Двигатели ЗМЗ-4061, ЗМЗ-4063

Рисунок 4.110. Двигатели мод. ЗМЗ-4061 и ЗМЗ-4063 (вид с левой стороны): 1 — сливная пробка; 2 — масляный картер; 3 — выпускной коллектор; 4 — кронштейн опоры двигателя; 5 — кран слива охлаждающей жидкости; 6 — водяной насос; 7 — датчик аварийной температуры охлаждающей жидкости; 8 — датчик указателя температуры охлаждающей жидкости; 9 — датчик температурного состояния двигателя; 10 — корпус термостата; 11 — датчик аварийного давления масла; 12 — датчик указателя давления масла; 13 — указатель (щуп) уровня масла; 14 — катушка зажигания

Рисунок 4.112. Поперечный разрез двигателей мод. ЗМЗ-4061 и ЗМЗ-4063: 1 — масляный картер; 2 — приемник масляного насоса; 3 — масляный насос; 4 — привод масляного насоса; 5 — шестерня промежуточного вала; 6 — блок цилиндров; 7 — впускная труба; 8 — патрубки вентиляции; 9 — распределительный вал впускных клапанов; 10 — впускной клапан; 11 — крышка клапанов; 12 — распределительный вал выпускных клапанов; 13 — указатель (щуп) уровня масла; 14 — гидротолкатель клапана; 15 — наружная пружина клапана; 16 — направляющая втулка клапана; 17 — выпускной клапан; 18 — головка блока цилиндров; 19 — выпускной коллектор; 20 — поршень; 21 — поршневой палец; 22 — шатун; 23 — коленчатый вал; 24 — крышка шатуна; 25 — крышка коренного подшипника; 26 — сливная пробка; 27 — корпус толкателя; 28 — направляющая втулка; 29 — корпус компенсатора; 30 — стопорное кольцо; 31 — поршень компенсатора; 32 — шариковый клапан; 33 — пружина шарикового клапана; 34 — корпус шарикового клапана; 35 — разжимная пружина

Рисунок 4.111. Двигатели мод. ЗМЗ-4061 и ЗМЗ-4063 (вид с правой стороны): 1 — диск синхронизации; 2 — датчик синхронизации; 3 — масляный фильтр; 4 — стартер; 5 — датчик детонации; 6 — трубка слива охлаждающей жидкости из отопителя; 7 — впускная труба; 8 — гидронатяжитель цепи; 9 — генератор; 10 — ремень генератора; 11 — шкив водяного насоса; 12 — натяжной ролик; 13 — бензонасос

Двигатели ЗМЗ-4061, ЗМЗ-4063 — карбюраторные, четырехцилиндровые, рядные с микропроцессорной системой управления зажиганием. Общий вид двигателей показан на рисунок 4.110, 4.111. Поперечный разрез двигателей показан на рисунок 4.112.

Основными конструктивными особенностями двигателей являются верхнее (в головке цилиндров) расположение двух распределительных валов с установкой четырех клапанов на цилиндр (двух впускных и двух выпускных), повышение степени сжатия до 9,3 за счет камеры сгорания с центральным расположением свечи.

Эти технические решения позволили повысить максимальную мощность и максимальный крутящий момент, снизить расход топлива и уменьшить токсичность отработавших газов.

Для повышения надежности на двигателе применен чугунный блок цилиндров без вставных гильз, имеющий высокую жесткость и более стабильные зазоры в парах трения, уменьшен ход поршня до 86 мм, снижена масса поршня и поршневого пальца, применены более качественные материалы для коленчатого вала, шатунов, болтов шатунов, поршневых пальцев и др.

Привод распределительных валов — цепной, двухступенчатый, с автоматическими гидравлическими натяжителями цепей; применение гидротолкателей клапанного механизма исключает необходимость регулировки зазоров.

Применение гидравлических устройств и форсировка двигателя требуют высокого качества очистки масла, поэтому в двигателе применен полнопоточный масляный фильтр повышенной эффективности («суперфильтр») однократного использования. Дополнительный фильтрующий элемент фильтра исключает попадание неочищенного масла в двигатель при пуске холодного двигателя и засорении основного фильтрующего элемента.

Привод вспомогательных агрегатов (насоса охлаждающей жидкости и генератора) осуществляется плоским поликлиновым ремнем.

На двигателе устанавливается диафрагменное сцепление с эллипснонавитыми накладками ведомого диска, имеющими высокую долговечность.

Микропроцессорная система управления зажиганием позволяет корректировать угол опережения зажигания, в том числе по параметру детонаций при изменяющихся режимах работы двигателя, что позволяет обеспечить необходимые показатели — мощностные, экономические и токсичности отработавших газов.

Корпусные детали

Блок цилиндров

Блок цилиндров отливается из серого чугуна и составляет одно целое с цилиндрами с верхней частью картера. Между цилиндрами имеются протоки для охлаждающей жидкости.

На верхней плоскости блока расположены десять резьбовых отверстий М 14х1,5 для крепления головки блока цилиндров. В нижней части блока расположены пять опор коренных подшипников коленчатого вала. Крышки коренных подшипников изготовлены из ковкого чугуна; каждая крышка крепится к блоку двумя болтами М12u1,25. Торцы третьей крышки обрабатываются совместно с блоком для установки полушайб упорного подшипника. Крышки подшипников растачиваются в сборе с блоком, и поэтому при ремонте их надо устанавливать на свои места. Для облегчения установки на всех крышках, кроме третьей, выбиты их порядковые номера («1», «2», «4», «5»)

К переднему торцу блока через паронитовые прокладки (левую и правую) крепится отлитая из алюминиевого сплава крышка цепей привода распределительных валов с резиновым сальником для уплотнения носка коленчатого вала.

К заднему торцу блока крепятся:

— шестью болтами М6 крышка с резиновым сальником для уплотнения заднего конца коленчатого вала;

— шестью болтами М10 и двумя установочными штифтами колоколообразный картер сцепления, отлитый из алюминиевого сплава.

Кроме того, для обеспечения дополнительной жесткости крепления картера сцепления нижняя его часть соединена с блоком цилиндров с помощью Г-образного усилителя, отлитого из алюминиевого сплава. Горизонтальная плоскость усилителя четырьмя болтами М10 крепится к нижней плоскости блока цилиндров, а вертикальная плоскость — двумя болтами к картеру сцепления.

Точная установка и жесткость крепления картера сцепления необходимы для правильной работы коробки передач.

Технология обработки картера сцепления обеспечивает его взаимозаменяемость.

Головка блока цилиндров

Головка блока цилиндров отлита из алюминиевого сплава (общая для всех цилиндров). Впускные и выпускные каналы выполнены раздельно для каждого из шестнадцати клапанов и расположены: впускные — с правой, выпускные — с левой стороны головки.

Гнезда для клапанов расположены в два ряда относительно продольной оси двигателя. Каждый цилиндр имеет два впускных и два выпускных клапaнa. Стержни клапанов имеют наклон к продольной вертикальной плоскости головки цилиндров: впускные — 17°, выпускные — 18°

Седла и направляющие втулки всех клапанов вставные. Седла изготовлены из жаропрочного чугуна, направляющие втулки — из серого чугуна.

Благодаря большому натягу при посадке седла в гнездо и направляющей втулки — в отверстие головки, обеспечивается их надежная посадка. На заводе, перед сборкой, головка нагревается до температуры 160—175° С, а седла и направляющие втулки охлаждаются в двуокиси азота («сухом льду») до температуры примерно минус 40—45° С. При этом седло и втулка свободно или с легким усилием вставляются в гнездо или отверстие головки. Дополнительно металл головки вокруг седел обжимается с помощью оправки.

Фаски в седлах и отверстия во втулках обрабатываются в сборе с головкой.

Головка блока цилиндров крепится к блоку десятью болтами М 14х1,5. Под головки болтов поставлены плоские стальные термоупрочненные шайбы. Между головкой и блоком в сборе с крышкой цепей устанавливается прокладка из асбестового полотна, армированного металлическим каркасом, покрытая графитом. Окна в прокладке под камеры сгорания и отверстие масляного канала окантованы жестью. Толщина прокладки в сжатом состоянии — 1,5 мм.

В верхней части головки блока цилиндров расположены два ряда опор под шейки распределительных валов — впускных и выпускных клапанов, в каждом ряду по пять опор. Опоры образованы головкой блока цилиндров и съемными алюминиевыми крышками. Передняя крышка является общей для передних опор распределительных валов впускных и выпускных клапанов, крепится к головке четырьмя, остальные крышки — двумя болтами М8. Правильное положение передней крышки обеспечивается двумя установочными штифтами-втулками, запрессованными в головку блока цилиндров.

Рисунок 4.113. Схема установки и клеймения крышек распределительных валов

Крышки опор растачиваются в сборе с головкой, и поэтому при ремонте их надо устанавливать на свои места. Для облегчения установки на всех крышках, кроме передней, выбиты номера (рисунок 4.113). Номера выбиты клеймом в центре круглых бобышек, отлитых на верхней поверхности крышек. Бобышки смещены относительно оси крышек: на крышках опор распределительного вала впускных клапанов — вправо, на крышках опор распределительного вала выпускных клапанов — влево, наблюдая со стороны картера сцепления. Номера «1», «2», «3» и «4» относятся к крышкам опор распределительного вала впускных клапанов, а номера «5», «6», «7» и «8» — к крышкам опор распределительного вала выпускных клапанов. Счет начинается от передней крышки.

Правильное положение головки на блоке обеспечивается двумя установочными штифтами-втулками, запрессованными в блок цилиндров.

объём камеры сгорания при поставленных на место клапанах и ввернутой свече составляет (57±0,75) см³. Разница между объёмами камер сгорания одной головки не должна превышать 1 см³

Двигатели семейства ЗМЗ 406 изначально разрабатывались для легкового автомобиля ГАЗ 3105, призванного сменить устаревающий ГАЗ 31029, фактически представляющий собой рестайлинг ГАЗ 2410. Первые прототипы двигателей 406-го семейства были выпущены в 1993 году, а их мелкосерийное производство стартовало в 1996 году. На главном конвейере ГАЗ появление автомобилей с мотором ЗМЗ 406 датируется 1997 годом. В отличие от ЗМЗ 402 и более ранних двигателей производства ОАО «Заволжский моторный завод» двигатель ЗМЗ 406 изначально разрабатывался для работы в паре с электронной системой управления впрыском топлива (модель двигателя ЗМЗ 4062.10), однако при постановке на конвейер появилась и карбюраторные версии данного двигателя (ЗМЗ 4061.10 и 4063.10). Также отметим, что ЗМЗ 406 стал первым двигателем российского производства, оснащенным 4 клапанами на цилиндр, гидрокомпенсаторами тепловых зазоров и двухступенчатым цепным приводом распределительных валов.