг ГАЗ 3110 и упрощенный вариант ГАЗ 3102. С 2009 года прекратили выпускать данный автомобиль, из-за того, что современные реалии требуют серьезных изменений, и выпуск моделей не несущих каких-то значительных перемен недопустим. По этой причине на рынке появилась Volga Siber, а не очередной ресталинг старых моделей. Разобраться в том, какие двигатели и с какими характеристиками устанавливались на ГАЗ 31105 Волга, поможет наш сайт.
ДВИГАТЕЛЬ ВОЛГА/ГАЗЕЛЬ ЗМЗ-406
Движок ЗМЗ-406, является преемником ЗМЗ-402. Его можно назвать совершенно новым двигателем, хоть разработчики ориентировались при его создании на Saab B-234. У движка 16 клапанов, новый чугунный блок и верхнее расположение распределительных валов. Для движка характерно наличие гидрокомпенсаторов, что избавляет от необходимости регулировки клапанов. Привод ГРМ цепной, с необходимостью своевременной замены и регулярного контроля ее состояния, так как цепь ненадежная. Тем не менее, в сравнении с 402-м двигателем 406 движок можно считать прогрессом. Двигатель периодически модифицировали. В частности это: ЗМЗ 4061.10 и ЗМЗ 4063.10, модификации карбюраторного типа, под 76 и 92 бензин соответственно. Кроме того есть основная модификация, инжекторного типа для Волг и Газелей - ЗМЗ 4062.10.
В первую очередь необходимо отметить ненадежность цепи ГРМ, а именно натяжителей. Из-за проблем с натяжителями цепь периодически клинит. Из-за проблем с термостатом и карбюратором нередко возникает перегрев двигателя. Значительное потребление масла, еще одна проблема данных движков. Обратить внимание в таком случае следует на маслосъемные кольца, сальники клапанов и лабиринтный отражатель. Не редкость для двигателя и проблемы с тягой, причина чаще всего в катушках зажигания. Еще для двигателя характерны такие проблемы как троение, стуки двигателя, проблемы с электроникой и датчиками. Наконец у двигателя просто низкое качество сборки, что характерно и для всего отечественного автопрома.
ВОЗМОЖНОСТИ ТЮНИНГА ДВИГАТЕЛЯ
Атмосферный тюнинг, первое что можно попробовать на двигателе. Впуск, установка забора холодного воздуха, ресивера с большим объемом, распилить ГБЦ, доработать камеры сгорания. Далее необходимо сделать увеличение диаметра каналов, шлифовать, поставить подходящие клапана. Кроме того придется озадачиться приобретением соответствующих пружин и валов. Далее, приобретение и установка кованых поршней, легких шатунов, облегченного коленвала, и балансировка. В результате таких доработок можно добиться примерной мощности 200 л.с.
Второй вариант, это установка турбины или компрессора. Здесь следует знать, что для уверенной переносимости высокого давления потребуется усиленная кованная поршневая группа под низкую степень сжатия. Турбина и компрессор позволят двигателю развить мощность свыше 400 л.с.
ДВИГАТЕЛЬ ВОЛГА/ГАЗЕЛЬ ЗМЗ-402
Движок ЗМЗ-402 можно назвать одним из наиболее популярных двигателей Заволжского автопрома. Помимо алюминиевого блока, для двигателя характерно наличие мокрых чугунных гильз и нижнее расположение распределительного вала. Доработке подверглись масляный насос и выпускной коллектор, а также ряд других элементов двигателя. Движок ЗМЗ-402 можно назвать потолком в развитии двигателя ГАЗ 21, сконструированного еще в 50-х годах.
Со временем движок дорабатывали, создавая новые его модификации.
- ЗМЗ 402.10, базовый и наиболее распространенный вариант.
- ЗМЗ 4021.10, движок с меньшей, по сравнению с базовым вариантом, степенью сжатия.
- ЗМЗ 4022.10, вариация имеющая форкамерно-факельное зажигание, другую ГБЦ, и измененный карбюратор. Конструкцию усложнили для повышения технических характеристик, экономичности и снижения токсичности. Однако полученный результат не вполне удовлетворял предъявляемым требованиям, и с 1992 года такие двигатели перестали выпускать.
- ЗМЗ 4025.10, вариация аналогичная ЗМЗ 4021.10, для использования на семействе Газель. 5. ЗМЗ 4026.10, вариация аналогичная ЗМЗ 402.10, для использования на семействе Газель.
Наиболее часто на двигателе ЗМЗ-402 встречается проблема с задним сальником коленвала. Он быстро изнашивается и теряет свои свойства, после чего необходимо менять сальниковую набивку. Двигатель дергается и вибрирует на холостых ходах. Кроме того движок стучит, чтоб этого избежать необходима периодическая регулировка клапанов, проверка распредвала и шатунных вкладышей. Наконец, двигатель подвержен перегреву, из-за проблем с термостатом, помпой или воздушной пробки в охлаждающей системе. Это не все, но наиболее распространенные проблемы движка.
В то же время, движок довольно таки живучий и простой. Двигатель хорошо переносит ремонт, детали для которого широко представлены на рынке.
ВОЗМОЖНОСТИ ТЮНИНГА ДВИГАТЕЛЯ
Чтобы получить большую мощность, не уменьшающую ресурс двигателя необходимо увеличение диффузоров карбюратора до 26/30 мм, установка распределительного вала и прямоточного выхлопа с равным диаметром по всей длине. Так можно получить около 130 л.с. Фрезеровка головки блока цилиндров до 93 миллиметров под увеличенную степень сжатия добавит еще мощности.
Следующий вариант это установка турбины или компрессора, однако, несмотря на эффективность данный способ довольно затратен.
Есть и третий способ, это установка 1JZ-GTE. Движок 1JZ-GE / 1JZ-GTE наиболее распространенный вариант свапа для Волги. С установкой нет никаких проблем, потребуется только подходящий сервис. Такой вариант отличает не только увеличение мощности, но и экономичность, тишина и надежностью работы.
ДВИГАТЕЛЬ ВОЛГА / ГАЗЕЛЬ ЗМЗ-405
Движок ЗМЗ-405, разрабатывался с использованием в качестве базы 406-го двигателя. Отличия между двумя движками в диаметре поршня, толщине межцилиндровых перемычек, охлаждающих прорезях. А в целом двигатели во многом похожи. Доработки привели к увеличению мощности и крутящего момента и соответствию стандарту Евро-3.
Периодически двигатель модифицировали, в итоге появилось несколько вариаций.
- ЗМЗ 4052.10, базовая вариация, используемая на Волгах и Газелях.
- ЗМЗ 40522.10, вариация аналогичная 4052.10, под нормы Евро-2, используется для Газелей и Волг.
- ЗМЗ 40524.10, модификация аналогичная 40522.10, под нормы Евро-3, ставили на Волги.
- ЗМЗ 40525.10, аналогичен 40522.10, под нормы Евро-3. Ставили на грузовые Газели.
- ЗМЗ 4054.10, турбированный агрегат 405-й версии, со стальным коленвалом, кованной поршневой, и интеркулером. В целом дорогой многосерийник, этот вариант не пользовался популярностью, и проигрывал проверенным Toyota 1JZ / 2JZ.
Проблемы движка ЗМЗ-405 аналогичны таковым для двигателя ЗМЗ-406, и описывались выше.
ВОЗМОЖНОСТИ ТЮНИНГА ДВИГАТЕЛЯ
Тюнинг ЗМЗ-405 также аналогичны вариантам для ЗМЗ-406. Необходимо отметить, что серьезный атмосферный тюнинг на таких движках не очень хорош с позиции соотношения затраты/результат. Поэтому предпочтение лучше отдавать тюнингу с использованием турбины.
Читайте также: