Реальные возможности двигателя ЗМЗ 402 - разрушение мифов Ни один другой отечественный движок не породил такого количества дремучих предрассудков, упорно передаваемых из поколения в поколение, как старый добрый двигатель ЗМЗ 402. Все бы ничего, но слепая вера во все эти измышления перекрывает рукастому Волговоду дорогу к ряду несложных, но эффективных усовершенствований, способных превратить старичка во вполне пригодный для современной динамичной езды агрегат. Стоит этим заниматься или нет - отдельный вопрос, но возможность, я считаю, как минимум должна быть. Поэтому приступим к поискам истины. 1. ЗМЗ-402 древнее мамонтовых экскрементов, ведет родословную от Доджа 30-х годов! Обознатушки-перепрятушки. Рядная нижнеклапанная "шестерка" ГАЗ-11, представлявшая собой "переметриченный" Dodge D5, после серии усовершенствований закончила свою конвейерную жизнь под капотом грузовика ГАЗ-52. 402-й же является венцом эволюции (пардон за пафос) совсем другой линейки, начало которой положил ЗМЗ-21 в конце 50-х. Вполне себе самостоятельной разработки, надо заметить: в сторону американцев если и смотрели, то довольно общо и больше на тему "как делать не надо" - то есть не наступать на те грабли, на которые за бугром уже наступали. Не верите? Попробуйте найти что-либо похожее. Лично мне из всего многообразия мировой моторной продукции за два десятилетия удалось найти всего два двигателя схожей компоновки (только схожей, никакой речи о взаимозаменяемости деталей не идет): - Chevy 153 (объем в дюймах) 62-го года, ставился на Nova \ Chevy II. 4 цилиндра, 2.5л, 90 л.с. Внешне очень похож на ЗМЗ-21, но компоновку имеет зеркальную (коллекторы со стороны водителя) и блок из тонкостенного чугуна. К тому же не является самостоятельной разработкой, получен путем отрезания пары цилиндров от имевшейся "шестерки". Как видим, движок появился позже 21-го, так что счесть его примером для подражания проблематично. Кстати, у штатовских энтузиастов 153-й до сих пор достаточно популярен, главным образом в турбированном виде. - Двигатель британского Triumph TR4 61-го года. 4 цилиндра, 2.2 л, 100 л.с. Опять же, внешнее и компоновочное сходство с 24д забывается когда начинаешь интересоваться деталями. Чугунная ГБЦ, чугунный же блок, скошенные коромысла, привод ГРМ цепью... А главное - кое какие решения, которые я бы рад был чтобы ЗМЗшники скопировали, но - не судьба :). Единственное, что может нам тут быть полезно - энтузиасты снимают с этого движка немалую для такой архитектуры мощность, а поскольку наши нижневальники используют схожие решения, то никто не мешает применить к ним те же приемы тюнинга. Итого: линейка 21\ 24д \ 402 представляет собой вполне прогрессивную на момент разработки самостоятельную конструкцию со сбалансированными характеристиками. Мамонтовы экскременты все же несколько подревнее будут. 2. ЗМЗ-402 - позор моторостроения, такой архаичной конструкции не место в современном мире! Так говорят недоброжелатели, обычно имея в виду штанговый привод клапанов и "мокрые" гильзы без верхней фиксации. Не зная о том, что те же самые штанги можно обнаружить в двигателях таких машин как Bentley Mulsanne, Corvette C6 или, например, болидов NASCAR. А гильзы прекрасно себя чувствуют в высокооборотистых хондовских и турбированных пежошных моторах. Как видите, у других место нашлось, да и вообще за бугром старыми разработками не разбрасываются: к примеру, современный логановский восьмиклапанник имеет в основе блок от нижневального Renault 4 начала 60-х и производитель совершенно никаких угрызений совести по этому поводу не испытывает. Более высокий уровень внутренних потерь в нижневальных движках - это, конечно, не есть хорошо. Но отнюдь не смертельно. Да, литровая мощность V8 Формулы-1 почти в два раза больше чем у "восьмерки" NASCAR, однако в конечном итоге оба движка вполне успешно выдают свои 800 сил. Применительно к нашей ситуации - если снабдить 402-й верхневальной головкой, сомневаюсь, что выигрыш составит больше 3-5 л.с. при прочих равных. Причины "недодоя" находятся совсем в другом месте. 3. ЗМЗ-402 нельзя крутить выше 3500 об\м потому что: - На это не рассчитан штанговый привод клапанов. При соблюдении определенных условий штанговый привод может обеспечить любые разумные обороты, лишь бы прочность деталей была достаточной. К примеру уже упомянутые нижневальные двигатели NASCAR имеют подъем клапана до 19 (!!!)мм и коромысла с передаточным отношением 1.9, и при этом работают на 9500 - 11 000 оборотов. С такими же как у нас толкателями т.к. роликовые запрещены регламентом. Пружины пожестче, детали привода помассивнее - и вперед, с песней. Максимальные обороты ЗМЗ-402, ограниченные пропускной способностью впускного тракта (этакая естественная отсечка) - где-то между 5000 и 6000, детский лепет по меркам прогрессивного моторостроения. Для таких режимов хватает и хлипких дюралевых штанг (штатники используют злую хромомолибденовую сталь), и "овощных" клапанных пружин, к тому же остальные детали механизма у нас чуть ли не самые легкие среди мировых аналогов. Штатовские толкатели весят от 100 до 135 грамм против наших 90, коромысла даже тюнинговые дюралевые тяжелее наших стальных, клапана длиннее... И все это успешно крутится! А еще у нас самый большой среди одноклассников диаметр толкателя, что позволяет ставить распредвалы с весьма агрессивным профилем кулачка без риска повредить механизм. Впрочем это больше для спортсменов актуально. Почему же в наших движках периодически подвисают клапана и гнутся штанги? Исключительно стараниями хозяев. Или при переборке головы забыли развернуть направляющие втулки, чем обеспечили подклинивание штоков, или после долгой езды с убитыми МСК наросты нагара утяжелили клапан на десяток граммов и он стал чрезмерной обузой для пружины. Исправный мотор до своих предельных 5500 оборотов должен раскручиваться без каких-либо проблем. - На это не рассчитана набивка, вытечет все масло. Что касается набивки, то само по себе это вполне эффективное уплотнение: достаточно вспомнить мерседесовские движки и ряд штатовских V8, где эта набивка применялась и герметичность успешно обеспечивала. Скажу больше: проводились эксперименты (в том числе и кем-то на волгофорумах) по запуску движка вообще без набивки - не течет! Только после его остановки в щель попадает какое-то количество стекающего сверху масла. Так какого же...? Две причины. Во первых, есть одно условие при котором там, где раньше не текло, начинает хлестать: повышенное давление в картере. Во-вторых, у набивки есть один недостаток по сравнению с сальником - малая эластичность и, посему, чувствительность к малейшему биению обкатываемой шейки. А биение у нас очень часто имеет место быть т.к. родной Заволжский моторный еще в советские времена ввел "рацуху" в виде бесцентровой шлифовки коленвалов, сочтя их жесткость достаточной для этого. То есть вал зажимался в патрон станка за один конец, а другой болтался в воздухе, ничем не поддерживаемый. Как показывает опыт - с жесткостью хрен угадали, а шейка набивки как раз на дальнем от патрона конце. Таким образом на многих движках уже с завода выполнено первое условие для течи: набивка не держит по причине биения шейки. Осталось только дождаться второго условия - то есть хорошенько раскочегарить движок чтобы усиленный прорыв газов сквозь кольца сделал свое черное дело: поднял давление в картере. Если при этом еще и шланг вентиляции вниз выведен - совсем шикарно, доливная канистра в багажнике не залежится. Вот откуда берутся рассказы типа "полчаса ехал 120 - все масло выгнало". А потом делается далеко идущий вывод что все 402-е нельзя крутить. Не все, отнюдь не все. Собственно говоря, сильно повышенное давление может выгонять масло даже сквозь исправную набивку. Пример из собственного опыта: исправный движок с кондиционным коленвалом и подключенной вентиляцией картера расходовал не больше литра масла на 10 ткм. После поломки компрессионного кольца в первом цилиндре и последующего выведения шланга ВК под машину после каждой стоянки под машиной оставалась масляная лужа: залитого литра хватало километров на 200. Заменил кольца, не трогая коленвал - расход масла тут же вернулся к прежним значениям, причем движок и до поломки, и после ремонта частенько крутился до отсечки. Как вы теперь видите, даже если вам попался неудачный движок, забыть про течь набивки навсегда вполне реально, особенно если совместить процедуру с капиталкой. Отнести коленвал в механообработочную контору, промерить на призмах и, при необходимости, обеспечить полную соосность всех коренных шеек и посадок под сальники. Остальное уже дело техники: поставить немецкую набивку (не забыв правильно сориентировать по вращению), следить за кольцами и не допускать засорения вентиляции картера. И крутить сколько влезет . - У движка "низовая" геометрия и тяжелые поршни, шатуны пообрывает. Геометрия у 402-го нейтральная (такую же используют некоторые "оппозиты" Subaru, например) и никак не может помешать ему крутиться. А если кто-то считает что 92мм это большой ход поршня - у Крайслера 100мм и фигли? Крутится не хуже 406-го. Поршни, конечно, тяжелее чем хотелось бы (а хотелось бы чтобы они вообще ничего не весили ), но если снова обратиться к штатникам - по их меркам поршни легкие. А со своими тяжелыми они не стесняются периодически "откручивать" до 9000 оборотов. Шатуны при этом ничем не отличаются от наших, т.е. никаких там наскаровских Н-образных и прочих заморочек. Обрывы шатунов на 402-х моторах конечно иногда имеют место, но вес поршней тут вряд ли играет роль - скорее состояние самих шатунов. Будучи в большинстве случаев не первым хозяином машины, никогда не знаешь кто и как лазил в движок до тебя. Шатуны могли ронять, менять на новодельные, грубо выбивать молотком из них болты, ставить новодельные болты, сырые или перекаленные... Вывод: взял у деда некапиталенную машину - шатуны береги. Справедливости ради надо заметить, что, при всей весомости этих аргументов, при поездке на некоторых машинах больше хочется верить мифу: по мере приближения оборотов к максимальным начинает казаться, что движок сейчас выпрыгнет из под капота и разлетиться на части. Ни в коем случае не стоит считать такую вибронагруженность характерной особенностью всех 402-х, обычно (при условии исправности подушек) она говорит о том, что движок до вас кто-то не очень удачно откапиталил. Причины - большой разновес в КШМ и (или) дисбаланс коленвала \ маховика. В какой-то мере нормой можно считать только мелкую, зудящую вибрацию, которая может появляться после 4500 об\мин - это следствие неудачного выбора проходных сечений в карбюраторе и характерный признак того, что большие диффузоры достигли предела своей пропускной способности. После установки более "свободного" карба зуд пропадает. - Будешь движок капиталить раз в год. Касаемо ускоренного износа при работе на высоких оборотах - в какой-то мере это так, но полностью исправному мотору на хорошем масле крутиловка сократит жизнь не намного больше чем какому-нибудь 16-клапаннику. Что реально убивает движок - это его собственная кривизна, не важно заводская или после косорукого ремонта. Несоосность коренных шеек коленвала, непараллельность шатунных, несоосность постелей в блоке, заваленные гильзовые колодцы... Так что если большие обороты прикончили ваш движок неожиданно быстро, то стандартная "быстрая" капиталка будет неправильным ходом - действительно, так и будете каждый год капиталить. Разобрать полностью, отвезти в механообработочную контору, промерить ВСЁ и вывести в допуски. Или поставить 406-й, по деньгам будет примерно одинаково :). Или взять на барахолке еще один 402-й, надеясь что он будет попрямее - это на порядок дешевле двух предыдущих вариантов, а номера сейчас не проверяют.
тюнинг волги от 21 до 31105
:Сергей Коваленко
Разрушение МИФОВ о ЗМЗ 402 ЧАСТЬ 1
Реальные возможности двигателя ЗМЗ 402 - разрушение мифов
Ни один другой отечественный движок не породил такого количества дремучих предрассудков, упорно передаваемых из поколения в поколение, как старый добрый двигатель ЗМЗ 402. Все бы ничего, но слепая вера во все эти измышления перекрывает рукастому Волговоду дорогу к ряду несложных, но эффективных усовершенствований, способных превратить старичка во вполне пригодный для современной динамичной езды агрегат. Стоит этим заниматься или нет - отдельный вопрос, но возможность, я считаю, как минимум должна быть. Поэтому приступим к поискам истины.
1. ЗМЗ-402 древнее мамонтовых экскрементов, ведет родословную от Доджа 30-х годов!
Обознатушки-перепрятушки. Рядная нижнеклапанная "шестерка" ГАЗ-11, представлявшая собой "переметриченный" Dodge D5, после серии усовершенствований закончила свою конвейерную жизнь под капотом грузовика ГАЗ-52. 402-й же является венцом эволюции (пардон за пафос) совсем другой линейки, начало которой положил ЗМЗ-21 в конце 50-х. Вполне себе самостоятельной разработки, надо заметить: в сторону американцев если и смотрели, то довольно общо и больше на тему "как делать не надо" - то есть не наступать на те грабли, на которые за бугром уже наступали. Не верите? Попробуйте найти что-либо похожее. Лично мне из всего многообразия мировой моторной продукции за два десятилетия удалось найти всего два двигателя схожей компоновки (только схожей, никакой речи о взаимозаменяемости деталей не идет):
- Chevy 153 (объем в дюймах) 62-го года, ставился на Nova \ Chevy II. 4 цилиндра, 2.5л, 90 л.с. Внешне очень похож на ЗМЗ-21, но компоновку имеет зеркальную (коллекторы со стороны водителя) и блок из тонкостенного чугуна. К тому же не является самостоятельной разработкой, получен путем отрезания пары цилиндров от имевшейся "шестерки". Как видим, движок появился позже 21-го, так что счесть его примером для подражания проблематично. Кстати, у штатовских энтузиастов 153-й до сих пор достаточно популярен, главным образом в турбированном виде.
- Двигатель британского Triumph TR4 61-го года. 4 цилиндра, 2.2 л, 100 л.с. Опять же, внешнее и компоновочное сходство с 24д забывается когда начинаешь интересоваться деталями. Чугунная ГБЦ, чугунный же блок, скошенные коромысла, привод ГРМ цепью... А главное - кое какие решения, которые я бы рад был чтобы ЗМЗшники скопировали, но - не судьба :). Единственное, что может нам тут быть полезно - энтузиасты снимают с этого движка немалую для такой архитектуры мощность, а поскольку наши нижневальники используют схожие решения, то никто не мешает применить к ним те же приемы тюнинга.
Итого: линейка 21\ 24д \ 402 представляет собой вполне прогрессивную на момент разработки самостоятельную конструкцию со сбалансированными характеристиками. Мамонтовы экскременты все же несколько подревнее будут.
2. ЗМЗ-402 - позор моторостроения, такой архаичной конструкции не место в современном мире!
Так говорят недоброжелатели, обычно имея в виду штанговый привод клапанов и "мокрые" гильзы без верхней фиксации. Не зная о том, что те же самые штанги можно обнаружить в двигателях таких машин как Bentley Mulsanne, Corvette C6 или, например, болидов NASCAR. А гильзы прекрасно себя чувствуют в высокооборотистых хондовских и турбированных пежошных моторах. Как видите, у других место нашлось, да и вообще за бугром старыми разработками не разбрасываются: к примеру, современный логановский восьмиклапанник имеет в основе блок от нижневального Renault 4 начала 60-х и производитель совершенно никаких угрызений совести по этому поводу не испытывает. Более высокий уровень внутренних потерь в нижневальных движках - это, конечно, не есть хорошо. Но отнюдь не смертельно. Да, литровая мощность V8 Формулы-1 почти в два раза больше чем у "восьмерки" NASCAR, однако в конечном итоге оба движка вполне успешно выдают свои 800 сил. Применительно к нашей ситуации - если снабдить 402-й верхневальной головкой, сомневаюсь, что выигрыш составит больше 3-5 л.с. при прочих равных. Причины "недодоя" находятся совсем в другом месте.
3. ЗМЗ-402 нельзя крутить выше 3500 об\м потому что:
- На это не рассчитан штанговый привод клапанов.
При соблюдении определенных условий штанговый привод может обеспечить любые разумные обороты, лишь бы прочность деталей была достаточной. К примеру уже упомянутые нижневальные двигатели NASCAR имеют подъем клапана до 19 (!!!)мм и коромысла с передаточным отношением 1.9, и при этом работают на 9500 - 11 000 оборотов. С такими же как у нас толкателями т.к. роликовые запрещены регламентом. Пружины пожестче, детали привода помассивнее - и вперед, с песней. Максимальные обороты ЗМЗ-402, ограниченные пропускной способностью впускного тракта (этакая естественная отсечка) - где-то между 5000 и 6000, детский лепет по меркам прогрессивного моторостроения. Для таких режимов хватает и хлипких дюралевых штанг (штатники используют злую хромомолибденовую сталь), и "овощных" клапанных пружин, к тому же остальные детали механизма у нас чуть ли не самые легкие среди мировых аналогов. Штатовские толкатели весят от 100 до 135 грамм против наших 90, коромысла даже тюнинговые дюралевые тяжелее наших стальных, клапана длиннее... И все это успешно крутится! А еще у нас самый большой среди одноклассников диаметр толкателя, что позволяет ставить распредвалы с весьма агрессивным профилем кулачка без риска повредить механизм. Впрочем это больше для спортсменов актуально. Почему же в наших движках периодически подвисают клапана и гнутся штанги? Исключительно стараниями хозяев. Или при переборке головы забыли развернуть направляющие втулки, чем обеспечили подклинивание штоков, или после долгой езды с убитыми МСК наросты нагара утяжелили клапан на десяток граммов и он стал чрезмерной обузой для пружины. Исправный мотор до своих предельных 5500 оборотов должен раскручиваться без каких-либо проблем.
- На это не рассчитана набивка, вытечет все масло.
Что касается набивки, то само по себе это вполне эффективное уплотнение: достаточно вспомнить мерседесовские движки и ряд штатовских V8, где эта набивка применялась и герметичность успешно обеспечивала. Скажу больше: проводились эксперименты (в том числе и кем-то на волгофорумах) по запуску движка вообще без набивки - не течет! Только после его остановки в щель попадает какое-то количество стекающего сверху масла. Так какого же...? Две причины. Во первых, есть одно условие при котором там, где раньше не текло, начинает хлестать: повышенное давление в картере. Во-вторых, у набивки есть один недостаток по сравнению с сальником - малая эластичность и, посему, чувствительность к малейшему биению обкатываемой шейки. А биение у нас очень часто имеет место быть т.к. родной Заволжский моторный еще в советские времена ввел "рацуху" в виде бесцентровой шлифовки коленвалов, сочтя их жесткость достаточной для этого. То есть вал зажимался в патрон станка за один конец, а другой болтался в воздухе, ничем не поддерживаемый. Как показывает опыт - с жесткостью хрен угадали, а шейка набивки как раз на дальнем от патрона конце. Таким образом на многих движках уже с завода выполнено первое условие для течи: набивка не держит по причине биения шейки. Осталось только дождаться второго условия - то есть хорошенько раскочегарить движок чтобы усиленный прорыв газов сквозь кольца сделал свое черное дело: поднял давление в картере. Если при этом еще и шланг вентиляции вниз выведен - совсем шикарно, доливная канистра в багажнике не залежится. Вот откуда берутся рассказы типа "полчаса ехал 120 - все масло выгнало". А потом делается далеко идущий вывод что все 402-е нельзя крутить. Не все, отнюдь не все.
Собственно говоря, сильно повышенное давление может выгонять масло даже сквозь исправную набивку. Пример из собственного опыта: исправный движок с кондиционным коленвалом и подключенной вентиляцией картера расходовал не больше литра масла на 10 ткм. После поломки компрессионного кольца в первом цилиндре и последующего выведения шланга ВК под машину после каждой стоянки под машиной оставалась масляная лужа: залитого литра хватало километров на 200. Заменил кольца, не трогая коленвал - расход масла тут же вернулся к прежним значениям, причем движок и до поломки, и после ремонта частенько крутился до отсечки.
Как вы теперь видите, даже если вам попался неудачный движок, забыть про течь набивки навсегда вполне реально, особенно если совместить процедуру с капиталкой. Отнести коленвал в механообработочную контору, промерить на призмах и, при необходимости, обеспечить полную соосность всех коренных шеек и посадок под сальники. Остальное уже дело техники: поставить немецкую набивку (не забыв правильно сориентировать по вращению), следить за кольцами и не допускать засорения вентиляции картера. И крутить сколько влезет .
- У движка "низовая" геометрия и тяжелые поршни, шатуны пообрывает.
Геометрия у 402-го нейтральная (такую же используют некоторые "оппозиты" Subaru, например) и никак не может помешать ему крутиться. А если кто-то считает что 92мм это большой ход поршня - у Крайслера 100мм и фигли? Крутится не хуже 406-го. Поршни, конечно, тяжелее чем хотелось бы (а хотелось бы чтобы они вообще ничего не весили ), но если снова обратиться к штатникам - по их меркам поршни легкие. А со своими тяжелыми они не стесняются периодически "откручивать" до 9000 оборотов. Шатуны при этом ничем не отличаются от наших, т.е. никаких там наскаровских Н-образных и прочих заморочек. Обрывы шатунов на 402-х моторах конечно иногда имеют место, но вес поршней тут вряд ли играет роль - скорее состояние самих шатунов. Будучи в большинстве случаев не первым хозяином машины, никогда не знаешь кто и как лазил в движок до тебя. Шатуны могли ронять, менять на новодельные, грубо выбивать молотком из них болты, ставить новодельные болты, сырые или перекаленные... Вывод: взял у деда некапиталенную машину - шатуны береги.
Справедливости ради надо заметить, что, при всей весомости этих аргументов, при поездке на некоторых машинах больше хочется верить мифу: по мере приближения оборотов к максимальным начинает казаться, что движок сейчас выпрыгнет из под капота и разлетиться на части. Ни в коем случае не стоит считать такую вибронагруженность характерной особенностью всех 402-х, обычно (при условии исправности подушек) она говорит о том, что движок до вас кто-то не очень удачно откапиталил. Причины - большой разновес в КШМ и (или) дисбаланс коленвала \ маховика. В какой-то мере нормой можно считать только мелкую, зудящую вибрацию, которая может появляться после 4500 об\мин - это следствие неудачного выбора проходных сечений в карбюраторе и характерный признак того, что большие диффузоры достигли предела своей пропускной способности. После установки более "свободного" карба зуд пропадает.
- Будешь движок капиталить раз в год.
Касаемо ускоренного износа при работе на высоких оборотах - в какой-то мере это так, но полностью исправному мотору на хорошем масле крутиловка сократит жизнь не намного больше чем какому-нибудь 16-клапаннику. Что реально убивает движок - это его собственная кривизна, не важно заводская или после косорукого ремонта. Несоосность коренных шеек коленвала, непараллельность шатунных, несоосность постелей в блоке, заваленные гильзовые колодцы... Так что если большие обороты прикончили ваш движок неожиданно быстро, то стандартная "быстрая" капиталка будет неправильным ходом - действительно, так и будете каждый год капиталить. Разобрать полностью, отвезти в механообработочную контору, промерить ВСЁ и вывести в допуски. Или поставить 406-й, по деньгам будет примерно одинаково :). Или взять на барахолке еще один 402-й, надеясь что он будет попрямее - это на порядок дешевле двух предыдущих вариантов, а номера сейчас не проверяют.