ЗMЗ-402: технические характеристики

Более шести миллионов единиц за годы выпуска

Осень 2017 года была отмечена такой новостью: входящий в холдинг «Соллерс» Заволжский моторный завод официально объявил об окончательном снятии с производства одной из наиболее массовых в истории моделей – самого «каноничного» «Волговского» мотора «3M3-402». Вообще, для автозаводов данная модель не производилась уже с 1997-го года, и последнее десятилетие 402-й двигатель делали сугубо для удовлетворения спроса вторичного рынка. Который (спрос), доказывая, что ничто не вечно под Луной, по-видимому, совершенно иссяк. Последний, 6 125 136-й экземпляр двигателя «3M3-402» был выпущен 10 октября 2017 года. И отправился, по сообщению пресс-службы предприятия, вовсе не в музей, а к потребителю. Все подробности о моторах «3M3-402» далее.

В массовом серийном производстве «3M3-402» был с 1985-го по 1997-й годы. Созданный для «Волги ГАЗ-24-10», он устанавливался также на микроавтобусы «РАФ» и «ЕрАЗ»; на внедорожники «УАЗ-469»; на многие «ГАЗели» и «Соболи» 90-х годов выпуска (до 1997 года). «УАЗ»ики с «Волговскими» моторами «3M3-402» выпускались в период перехода с устаревшего двигателя «УМЗ-417» на «УМЗ-421». Эксплуатационная практика данных машин показала, что «3M3- 402» и на внедорожниках достойно выдерживает все нагрузки, демонстрируя отличные производительность и надёжность. Но с запуском в серию собственного, 421-го мотора, надобность в нём у Ульяновского автозавода отпала. Немного об истории Заволжского моторного и мотора «3M3-402».

Об истории предприятия и двигателя «3M3-402»

3аволжский моторный завод находится в шестидесяти километрах от Горьковского автомобильного завода, и с самого дня своего основания выпускал продукцию, главным образом, для его нужд. Сначала, с 1956-го года, предприятие выпускало детали, запасные части и алюминиевое литьё для ГА3а. Но уже с 1958-го года начало работать как завод по производству двигателей – для комплектации автомобилей ГА3 и УА3.

Первый четырёхцилиндровый двигатель для «Волги ГАЗ-21» на 3M3 был выпущен в 1959 году. С 1963 года завод освоил производство не только четырёхцилиндровых «легковых» моторов, но и восьмицилиндровых – для грузовых машин «ГАЗ» и автобусов «ПАЗ». На пике своего развития 3аволжский моторный завод выпускал свыше 450 тысяч двигателей в год. Это первое в России двигателестроительное предприятие, которое сертифицировало систему менеджмента качества всего производства на соответствие требованиям международных стандартов «ИСО-9001».

С 2006 года 3аволжский моторный завод входит в машиностроительный холдинг «Соллерс». в сегодняшнем ассортименте предприятия – не только бензиновые, но и дизельные, и работающие на газе двигатели; в том числе и полностью соответствующие требованиям актуального экологического стандарта «Евро-5».

Двигатель «3M3-402» не является совершенно новой разработкой, созданной «с нуля». За основу при его создании был взят выпускавшийся с 1968 года мотор«ЗМЗ-24Д», модернизированный и оптимизированной для значительно изменившейся «Волги». Конструкционно «3M3-24Д»,в свою очередь, восходит к «сердцу» «Волги ГАЗ-21» первого поколения – мотору «3M3-21», который серийно выпускался с 1957 года.

Это были весьма прогрессивные для своего времени двигатели. Верхнеклапанные, с полусферическими камерами сгорания; с расположенными под углом (а не в ряд) клапанами; впускным коллектором на левой и выпускным на правой сторонах головки цилиндров; с цепным (а не шестерёнчатым) приводом высоко расположенного распределительного вала.

Базовый двигатель 402-го семейства – «3M3-402.10», для легковых машин, в заводской комплектации предназначался для использования 92-го бензина. А модификация для такси и микроавтобусов – «3M3-4021.10» – была рассчитаны на бензин 76-й (80-й по-нынешнему). Поэтому в процессе эксплуатации некоторые владельцы «Волг» переделывали моторы, изначально рассчитанные на высокооктановый бензин, под более недорогое, всегда и везде имеющееся в наличии низкооктановое топливо. Поскольку, несмотря на то, что в СССР бензин стоил дёшево, и расход топлива 402-го мотора был существенно выше, чем у двигателей современных машин. А 76-м бензином можно было зачастую заправляться и бесплатно – из, так сказать, «сэкономленных» на работе запасов. Ведь все грузовики-среднетоннажники работали на нём.

Разумеется, карбюраторный «3M3-402» не может сравниться с современными инжекторными двигателями – прежде всего, по показателям экономичности и экологичности. Но для 80-х годов он не только отвечал всем актуальным требованиям, предъявляемым к моторам его класса, но и соответствовал уровню аналогичной продукции ведущих мировых производителей.

Начиная с 1996-го года, Горьковский автозавод, оставшийся к тому времени единственным потребителем мотора «3M3-402», начинает выводить его из ассортимента силовых агрегатов, устанавливающихся на новые машины завода. На смену 402-му приходят инжекторные «3M3-406» и «3M3-409».

Особенности конструкции и устройство «3M3-402»

Итак, «3M3-402» – это 4-х цилиндровый восьмиклапанный карбюраторный двигатель рабочим объемом 2,445 л, развивающий мощность 100 л. с. (в модификации для работы на низкооктановом бензине – 90 лошадиных сил). Характерными особенностями конструкции являются цельноалюминиевый блок с «мокрыми» гильзами цилиндров, а также нижнее расположение распределительного вала. Мотор простой и надёжный, как автомат Калашникова.

Блок цилиндров. Головка блока цилиндров

Блок изготавливали литьём под давлением, из высокопрочного алюминиевого сплава, поры для герметизации заполняли специальными составами (смолами). Некоторые блоки моторов «3M3-4022.10» и «3M3-402.10» были отлиты кокильным литьём, а не под давлением.«Мокрые» гильзы цилиндров съёмные, зафиксированные по нижнему краю. Снизу они уплотнены медными кольцами, а сверху — прокладкой ГБЦ.

Головка блока также отливалась из алюминия; подвергалась термической обработке – закалке и старению. В неё запрессовывались сёдла клапанов из легированного чугуна и металло-керамические направляющие для их шеек. Высота головки составляет 94,4 мм (98 мм – для мотора 4021, рассчитанного под работу на 76-м (80-м) бензине).
Коллекторы располагаются с правой стороны. Впускной отлит из алюминия и предусматривает монтаж2-хкамерного карбюратора. Коллектор выпускной – из чугуна, расположенный под впускным, таким образом, чтобы подогревать каналы впуска. Это положительно сказывается на качестве смесеобразования.

Головки блока цилиндров двигателей «3M3-402.10» и «3M3-4021.10» различаются по объёму камер сгорания. Увеличение степени сжатия мотора «3M3-402.10» было получено за счёт дополнительной фрезеровки нижней плоскости головки на 3,6 мм (вот поэтому высота головки двигателя «3M3-4021.10» составляет 94,4 мм, высота головки двигателя «3M3-4021.10» равняется 98 мм).

Между головкой и блоком цилиндров находится прокладка из асбестового полотна, армированного металлическим каркасом и покрытого графитом. Окна в прокладке под камеры сгорания и отверстие масляного канала окантованы жестью. Толщина прокладки в сжатом состоянии составляет 1,5 мм.

Объём камеры сгорания при поставленных на место клапанах и ввернутой свече равен 74-77 см3 для двигателя «3M3-4021.10», и 94-98 см3 для двигателя «3M3-4021.10» . Разница между объёмами камер сгорания одной головки блока не должна превышать двух см3.

Кривошипно-шатунный механизм

Коленчатый вал отлит из магниевого чугуна, с пятью опорными шейками. Подшипники скольжения («вкладыши») – стале-алюминиевые. Передний конец вала уплотнён самоподжимным сальником, задний — сальниковой набивкой. На поршнях из термоупрочнённого алюминия, с терморегулирующими стальными вставками, установлены два компрессионных кольца и одно кольцо составное маслосъёмное. Шатуны – кованые стальные, двутаврового сечения. Поршневые пальцы выполнены без фиксации, т. е. плавающими.

Геометрия по схеме «диаметр гильзы 92 мм, ход поршня 92 мм» позволяет мотору развивать отличный момент даже при небольших оборотах коленчатого вала.

Как уже было отмечено, «3M3-402» сохранил нижневальную схему ГРМ (OHV) своего предшественника – «3M3-24Д». Распредвал располагается в блоке двигателя справа и приводится через мало шумящую текстолитовую либо пластиковую шестерёнку от коленчатого вала. На клапаны воздействие передаётся посредством толкателей и штанг, качающих коромысла, которые расположены на общей оси.

Система смазки двигателя

Система смазки двигателя «3M3-402» – комбинированная. Шейки коленчатого и распределительного валов, втулки коромысел и верхние концы штанг смазываются под давлением, а стенки цилиндров –от разбрызгивания через специальные сопла, что расположены в отливах шатунов. Масляный насос шестерёночный, с приводом от распределительного вала. Привод выполнялся в виде шестигранника. Фильтрация масла является полнопоточной. Фильтрующий элемент располагается с левой стороны от двигателя.

Система зажигания «3M3-402»

Система зажигания является бесконтактной. Распределитель зажигания не снабжён прерывателем. Вместо него в системе имеется магнитный датчик. Сигнал для катушки формируется электронным коммутатором и разносится по свечам, все тем же бегунком в крышке трамблёра.
Порядок работы цилиндров: 1-2-4-3.

Модификации двигателя «3M3-402»

• «3M3-402.10» – основной и самый распространенный вариант, со степенью сжатия 8,2, рассчитанный на использование 92-го бензина. Устанавливался на «Волги».
• «3M3-4021.10» – силовой агрегат со сниженной до 6,7 степенью сжатия, и предназначенный для использования 76-го бензина. Устанавливался на «Волги»–такси и микроавтобусы «РАФ» и «ЕрАЗ»
• «3M3-4022.10» – двигатель с форкамерно-факельной системой зажигания. Было такое перпективное направление в советском автопроме, как форкамерные двигатели. Они остались в ранге экспериментальных и мелкосерийных, не получив продолжения. Данный тип мотора отличался другой ГБЦ, впуском, выпуском, другим распределительным валом, изменённым карбюратором и вообще, более сложной конструкцией. Испытания показали, что этот, конструктивно более сложный мотор, не даёт заметных выгод в экономичности и прибавки в мощности. И данное направление нужно исследовать и испытывать далее. В 1992 году производство форкамерных двигателей, не доходя до массового серийного, было свёрнуто.
• «3M3-4025.10» (фактически, тот же «3M3-4021.10») и «3M3-4026.10» (фактически, тот же «3M3-402.10») – модификации для коммерческого грузового транспорта семейств «ГАЗель» и «Соболь».

Технические характеристики и параметры «3M3-402» в цифрах

• Рабочий объём– 2,445 л;
• Номинальная мощность, при 4500 об/мин. – 90 или 100 л.с.;
• Степень сжатия – 8,2 или 6,7;
• Максимальный крутящий момент (брутто) – 182 Н.м или 172 Н.м, при 2400-2600 об/мин;
• Клапанов на каждый цилиндр – 2;
• Порядок работы цилиндров – 1-3-4-2;
• Диаметр цилиндра – 92 см, ход поршня – 92 см;
• Масса – 181 или 184 кг;
• Расход бензина – 13-15 литров на 100 км в смешанном цикле;
• Рабочий ресурс, при соблюдении условий эксплуатации – не менее 200 000 км.

Отзывы владельцев«3M3-402»

Плюсами двигателя «3M3-402», о которых говорят почти все владельцы «Волг» с данными моторами, это: простота, исключительная живучесть и ремонтопригодность. Купить запасные части для данного мотора не является проблемой, и стоят они недорого.

Двигатель «3M3-402» довольно легко, по сравнению с другими моторами, выдерживает перегрев, работу в повышенной нагрузке и тому подобные сложные ситуации. Простота его устройства даёт возможность владельцу проводить обслуживание и ремонт мотора в обычной гаражной мастерской, без привлечения специального оборудования и высококвалифицированного персонала.

Типичные отзывы владельцев «Волг» и «ГАЗелей» с «3M3-402»:

«Двигатель «3M3-402» был на моей «Волге-31029». За всё время эксплуатации, пока у меня была эта машина (это , в общей сложности, более трёх лет) данный мотор подвёл меня только один раз: сломалась штанга – перестал открываться один из клапанов, а всё остальное время 402-й мотор работал как часы».

«Мотор «3M3-402» запускался на моей «Волге» со стартера в любые морозы, даже когда было под минус 35-40; без предварительного подогрева. Видимо, потому, что он был правильно настроен. Он вообще легко настраивается и регулируется».

« 402-й 3M3 реально мощный мотор и отлично тянет под значительной нагрузкой. Вот у меня не раз бывали ситуации, когда я по необходимости перегружал машину в 2 раза больше допустимой нормы, и автомобиль, хоть и цеплял неровности на дороге днищем, ехал спокойно и даже разгонялся до 80-ти километров в час».

«По надёжности и стабильности работы всё замечательно. Езжу уже 4 года, и поломок не было ни разу. Из недостатков можно отметить немалый расход топлива. Вообще-то все «Волговские» моторы немало кушают, но зато и имеют внушительный запас мощности. «Волга» – это машина тяжёлая. Следовательно, чтобы таскать такой вес, необходимо иметь мощный энергозаряжённый движок, таким и является 3M3 402й. Он предельно прост, надёжен, если соблюдать правила его эксплуатации и технического обслуживания».

«3M3-402» – это исключительно надёжный и живучий двигатель-работяга, при заботе о нём, он обязательно ответит добром. Мы сейчас все избалованы иномарками, машины с «3M3-402» – это, конечно, прошлый век. Но тем, кому не по карману приобретение современной иномарки, стоит доверять машинам с таким мотором. Он не очень раскошелит».

Есть немало примеров производства тюнинга и дополнительной проработки двигателя данной модели. Вплоть до оборудования его инжектором – полноценной системой электронного впрыска. Некоторые владельцы полностью реконструируют систему зажигания: превращают её в 2-х контурную (как в более современном моторе «3M3-402»), при этом устанавливаются два коммутатора, 2 катушки зажигания, и целиком прорабатывается датчик-распределитель.

Для форсирования двигателя «3M3-402» без потери его ресурса любители погонять увеличивают диффузоры карбюратора до 26/30мм, устанавливают распределительный вал и прямоточный выхлоп равного диаметра по всей длине. Такой тюнинг можно свободно проделать своими руками, и мощность двигателя на выходе составляет 120-130 лошадиных сил.

Для повышения эффективности отфрезеровывается головка блока цилиндров до высоты 93мм, под увеличение степени сжатия, что добавляет мотору ещё несколько «лошадей». Ещё более простой способ сделать «3M3-402» – это установить компрессор («SC-14» или «Eaton M90»), который будет дуть в карбюратор. Но, конечно, расходы, как финансовые, как и технологические, связанные с такими видами проработки, оказываются не совсем малыми.

Стоимость двигателя «3M3-402»

Предложения о продаже двигателя «3M3-402» фигурируют в ассортименте практически на всех интернет-ресурсах, представляющих вторичный автомобильный рынок. Его стоимость находится в пределах 80-120 тысяч рублей.