О модернизациях и усовершенствованиях в ходе производства ЗМЗ-405
Как уже было отмечено, в качестве основы для создания двигателя 3М3-4О5 (инжекторного) специалистами Заволжского моторного завода был использован 3М3-4О6 (карбюраторный). В процессе производства моторов 4О5-го семейства предприятием-изготовителем был разработан и внедрён целый ряд инновационных конструкторских решений. В частности, блок цилиндров 3М3-4О5 был облегчен на 1,З килограмма – поредством полного демонтажа системы холостого хода с головки блока цилиндров. Управление этими силовыми агрегатами производится при помощи электронных дросселей.
Данное решение позволяет отказаться от использования некоторых комплектующих, таких, как – дроссельные патрубки, регуляторы холостого хода, воздушные патрубки холостого хода, датчики положения заслонки дросселя.
Инженерами Заволжского предприятия была произведена работа по усовершенствованию термоизоляции двигателей 3М3-4О5. Для усиленной и стабильно надёжной герметичности блока цилиндров армированные прокладки головки блока цилиндров из однослойного без асбестового материала были заменены на двухслойные металлические.
Обновление материалов, с применением современных прогрессивных конструктивных элементов (в частности – пружинящих частей зигзагообразного типа), обеспечивает значительно лучшее уплотнение газовых стыков и каналов системы смазки, а также позволяет улучшить процесс охлаждения мотора.
Толщина прокладки новой конструкции снижена в З раза, относительно изначально применённой мягкой прокладки с металлической окантовкой. Она составляет всего О,5 миллиметра. Это позволяет свести к минимуму необходимость выполнения затягивания болтов, по сравнению с прежними деталями. Что, в свою очередь, предоставляет возможность для снижения деформаций цилиндров при усиленной эксплуатации двигателя.
В двигателях 405-го семейства, которые являются соответствующими экологическим стандартам Евро-З, для вспомогательных агрегатов применяется удлинённый приводной ремень и ролик самонатяжного типа. Расчётный срок службы данного ролика составляет 150 тысяч километров. В двигателях 405-го семейства в значительной степени снижен расход машинного масла и горючего. Данные двигатели характеризуются повышенной надёжностью и долговечностью в работе, превосходя по данным показателям классические советские моторы 3М3-4О6 прежних годов выпуска.
Описание особенностей ЗМЗ 405
Четырёхтактный, инжекторный двигатель, появившийся в 2000 году, отвечал современным требованиям моторостроения, того времени.
Основными факторами, влияющими на надёжность, динамичность, мощность, востребованность двигателя, являлись:
- система вентиляции, обеспечивающая подачу газов из картера в ресивер;
- электронное управление подачей горючего в цилиндры;
- электронное управление системой зажигания;
- оснащение двигателя внешней системой образования горючей смеси;
- цепной механизм привода ГРМ;
- шестнадцати клапанная ГБЦ;
- увеличенный объём цилиндров до 2.5 куб., сантиметров.
- наличие трёх компонентного нейтрализатора выхлопных газов, что обеспечивало соответствие европейским нормам экологичности — Евро 2;
- установка в ГБЦ электронного дросселя, обеспечивающая соответствие Евро 3.
На 405 двигателе было применено все передовое, что только было в отечественном моторостроении на то время.
Состав системы охлаждения Газели
Любая система охлаждения двигателя состоит из определённых компонентов, каждый из которых выполняет свою функцию. Так, чтобы понять с чего состоит вся структура системы и предназначение узлов, не достаточно посмотреть на схему. Рассмотрим, все детали, а также их характеристики.
Радиатор
Радиатор является одной из незаменимых частей системы охлаждения. Именно в этом элементе происходит охлаждение охлаждающей жидкости, которая циркулирует по системе. На Газели зачастую устанавливается радиатор алюминиевой конструкции, в котором в три ряда идут трубки.
Он имеет входное и выходное отверстие, где в первое входит горячая «охлаждайка», а со второго выходит остывшая жидкость. Охлаждение происходит за счёт встречного потока ветра, который проходит сквозь деталь.
Электровентилятор
На помощь радиатору, если он не справляется, приходит вентилятор охлаждения, который срабатывает автоматически, когда температура жидкости в системе доходит до 105 градусов. При этом, вентилятор достаточно быстро и эффективно охлаждает соты радиатора, а когда температура упала, он выключается.
Включение и выключение данного узла проводится при помощи датчика температуры охлаждающей жидкости и электронного блока управления двигателем, который регулирует все процессы работы мотора.
Термостат
Термостат Газель — один из элементов, который знакомый почти всем автомобилистам. Элемент помогает прогревать двигатель, а также охлаждать его. Как известно у автомобильных двигателей существует два круга охлаждения, каждый из которых выполняет свою функцию. Так, если термостат закрыт, то жидкость циркулирует по малому кругу без участия радиатора.
Обычно, эта система необходима для быстрого и эффективного прогрева силового агрегата. Когда термостат открывается (при 65-70 градусах), то ОЖ начинает циркулировать через радиатор, что позволяет ей не перегреваться.
Датчик температуры
Датчик температуры — единственная электрическая часть системы охлаждения двигателя, которая считывая данные о температуре системы, отправляет их в электронный блок управления двигателем. Впоследствии «мозги» на основе полученных данных принимают решение о включении вентилятора охлаждения или нет.
Расширительный бачок
Расширительный бачок — пластиковая ёмкость, которая располагается выше остальных элементов системы охлаждения и показывает уровень «охлаждайки» в моторе. Кроме этого, в него выдавливается лишнее количество жидкости с системы.
Пробка расширительного бачка
Очень важным элементом охлаждения является — пробка расширительного бачка, поскольку именно через неё будет выдавливать горячую или кипящую ОЖ в случае перегрева силового агрегата. Также служит клапаном, который показывает наличие проблем в системе охлаждения.
Водяной насос
Один из самых важных элементов мотора — водяной насос или просто помпа. Этот узел обеспечивает циркуляцию ОЖ по всей системе. Чем быстрее работает помпа, тем быстрее происходит охлаждение движка.
Привод помпы производится при помощи ремня генератора, который приводится в действие от шкива коленчатого вала. На двигателях Газель 405 (как и помпа ЗМЗ 406) установленный современный водяной насос, не разборной, поэтому, при выходе со строя — элемент меняется в сборе.
Патрубки
На 405 моторах установлены патрубки, которые соединяют узлы системы между собой и обеспечивают циркуляцию жидкости. Родные патрубки — резиновые и при воздействии перепада температур зачастую расходятся, поэтому многие автолюбители стараются заменить их — на силиконовые, которые не дешёвые.
Радиатор печки
Использование радиатора печки — сезонное явление. Конечно, если смотреть со стороны охлаждения двигателя, то отопитель поглощает достаточное количество вырабатываемого тепла. Но, этот узел используется только в зимний период. При поломке термостата и электровентилятора печку используют, как дополнительный узел охлаждения, но в летнее время года это создаёт значительный дискомфорт.
Описание двигателя ЗМЗ 405
До того, как появился двигатель ЗМЗ 405, предприятие выпускало 402 и 406 серии силовых установок. Эти моторы устарели, что послужило причиной разработать новое поколение бензиновых агрегатов, которые превосходят предшественников.
Модификация 406 силовой установки, в отличие от 405 агрегата, укомплектована поршнями с большим размером поперечника (95,5 мм против 92мм), прочными перемычками, отделяющими цилиндры, специальными пустотами, отводящими избыточное тепло мотора. Шатуны и остальные конструктивные элементы не менялись. Мощность с ростом объёма так же выросла на семь лошадиных сил, вырос и крутящий момент. Оставшиеся механизмы и узлы аналогичны предшественнику. Силовая установка впоследствии послужила основой для создания 409 версии.
Сегодня, двигатель 405 обслуживает транспортные средства «ГАЗ» и «УАЗ», это агрегат, на который установлен инжектор, за счет чего расход горючего снизился. В сравнении с базовым мотором, применяемым до появления модели, установка отличается шестнадцати клапанной головкой, кроме того, на четыреста шестой устанавливался карбюратор. Сегодня, силовые установки ЗМЗ модели 405 отвечают требованиям «Евро», что позволило вывести изделия на уровень продаж, когда механизмы применяются для эксплуатации на иностранной технике. Первый импортный автомобиль, на который в 2011 году начали ставить мотор, Fiat Ducato.
Разрабатываемая установка предназначается для эксплуатации в умеренных климатических условиях. Температура, при которой применяют мотор варьируется: -45°С до +40°С. Если температура не превышает 25°С, то двигателю не страшна 100% влажность воздуха. Согласно ГОСТ 15150, это исполнение классифицируется, как «У2».
Что касается базового агрегата: двигатель бензиновый, с четырьмя цилиндрами, в процессе работы выполняет четыре такта, цилиндры расположены в ряд, на каждый цилиндр приходится по четыре клапана. Привод клапанов выполняется распределительными валами, расположение последних, верхнее, одно изделие отвечает за впускные клапана, второе изделие отвечает за клапана выпуска. В транспортных средствах ГАЗ – 3302, Газель, Соболь, установка помещена продольно в пространство под капотом, крепится при помощи резиновых опор, которых в комплекте три. Питание мотора происходит при помощи инжектора, впрыск распределённый.
Двигатель ЗМЗ 405 Евро3:
Датчик температуры на двигателях 402, 405, 406 и 409
Датчик температуры охлаждающей жидкости является ключевым элементом в системе охлаждения силового агрегата, от работоспособности которого зависит эффективность работы двигателя и его ресурс эксплуатации.
Двигателя 402, 405, 406 и 409 имеют схожие конструкционные особенности, в частности расположение датчика охлаждения ОЖ в магистральной системе охлаждения, что в разы упрощает процедуру обслуживания данного элемента.
Для любого измерительного прибора главным условием, необходимым для исправной работоспособности, является прямой контакт с измерительной средой. Именно поэтому датчик температуры охлаждающей жидкости, несмотря на конструкционную схожесть оборудования, находиться на двигателях 402, 405, 406 и 409 в разных местах.
В частности, расположение индикатора температуры антифриза расположен:
- На моторах серии 402 – деталь можно найти в блоке цилиндров силового агрегата, в корпусе термостата;
- Внутри двигателей модели 405 – индикатор расположен внутри магистрального патрубка систему охлаждения, прямо на подходе к выпуску термостата;
- На агрегатах модели 406 – элемент можно найти в блоке цилиндров силового агрегата, в корпусе термостата;
- На двигателях серии 409 – датчик параллельно располагается на выходе антифриза из радиатора и рядом с выпуском термостата.
Однако главным критерием для работоспособности данного элемента является контакт с охлаждающей жидкостью – первичные признаки неисправности появляются именно из-за неправильной установки датчика после ремонта.
Признаки неисправности датчики температуры ОЖ: топ распространенных причин
Данный элемент часто является головной болью водителей: если температура двигателя растет и мотор не охлаждается, то в первую очередь необходимо проверить функциональность датчика ТОЖ. Факторами, предшествующими поломку индикатора температуры антифриза в двигателе, являются:
- Текст на бортовом компьютере автомобиля и загорание лампы контрольного чека на приборной панели;
- Мигание контрольной лампы термодатчика на щитке приборной панели;
- Проблемный запуск двигателя, несмотря на степень прогретости силового агрегата или температуры окружающей среды;
- Резкое изменение выхлопных газов в двигателе;
- Наличие трудностей при повторном запуске силового агрегата;
- Самопроизвольное стопорение двигателя, независимо от уровня его нагрузки;
- Увеличение расхода топлива.
Если на вашем автомобиле четко прослеживается одна или несколько проблем из списка, то рекомендуется в ближайшем времени произвести диагностику индикатора ТОЖ.
Для этого необходимо визуально осмотреть деталь, а также проверить узел с помощью мультиметра: стандартное напряжение индикатора должно составлять 1.5 В на холодном двигателе и 1.25 В – во время выхода силового агрегата на рабочую температуру. В других случаях данный элемент следует признать неисправным и готовиться к замене конструкционного узла.
Как произвести замену датчика температуры ОЖ на двигателях 402, 405, 406 и 409
Инструкция по замене датчика ТОЖ на моторах 402, 405, 406 и 409 полностью идентична – разница в данных узлах различается только в местоположении силового агрегата.
Чтобы демонтировать неисправный индикатор температуры двигателя необходимо только тара для слива антифриза, а также комплект гаечных ключей для демонтажа хомутов. Процедура замены датчика происходит по следующему сценарию:
- Для начала откидываем клеммы от аккумуляторной батареи, после чего в нише картера требуется найти сливной клапан охлаждающей жидкостей. После открытия клапана сливаем антифриз с двигателя в предварительно подготовленную тару;
- Далее в двигательном отсеке находим датчик температуры ОЖ и отсоединяем все провода, подключенные к оборудованию;
- После успешного извлечения датчика необходимо зачистить пазы контактов от следов ржавчины при их наличии, а также проверить проводку на предмет коррозии – в большинстве случаев индикатор температуры ОЖ двигателя начинает барахлить именно из-за низкого качества проводки;
- Далее подключаем новый датчик и собираем все узлы двигателя по данной инструкции в обратном порядке. При завершении процедуры необходимо подключить аккумулятор и завести автомобиля – при выходе силового агрегата на рабочую температуру датчик должен поменять сопротивление и открыть внешний круг системы охлаждения.
Помните, если датчик ТОЖ нестабильно работает, то дальнейшая эксплуатация транспортного средства серьезно снижает ресурс эксплуатации силового агрегата.
Обзор неисправностей и способы их ремонта
По аналогии с предыдущей версией 406 мотор ЗМЗ 405 обеспечивает безопасность клапанов при внезапном обрыве цепей ГРМ. Однако гнет клапана друг о друга, если цепь перескочит на несколько звеньев – в момент одновременного подъема впускного и выпускного клапана внутри одного цилиндра.
Схема питания и управления
Положительной особенностью мотора является возможность эксплуатации двух типов цепей ГРМ. Допускается замена зубчатых цепей втулочными, но только в комплекте с роликами, звездами и натяжителями, успокоителями. Основной поломкой является характерный стук, который может возникнуть по нескольким причинам:
| Расход масла | максимум 0,3 л/1000 км |
| Какое масло лить в двигатель по вязкости | 5W30, 5W40, 0W30, 0W40 |
| Какое масло лучше для двигателя по производителю | Liqui Moly, ЛукОйл, Роснефть |
| Масло для ЗМЗ 405 по составу | зимой синтетика, летом полусинтетика |
| Объем масла моторного | 6 л |
| Температура рабочая | 90° |
| Ресурс ДВС | заявленный 150000 км |
| Регулировка клапанов | гидрокомпенсаторы |
| Система охлаждения | принудительная, антифриз |
| Объем ОЖ | 10,7 л |
| Помпа | с пластиковой крыльчаткой |
| Свечи на ЗМЗ 405 | BCPR6ES от NGK или АУ14ДВРМ, LR17YC от Brisk, WR8DC от Bosch |
| Зазор свечи | 0,8 мм |
| Цепь ГРМ | 84/108 зубчатая или 72/92 втулочная, взаимозаменяемость только комплектом со звездами, башмаками и натяжителями |
| Порядок работы цилиндров | 1-3-4-2 |
| Воздушный фильтр | Nitto, Knecht, Fram, WIX, Hengst |
| Масляный фильтр | с обратным клапаном |
| Маховик | от 406, внутренний диаметр 40 мм, 7 отверстий для крепления со смещением |
| Болты крепления маховика | М12х1,25 мм, длина 26 мм |
| Маслосъемные колпачки | — |
| Компрессия | от 12 бар, разница в соседних цилиндрах максимум 1 бар |
| Обороты ХХ | 750 – 800 мин -1 |
| Усилие затягивания резьбовых соединений | свеча – 31 – 38 Нм |
| Износ подшипника направляющего ролика ремня привода навесного оборудования | замена подшипника |
| Ослабшее крепление демпферного шкива | протяжка болтов |
| Выработка подшипника помпы | замена расходника |
| Поломка пружины натяжителя | использование новой пружины |
| Неисправность подшипника генератора | замена расходника |
| Осадка пружины клапана | установка новой пружины |
| Задир клапанного стержня | ремонт ГБЦ |
| Вытянутая цепь | натяжка или замена |
| Поломка гидронатяжителя | ремонт узла |
| Выработка гидротолкателей | замена расходников |
| Износ цилиндра, ШПГ или вкладышей коленвала | ремонт блока, ГБЦ, поршневой группы |
Проверка компрессии двигателя ЗМЗ-406
Компрессия (давление в конце такта сжатия) в цилиндрах — важнейший показатель для диагностики состояния двигателя без его разборки.
По среднему значению компрессии и по разнице значений в отдельных цилиндрах можно с достаточной степенью точности определить степень общего износа деталей шатунно-поршневой группы двигателя, выявить неисправности этой группы и деталей клапанного механизма.
Проверяют компрессию специальным прибором, компрессометром, который в настоящее время можно свободно приобрести в крупных магазинах автозапчастей.
Так выглядит компрессометр. Существуют варианты компрессометров, у которых вместо резьбового штуцера для вворачивания вместо свечи зажигания установлен резиновый наконечник.
Такие компрессометры при проверке компрессии просто сильно прижимают к свечному отверстию.
Важными условиями правильности показаний при проверке компрессии являются исправность стартера и его электрических цепей, а также полная заряженность аккумуляторной батареи.
Вам потребуется торцовый ключ «на 21» для выворачивания свечей зажигания.
1. Пустите двигатель и прогрейте его до рабочей температуры.
2. Остановите двигатель, отсоедините колодку жгута низковольтных проводов от модуля зажигания.
Предупреждение Проворачивание двигателя стартером при отсоединенных наконечниках высоковольтных проводов и неотключенном модуле зажигания может привести к пробою его высоковольтной цепи.
На двигателе ЗМЗ-40524 снимите со свечей катушки зажигания, предварительно отсоединив от них колодки жгутов проводов.
3. Выверните все свечи
4. Отключите топливный насос, сняв колодку проводов с выводов реле топливного насоса
5. Вверните компрессометр в свечное отверстие проверяемого цилиндра.
6. Нажмите на педаль акселератора до упора, чтобы полностью открыть дроссельную заслонку.
7. Включите стартер и проворачивайте им коленчатый вал двигателя до тех пор, пока давление в цилиндре не перестанет увеличиваться. Это соответствует примерно четырем тактам сжатия.
8. Записав показания компрессометра, установите его стрелку на ноль, нажав на клапан выпуска воздуха.
У компрессометров иной конструкции показания могут сбрасываться другими способами (в соответствии с инструкцией к прибору).
9. Повторите эти операции для остальных цилиндров.
Давление должно быть не ниже 660 кПа (6,65 кгс/см2) и не должно отличаться в разных цилиндрах более чем на 98 кПа (1 кгс/см2).
Пониженная компрессия в отдельных цилиндрах может возникнуть в результате неплотной посадки клапанов в седлах, повреждения прокладки головки блока цилиндров, поломки или пригорания поршневых колец.
Пониженная компрессия во всех цилиндрах указывает на износ поршневых колец. 10. для выяснения причин недостаточной компрессии залейте в цилиндр с пониженной компрессией около 20 см3 чистого моторного масла и вновь измерьте компрессию.
Если показания компрессометра повысились, наиболее вероятна неисправность поршневых колец.
Если компрессия осталась неизменной, то это указывает на неплотное прилегание тарелок клапанов к их седлам или на повреждение прокладки головки блока цилиндров.
Полезный совет Причину недостаточной компрессии можно выяснить, подав сжатый воздух в цилиндр, в котором поршень предварительно установлен в ВМТ такта сжатия.
Для этого снимите с компрессометра наконечник и присоедините к нему шланг компрессора.
Вставьте наконечник в свечное отверстие и подайте в цилиндр воздух под давлением 200—300 кПа.
Для того чтобы коленчатый вал двигателя не провернулся, включите высшую передачу и затормозите автомобиль стояночным тормозом.
Выход (утечка) воздуха через дроссельный узел свидетельствует о негерметичности впускного клапана, а через глушитель — о негерметичности выпускного.
При повреждении прокладки головки блока цилиндров воздух будет выходить через горловину расширительного бачка в виде пузырей или в соседний цилиндр, что обнаруживается по характерному шипящему звуку.
При выработке компрессионных колец воздух будет выходить через масляный щуп.
Технические характеристики ЗМЗ 405 2,5 л/152 л. с
По умолчанию в двигателе новой серии остались прежними блок цилиндров и шатуны, все остальное модернизировано, что позволило увеличить мощность и надежность силового привода.
Для исходного варианта Евро-2 технические характеристики ЗМЗ 405 имеют значения:
| Изготовитель | ЗМЗ |
| Марка ДВС | 405 |
| Годы производства | 2000 – … |
| Объем | 2464 см 3 (2,5 л) |
| Мощность | 111,8 кВт (152 л. с.) |
| Момент крутящий | 210 Нм (на 4000 об/мин) |
| Вес | 193 кг |
| Степень сжатия | 9,3 |
| Питание | инжектор |
| Тип мотора | рядный бензиновый |
| Зажигание | электронное |
| Число цилиндров | 4 |
| Местонахождение первого цилиндра | ТВЕ |
| Число клапанов на каждом цилиндре | 4 |
| Материал ГБЦ | сплав алюминиевый |
| Впускной коллектор | с изменяемой геометрией |
| Выпускной коллектор | литой чугунный |
| Распредвал | от 4062.10 |
| Материал блока цилиндров | чугун |
| Диаметр цилиндра | 95,5 мм |
| Поршни | оригинальные |
| Коленвал | высокопрочный чугун, 5 опор, 8 противовесов |
| Ход поршня | 86 мм |
| Горючее | АИ-92 |
| Нормативы экологии | Евро-2 |
| Расход топлива | трасса – 8,8 л/100 км
смешанный цикл 11 л/100 км город – 13,5 л/100 км |
| Расход масла | максимум 0,3 л/1000 км |
| Какое масло лить в двигатель по вязкости | 5W30, 5W40, 0W30, 0W40 |
| Какое масло лучше для двигателя по производителю | Liqui Moly, ЛукОйл, Роснефть |
| Масло для ЗМЗ 405 по составу | зимой синтетика, летом полусинтетика |
| Объем масла моторного | 6 л |
| Температура рабочая | 90° |
| Ресурс ДВС | заявленный 150000 км
реальный 250000 км |
| Регулировка клапанов | гидрокомпенсаторы |
| Система охлаждения | принудительная, антифриз |
| Объем ОЖ | 10,7 л |
| Помпа | с пластиковой крыльчаткой |
| Свечи на ЗМЗ 405 | BCPR6ES от NGK или АУ14ДВРМ, LR17YC от Brisk, WR8DC от Bosch |
| Зазор свечи | 0,8 мм |
| Цепь ГРМ | 84/108 зубчатая или 72/92 втулочная, взаимозаменяемость только комплектом со звездами, башмаками и натяжителями |
| Порядок работы цилиндров | 1-3-4-2 |
| Воздушный фильтр | Nitto, Knecht, Fram, WIX, Hengst |
| Масляный фильтр | с обратным клапаном |
| Маховик | от 406, внутренний диаметр 40 мм, 7 отверстий для крепления со смещением |
| Болты крепления маховика | М12х1,25 мм, длина 26 мм |
| Маслосъемные колпачки | — |
| Компрессия | от 12 бар, разница в соседних цилиндрах максимум 1 бар |
| Обороты ХХ | 750 – 800 мин -1 |
| Усилие затягивания резьбовых соединений | свеча – 31 – 38 Нм
маховик – 72 – 82 Нм болт сцепления – 22 – 38 Нм крышка подшипника – 100 Нм (коренной) и 70 Нм (шатунный) головка цилиндров – три стадии 40 Нм, 135 Нм + 90° |
Приведенное описание параметров ДВС относится к модификации 4052.10, однако характеристики всех остальных версий моторов отличаются весьма незначительно, за исключением турбированного ДВС 4054.10. для него мануал рекомендует производить обслуживание вдвое чаще.
