Двигатели ЗМЗ-24Д/2401 и ЗМЗ-402/4021 автомобилей «Волга» основные различия и характеристики

Сначала разберемся какие автомобили какими двигателями комплектовались с завода
С 1970 по 1986 год:
Автомобиль Волга ГАЗ-24 комплектовался двигателем ЗМЗ-24Д — степень сжатия 8,2, мощность 95 л.с.
Автомобиль Волга ГАЗ-24-01 комплектовался двигателем ЗМЗ-2401 — степень сжатия 6,7, мощность 85 л.с.
С 1986 года по 1992-й год:
Автомобиль Волга ГАЗ-24-10 комплектовался двигателем ЗМЗ-402.10 — степень сжатия 8,2, мощность 100 л.с.
Автомобиль Волга ГАЗ-24-11 комплектовался двигателем ЗМЗ-4021.10 — степень сжатия 6,7, мощность 90 л.с.
С 1992 года и до конца выпуска карбюраторных Волг автомобили комплектовались двигателями ЗМЗ-402.10 и 4021.10. без сколь либо значимых изменений в конструкции.

Основными характеристики и конструктивные отличия двигателей ЗМЗ-24Д, ЗМЗ-2401, ЗМЗ-402.10, змз-4021.10:

Исходя из таблицы и заводских отчетов мы видим, что основные отличия ЗМЗ-402 от ЗМЗ-24Д такие:

• система охлаждения с помпой на блоке цилиндров без водораспределительной трубки с измененной циркуляцией жидкости
• увеличенный диаметр выпускных клапанов
• установлены двойные пружины клапанов (выше надежность)
• установлены две дополнительные стойки для краев оси коромысел
• штатный карбюратор заменен с К-126Г на К-151 (и модификации в т.ч. К-151-С)
• шпильки крепления ГБЦ увеличенного диаметра и иной резьбы (вместо М11х1 на М12х1.25)
• увеличена масса шкива-демпфера коленчатого вала
• изменен профиль кулачков распределительного вала
• распределительный вал стал чугунным вместо стального
• масляный насос с алюминиевым маслозаборником вместо стального и с увеличенной производительностью
• изменена конструкция масляного радиатора

p.s. Характеристики двигателей приведены из заводских руководств по эксплуатации автомобилей ГАЗ-24 и ГАЗ-24-10 соответственно. Следует учитывать, что по нынешним методам измерения мощности и крутящего момента моторы показывают более скромные показатели нежели заявлено (в среднем на 5 л.с. и 5Нм меньше). В любом случае разница между ЗМЗ-24Д и ЗМЗ-402 четко прослеживается по таблице. Мы видим, что старик ЗМЗ-24Д имеет несколько более тяговую характеристику нежели ЗМЗ-402. Это обусловлено вышеописанными изменения в конструкции.

Некоторые аспекты форсировки двигателей ЗМЗ-24д и ЗМЗ-402 рассмотрены в статье: «Форсировка двигателя Волги».

Двигатели на автомобиль ГАЗ 24

Легковой автомобиль ГАЗ 24 разрабатывался в середине 60-х годов двадцатого века, а в июле 1970 года уже полностью заменил предшественника ГАЗ 21. Соответственно, для новой «Волги» был создан совсем другой двигатель внутреннего сгорания, который собирался на Заволжском моторном заводе.

Классический автомобиль ГАЗ 24

Прототипом двигателей внутреннего сгорания (ДВС) ЗМЗ 24Д и ЗМЗ 2401 служил мотор ГАЗ 21. Новый мотор принципиально были схож с силовым агрегатом «двадцать первой «Волги» и даже внешне похож на него. Но детали двигателей почти все были разные, и не взаимозаменяемы между собой в основной массе.

ЗМЗ 24Д и ЗМЗ 2401

Общее описание

ЗМЗ 24Д – 8-клапанный четырехтактный четырехцилиндровый двигатель, имел верхнее расположение клапанов и нижнее расположение распределительного вала. Блок цилиндров и головка блока цилиндров (ГБЦ) были отлиты из алюминиевого сплава AL 4. ДВС предназначался для работы на бензиновом топливе Аи-93. Мотор ЗМЗ 2401 обладал такими же характеристиками. В отличие от ЗМЗ 24Д, ЗМЗ 2401 работал на бензин А-76. Топливная система оснащалась двухкамерным карбюратором К 126Г.

Схема двигателя ЗМЗ-24Д

В свое время применение алюминиевого блока цилиндров (БЦ) и головки блока являлось новшеством и считалось передовой технологией. «Двадцать четвертые» моторы просуществовали без каких-либо изменений до 1985 года, когда на смену им пришло новое поколение двигателей ЗМЗ 402 и ЗМЗ 4021.

Заволжский моторный завод продолжал выпуск ЗМЗ 24Д и ЗМЗ 2401, но в качестве запасного агрегата. Новые модели ГАЗ 2410 и их модификации с 1987 года комплектовались только новыми двигателями.

Технические характеристики ЗМЗ 24Д и ЗМЗ 2401

Двигатели «двадцать четвертой» серии обладали следующими характеристиками:

• Количество цилиндров – 4;
• Диаметр поршня стандартного размера – 92 мм;
• Ход поршня – 92 мм;
• Количество коренных опор коленчатого вала – 5;
• Диаметр коренных шеек стандартного коленчатого вала – 64 мм;

Схема устройства коленчатого вала Газ 24

В масляный картер ДВС заливалось от 5 до 5,5 литров моторного масла (по разным данным), но по проверенным данным до полного уровня по масляному щупу требовалось пять с половиной литров.

Моторы ЗМЗ 24Д и ЗМЗ 2401 между собой имели только два отличия – это сама ГБЦ и штанги толкателей. У головки блока ЗМЗ 2401 была больше камера сгорания цилиндров за счет утолщения металла в этой области. Высота ГБЦ ЗМЗ 2401 равна 98 мм, у ЗМЗ 24Д этот параметр равен 94 мм. Различали ГБЦ, замеряя высоту штангенциркулем, опытные мотористы определяли различия на глаз. Штанги отличались по длине, у версии ДВС под 76-ой бензин они были длиннее на 4 мм.

Пример мотора ЗМЗ 24Д под 76-ой бензин

ЗМЗ 402 и ЗМЗ 4021

В 1985 году началась серьезная модернизация «двадцать четверки». Изменения касались салона, кузова, тормозной системы. Коснулись они и двигателя. Что самое интересное, внутренняя «начинка» двигателя совсем не изменилась, и объем мотора остался прежним. Зачем же тогда затевалась вся эта модернизация?

Благодаря новшествам, ДВС стал более удобен в обслуживании и в ремонте. Затем, пусть немного, но увеличилась мощность двигателя. Согласно конструкторским задумкам, должен был увеличиться ресурс двигателя.

У новых ДВС в обозначении присутствуют цифры 10, то есть двигатели имеют индексы ЗМЗ 402.10 и ЗМЗ 4021.10. Но для упрощения полное название прописывать не будем.

Отличие двигателей ЗМЗ 402 от ЗМЗ 24

Так выглядит двигатель ЗМЗ 402

Между двумя типами двигателей присутствуют следующие отличия:

• Головка блока цилиндров. Спереди ГБЦ ЗМЗ 24 расположен водяной насос, у ГБЦ ЗМЗ 402 в этом место находится корпус термостата, а насос переместился на БЦ. На ГБЦ ЗМЗ 402 двойные пружины клапанов, в отличие от одинарных на ГБЦ ЗМЗ 24;
• Ось коромысел. На модели ЗМЗ 402 у оси по краям появились дополнительные стойки. Это позволило проводить более точную регулировку клапанов за счет более жесткой фиксации оси;
• Блок цилиндров. ЗМЗ 402 – водяной насос находится на передней части блока. ЗМЗ 24 – помпы здесь нет, в этом месте просто алюминиевый гладкий отлив;
• Карбюратор. ЗМЗ 402 – модель карбюратора К126Г, модель карбюратора – 151 (в дальнейшем модернизированный вариант К151С);
• Масляный насос. У моторов ЗМЗ 402 новый насос имел более крупные шестерни и корпус. За счет новшества повысилась его производительность;
• Шкив коленчатого вала. На двигателях ЗМЗ 402 стал применяться массивный шкив, который позволил увеличить крутящий момент ДВС;
• Водяной насос. Помпа ЗМЗ 24 была совмещена с корпусом термостата. У новых моторов помпа она совершенно другого вида и меньше в размерах. Предполагалось, что подшипникам помпы ЗМЗ 402 достаточно было заводской смазки, поэтому масленку в ней не предусмотрели;
• Совмещенный впускной и выпускной коллектор. ЗМЗ 402 – конструкция рассчитана на приемную трубу глушителя с двумя коленами. ЗМЗ 24 – коллектор рассчитан на одинарную приемную трубу.

Вернуться к оглавлению

Форкамерный двигатель ЗМЗ 4022.10

В 1981 году Заволжский автозавод с целью повышения мощности силового агрегата создает новый экспериментальный двигатель, который получился переходным между ЗМЗ 24 и ЗМЗ 402. Мотор был задуман для новой «Волги» ГАЗ 3102, но он также устанавливался опытной партией и на «двадцать четвертые». В частности, в такси такие машины эксплуатировались.

Так выглядит новая Волга Газ 3102

Блок цилиндров ЗМЗ 4022.10 внешне почти не отличим от 402-ого двигателя, но был абсолютно другим внутри. Все отличия заключались в посадке цилиндров и в самих гильзах.

В отличие от легкосъемных гильз моторов 24 и 402, которые уплотнялись с блоком через медную прокладку, гильзы в блоке форкамерного двигателя фиксировались двумя резиновыми кольцами. Они «сидели» в посадочном месте так жестко, что их невозможно порой снять даже съемником. Кстати, такие блоки называли «кокильные».

Головка блока имела свою, особенную конструкцию. На каждый цилиндр была добавлена маленькая камера сгорания и один небольшой клапан. Принцип заключался в том, что горючая смесь сначала поджигается в этой камере (форкамере). Затем за счет «взрыва» происходит усиление воспламенения основной смеси, что способствует повышению мощности ДВС. Следует отметить, что паспортная мощность данного агрегата была заявлена 105 л.с. на 93-ем бензине, и мотор действительно был очень резвым и оборотистым.

Определить форкамерный двигатель на машине можно было сразу, открыв капот. Этот мотор выдавала алюминиевая клапанная крышка, которую невозможно спутать со штампованной стальной крышкой 24 и 402.

Соответственно, у ЗМЗ 4022.10 имелись свои детали, которые не взаимозаменяемы ни с какими другими:

• Совмещенный впускной и выпускной коллектор;
• Карбюратор;
• Ось коромысел;
• Головка блока цилиндров;
• Форкамерные клапана;
• Клапанная крышка;
• Прокладка коллектора.

В этом списке нет блока цилиндров и гильз поршневой группы. Дело в том, что блок и гильзы нашли свое применение в двигателях ЗМЗ 402.

Установленный мотор ЗМЗ 402

Мотор ЗМЗ 4022 оказался не слишком удачной задумкой. Он был очень капризным в настройках топливной системы. Довольно часто двигатели отказывались запускаться, приходилось часами крутить стартер, чтобы оживить мотор. Запуск мог произойти неожиданно, и в чем дело, понять не мог никто. По этой причине через три года решили отказаться от таких моторов.

На складах ЗМЗ оставались кокильные блоки и поршневые группы от мотора ЗМЗ 4022.10, и эти детали пустили в серию. Поэтому периодически при ремонте «четыреста второго» двигателя обнаруживалось, что на моторе стоит подобный агрегат. Внешне такой мотор можно определить по характерной отливке блока, и то не сразу, только опытным глазом.

Те ДВС, которые преподносили сюрпризы с запуском, все-таки «оживляли», метод был элементарный – брали ГБЦ всю в сборе от ЗМЗ 402 и переставляли. Правда, это стало возможно только после того, как пошел в серию 402-ой двигатель.

Неисправности, присущие моторам серии ЗМЗ 24

Неисправностью практически любого двигателя является повышенный расход масла и стук коленчатого вала. Другое дело, что у одних ДВС это «болезнь», а другие довольно стойко переносят перегрузки и масляное голодание. «Волговские» моторы относятся к группе стойких и закаленных, но болячки все же имеются.

Характерные признаки 24-ых моторов, какие присущи именно этим моделям:

• Течь масла заднего коренного подшипника;
• Износ постели или втулок распределительного вала, а также опор самих валов;
• Обрыв или проворачивание шестигранного привода масляного насоса;
• Срабатывание зубьев текстолитовой шестерни распределительного вала;
• Износ латунных втулок шатунов под поршневой палец.

Задний коренной подшипник

Течь масла заднего коренного подшипника знакома почти каждому «волговоду». Дело в том, что на месте стыка двух половинок сальниковой набивки со временем образуется щель. Сальниковая набивка под влиянием температуры «усыхает» и сжимается.

К тому же, неплотные соединения создаются из-за высыхания двух резиновых уплотнителей («сапожков» или «флажков»). Такая болезнь лечится прокладыванием хорошего маслостойкого герметика на стыках уплотнений. Конечно же, набивка и «флажки» при этом заменить необходимо. Когда операция проходит на месте (без снятия коленчатого вала), верхнюю набивку не меняют. Да и добраться до нее практически невозможно.

Замена заднего коренного сальника бесполезна, если поршневая группа дымит, а двигатель расходует масло. Избыточное давление в первую очередь «продавливает» именно это соединение. Если же забита система вентиляции картерных газов, масло тоже в первую очередь пойдет через «задний коренной».

Установка заднего коренного подшипника

Стоит прочистить систему вентиляции, течь задний сальник перестает.

Задний сальник может течь по причине изношенности коренных шеек коленчатого вала. Определяют износ шеек прослушиванием двигателя. При резкой подгазовке раздается глухой рык или стук в районе расположения коленвала. Стук очень характерный, его трудно с чем-то другим спутать. Здесь замена сальника не поможет, вал нужно шлифовать.

Постель распределительного вала

Видимо, не все отличия ЗМЗ 402 от ЗМЗ 24 были рассмотрены в этой статье. ЗМЗ еще модернизировал блок цилиндров в посадочном месте распределительного вала. На всех ранних выпусках «Волги» ГАЗ 24 алюминиевые блоки имели втулки под распределительный вал. Проблема заключается в том, что эксплуатация ДВС с низким давлением масла приводит к преждевременному износу опор распредвала и посадочного места этих опор.

Схема распределительного вала двигателя ЗМЗ 402

Замена втулок распредвала – дело хлопотное, но выполнимое в гаражных условиях. ЗМЗ выпускал ремонтные втулки, которые можно было установить вместо изношенных, необходимо было иметь набор разверток и немало терпения, времени и аккуратности. Валы успешно шлифовались под ремонтный размер, и больших проблем не наблюдалось.

Все стало хуже после того, как Заволжский моторный завод решил упразднить втулки, и решил устанавливать валы прямо в теле БЦ.

Такие безвтулочные блоки стали выпускать после 1985 года. Причем, это встречалось и на ЗМЗ 24, и на ЗМЗ 402.

Спустя некоторое время завод и вовсе отказался от втулок, что доставило и до сих пор доставляет немало проблем владельцам «Волг». В случае подобной неисправности остается два выхода – либо отдавать БЦ «втулить» на завод, где есть фрезерный станок, либо менять блок на другой блок цилиндров.

Шестигранный привод масляного насоса

На моторах ЗМЗ 24 привод трамблера одновременно является и приводом масляного насоса. Привод масляного насоса представляет собой шестигранник, который приводит в действие сам насос. Со временем шестигранник изнашивается и проворачивает в теле насоса, и если не следить за давлением масла, с мотором может случиться беда – застучит коленвал, потребуется капремонт. Обрывы шестигранника случаются, если замерзает масло в поддоне зимой. Поэтому за давлением масла нужно смотреть внимательно.

Шестерня распределительного вала

Стук шестерни свидетельствует об износе ее зубьев. Стучать она может довольно долго, но с заменой детали лучше не затягивать. Если обрыв зубьев произойдет в дороге, машина не заведется и дальше ехать не сможет. Автомобиль придется буксировать до ближайшей автомастерской.

Верхние втулки шатунов (под поршневой палец)

Под нагрузкой втулки шатунов имеют свойство изнашиваться. Это характерно для многих моторов с «плавающими» пальцами. Стук по причине изношенных втулок не слишком опасен, если он только начал появляться. Но затягивать с ремонтом не стоит, в результате может лопнуть поршневой палец. Тогда уже последствия будут плачевными. Стук изношенных втулок похож на стук распределительной шестерни, но отличается тем, что явно слышен под нагрузкой.