Устройство двигателя ЗМЗ 402: подробный разбор конструкции

Непосредственный осмотр блока цилиндров и головки при дефектовке часто выявляет трещины в перемычках или деформацию плоскости прилегания, что является критической неисправностью для двигателя ЗМЗ 402. В отличие от современных силовых агрегатов, эта конструкция не имеет гидрокомпенсаторов, а масляный канал к распредвалу выполнен открытым желобом в блоке, что требует особого внимания при сборке. Понимание того, как именно расположены каналы смазки и как взаимодействуют кулачки распределительного вала с толкателями, необходимо для правильного устранения стуков и низкого давления масла.

Основой конструкции служит чугунный блок цилиндров, отлитый вместе с верхней частью картера, что обеспечивает высокую жесткость, но увеличивает общий вес агрегата. Внутри расточены четыре цилиндра, в которые устанавливаются поршни, соединенные с коленчатым валом через шатуны. ЗМЗ-402 имеет нижнее расположение распредвала, который вращается за счет винтовой шестерни на коленвале, передавая усилие через толкатели, штанги и коромысла на клапаны. Такая схема, называемая OHV, считается архаичной, но отличается ремонтопригодностью и простотой обслуживания в полевых условиях.

⚠️ Внимание: При сборке двигателя категорически запрещено использовать герметик на плоскости стыка блока и крышки коренных подшипников в зоне масляных каналов, так как его частицы могут закупорить систему смазки.

Блок цилиндров и кривошипно-шатанный механизм

Фундаментом мотора является блок, изготовленный из алюминиевого сплава с чугунными гильзами, запрессованными на заводе. Конструкция предусматривает пять опор коленчатого вала, что снижает вибрации и шум при работе на высоких оборотах. В отличие от более современных модификаций, здесь используется набивка сальника коленвала сзади, что часто становится причиной течи масла при неправильной установке или износе.

Коленчатый вал изготовлен из стали методом ковки и имеет противовесы для балансировки. Шатунные шейки подвергнуты закалке токами высокой частоты для повышения износостойкости. Поршни выполнены из алюминиевого сплава и имеют три кольца: два компрессионных и одно маслосъемное. Важно отметить, что поршневые пальцы плавающего типа, фиксируются стопорными кольцами, которые необходимо менять при каждой разборке.

Особенности гильз цилиндров

Гильзы в ЗМЗ 402 имеют высоту 144,5 мм и фиксируются в блоке за счет верхнего бурта. Нижняя часть гильзы уплотняется резиновыми кольцами, предотвращающими попадание тосола в картер. При перегреве гильзы могут деформироваться, теряя геометрию, что приводит к прорыву газов и угару масла.

Смазка трущихся пар осуществляется под давлением. Масло из поддона через маслоприемник попадает в масляный насос, затем проходит через фильтр и поступает в главную магистраль. Оттуда оно распределяется к коренным и шатунным вкладышам, а также к втулкам распредвала. Давление в системе контролируется редукционным клапаном, который сбрасывает излишки масла обратно в поддон при превышении нормы.

Газораспределительный механизм (ГРМ)

Газораспределительный механизм двигателя ЗМЗ-402 имеет нижнее расположение распределительного вала, что является характерной чертой старых конструкций. Распредвал изготовлен из стали и имеет косозубую шестерню привода, которая находится в зацеплении с шестерней коленвала. Такая передача обеспечивает тихую работу, но требует точной регулировки тепловых зазоров клапанов.

• 🔧 Толкатели клапанов выполнены в виде стальных стаканчиков, передающих усилие от кулачков распредвала на штанги.
• 🔧 Штанги изготовлены из стального прутка, на концах которых установлены закаленные наконечники для работы с коромыслами.
• 🔧 Коромысла установлены на общей оси и регулируются винтами с контргайками, обеспечивая открытие впускных и выпускных клапанов.

Регулировка тепловых зазоров производится на холодном двигателе с помощью щупа. Для впускных клапанов зазор составляет 0,35–0,40 мм, а для выпускных — 0,40–0,45 мм. Несоблюдение этих параметров приводит к стуку клапанов или их прогоранию из-за неплотного прилегания тарелки к седлу. Регулировку следует проводить строго по порядку работы цилиндров: 1-2-4-3.

⚠️ Внимание: Чрезмерное затягивание регулировочного винта без зазора приведет к тому, что клапан не будет закрываться полностью, вызывая потерю компрессии и прогар седла.

Система смазки и ее особенности

Система смазки двигателя комбинированная: наиболее нагруженные узлы смазываются под давлением, а остальные — разбрызгиванием. Масляный насос шестеренчатого типа расположен в блоке цилиндров и приводится в действие промежуточным валом. Этот вал также приводит в действие распределитель зажигания, что является важной особенностью конструкции.

Масляный фильтр в ЗМЗ 402 используется полнопоточный, со сменным бумажным элементом. В системе предусмотрен перепускной клапан, который открывается при засорении фильтра или при пуске холодного двигателя, когда вязкость масла высока. Это позволяет маслу поступать к узлам трения в обход фильтрующего элемента, предотвращая масляное голодание.

Критически важным узлом является трубка подвода масла к оси коромысел. Она часто забивается продуктами нагара, что приводит к быстрому износу распредвала и толкателей. При ремонте двигателя эту трубку необходимо обязательно прочищать или заменять на новую. Также стоит уделять внимание состоянию масляного радиатора, если он установлен на вашей модификации.

Система питания и карбюратор

Двигатель ЗМЗ-402 изначально проектировался под работу с карбюратором К-151 или его модификациями. Топливная смесь готовится в поплавковой камере и через диффузоры поступает во впускной коллектор. Впускной коллектор отлит из алюминиевого сплава и имеет подогрев от выхлопных газов для улучшения испарения топлива зимой.

Карбюратор К-151 является сложным устройством с двумя смесительными камерами. Он оснащен системой холостого хода, эконостатом, ускорительным насосом и системой рециркуляции отработавших газов. Регулировка качества и количества смеси производится винтами на корпусе карбюратора. Неправильная настройка приводит к увеличению расхода топлива и нестабильной работе на холостом ходу.

⚠️ Внимание: Использование некачественного бензина приводит к быстрому засорению жиклеров и залипанию иглы запорного клапана, что может вызвать перелив топлива и пожар.

Топливный насос диафрагменного типа расположен сбоку блока цилиндров и приводится в действие эксцентриком на распределительном валу. Он подает топливо из бака к карбюратору, создавая необходимое давление. Между насосом и карбюратором устанавливается фильтр тонкой очистки топлива, который задерживает мелкие частицы грязи.

Система зажигания

Зажигание в двигателе ЗМЗ-402 контактное или бесконтактное (в более поздних версиях). Распределитель зажигания (трамблер) вращается в ту же сторону, что и коленчатый вал — по часовой стрелке. Привод трамблера осуществляется винтовой шестерней от промежуточного вала, который, в свою очередь, смазывается маслом под давлением.

• 🔋 Прерыватель-распределитель регулирует момент искрообразования в зависимости от оборотов двигателя (центробежный регулятор).
• 🔋 Вакуумный регулятор изменяет угол опережения зажигания в зависимости от нагрузки на двигатель.
• 🔋 Свечи зажигания должны иметь калильное число, соответствующее условиям эксплуатации, обычно это А17ДВР или аналоги.

Порядок работы цилиндров: 1-2-4-3. Установка зажигания производится по меткам на шкиве коленвала и крышке распределителя. Правильный угол опережения зажигания критически важен для мощности и экономичности. Раннее зажигание вызывает детонацию, а позднее — перегрев и падение мощности.

Система охлаждения

Система охлаждения двигателя закрытого типа, принудительная, с центробежным насосом. Термостат установлен в корпусе, расположенном на головке блока цилиндров. При холодном пуске жидкость циркулирует по малому кругу, минуя радиатор, что обеспечивает быстрый прогрев двигателя до рабочей температуры.

Вентилятор системы охлаждения может быть механическим (приводится ремнем от коленвала) или электрическим. В жаркую погоду или при движении с низкой скоростью механический вентилятор создает значительный шум и отнимает мощность у двигателя. Электрический вариант включается по сигналу датчика температуры, установленного в радиаторе или блоке.

Важно следить за уровнем охлаждающей жидкости и состоянием ремня привода помпы. Ослабление ремня приводит к перегреву двигателя, так как насос перестает прокачивать антифриз с нужной производительностью. Также следует регулярно проверять натяжение ремня и отсутствие на нем трещин.

Частые неисправности и методы их устранения

В процессе эксплуатации владельцы сталкиваются с рядом типичных проблем. Стук в двигателе чаще всего связан с тепловыми зазорами клапанов или износом шатунных вкладышей. Троение мотора может быть вызвано неисправностью системы зажигания или подсосом воздуха во впускной коллектор.

Течь масла через задний сальник — "болезнь" модели. Для устранения требуется снимать двигатель или коробку передач, так как сальник расположен неудобно. Современные мастера часто заменяют набивку на силиконовый герметик или устанавливают сальник от ВАЗ-2101 с доработкой, что повышает надежность узла.

Повышенный расход масла свидетельствует об износе поршневых колец или маслосъемных колпачков. В этом случае требуется капитальный ремонт двигателя с расточкой цилиндров и заменой поршневой группы. Своевременная замена масла и фильтров помогает продлить ресурс мотора до следующего ремонта.

Какой порядок затяжки болтов ГБЦ на ЗМЗ 402?

Затяжка производится в два-три приема крест-накрест, начиная от центра к краям. Момент затяжки составляет 7,0–7,5 кгс·м. Важно соблюдать последовательность, чтобы не повредить прокладку и обеспечить герметичность.

Можно ли установить ЗМЗ 402 на ГАЗель?

Да, двигатель ЗМЗ-402 устанавливался на ГАЗель ранних годов выпуска. Однако для современных требований экологии и мощности он считается слабым, поэтому его часто заменяют на ЗМЗ-405 или 409.

Какое масло лучше заливать в ЗМЗ 402?

Рекомендуется использовать полусинтетические масла вязкостью 10W-40 или 5W-40 стандарта API SG/SJ и выше. В летний период допускается использование минеральных масел 15W-40.

Почему греется двигатель ЗМЗ 402?

Основные причины: неисправный термостат, засоренный радиатор, пробуксовка ремня помпы, позднее зажигание или бедная смесь. Также возможен пробой прокладки ГБЦ.