Турбина на 402 двигатель своими руками

ЗМЗ-402

Характеристики двигателя ЗМЗ-402

90

* — для двигателей ЗМЗ 4021.10 и 4025.10
** — вес двигателя для Газели

Неисправности и ремонт двигателя Волга/Газель ЗМЗ-402

Двигатель ЗМЗ-402 один из самых известных и массовых моторов из Заволжья, представляет собой алюминиевый блок, с мокрыми гильзами из чугуна, с нижним расположением распредвала, клапана в движение посредством штанг и коромысел, по сути, это слегка доработанный ЗМЗ 24Д, в котором изменили выпускной коллектор, шпильки ГБЦ, установили распредвал с подъемом 9.5, вместо 9 мм, немного подкорректировалась сама головка, поменяли маслянный насос, а так же изменены другие, менее значимые, вещи.
Двигатель ЗМЗ-402 есть высшая точка развития мотора ГАЗ 21, того самого движка конструкции 50-х годов…

Модификации двигателя ЗМЗ 402:

1. ЗМЗ 402.10 — основной и самый распространенный движок, СЖ 8.2, использует 92-й бензин. Используется на Волгах
2. ЗМЗ 4021.10 — мотор со сниженной СЖ до 6.7, под 76-й бензин. Используется на Волгах
3. ЗМЗ 4022.10 — двигатель с с форкамерно-факельным зажиганием. Этот тип мотора отличался другой ГБЦ, впуском, выпуском, другим распредвалом, измененным карбюратором и, в целом, более сложной конструкцией. Все эти нововведения должны были повысить тахнические характеристики, экономичность, токсичность и прочее. На выходе получился конструктивно сложный мотор, экономичность была не столь заметна и требовались дальнейшие работы по его совершенствованию, поэтому в 1992 году, производство форкамерных двигателей было свернуто.
4. ЗМЗ 4025.10 — аналог ЗМЗ 4021.10, но для автомобилей семейства Газель.
5. ЗМЗ 4026.10 — аналог ЗМЗ 402.10, но для автомобилей семейства Газель.

Неисправности двигателей ЗМЗ 402

1. Самым известным слабым местом 402-го движка является задний сальник коленвала, который не что иное, как веревка пропитанная графитовой смазкой, держит она до 2500 об/мин, после превышения данного порога, ее свойства теряются и она начинает гнать масло наружу. Замена сальниковой набивки на ЗМЗ 402 решает все вопросы.
2. Конструкция от карбюратора до головы так же кривая, поэтому на холостых в цилиндры смесь подается не совсем равномерно, отсюда на холостом ходу у ЗМЗ-402 различные дергания, вибрации и прочие прелести жизни.
3. Стук двигателя ЗМЗ-402, обычно в этом виноваты неотрегулированные клапана, работы по регулировке зазоров клапанов, нужно проводить каждые 15000 км, некоторые владельцы ставят гидрокомпенсаторы на змз 402 и вопрос частично решается. Если же клапана в норме, тогда стук провоцирует распредвал либо шатунные вкладыши.
4. Вибрация ЗМЗ 402. Обычно ее провоцируют подушки, если же опоры в норме, тогда дело в дисбалансе КШМ, карбюраторе или системе зажигания.
5. Перегрев двигателя. Для ЗМЗ-402 данное явление норма, проблема в термостате, помпе либо воздушная пробка в системе охлаждения. В принципе, конструкция системы охлаждения 402-го мотора такова, что центральная часть ГБЦ греется сильнее и со временем происходит вдавливание шайб и ослаблением гаек, если их своевременно не подтянуть, вас ждет прогар прокладки.

Вышеназванные неисправности, естественно, не все, это самые основные и наиболее распространенные проблемы, список можно продолжать вечно, но владелец автомобиля с двигателем ЗМЗ-402 должен четко понимать — он обладатель ретро мотора и нужно быть готовым к любым его капризам.
Плюсы у двигателя ЗМЗ 402 тоже есть, это простота, живучесть и ремонтопригодность, достать запчасти на Волгу/Газель не проблема в любое время дня и ночь, в любой точке СНГ. Приличный ресурс, если за мотором следить, передвигаться аккуратно и не выкручивать его без причины, то прослужит от 200 и более тыс.км.
В общем и целом, по меркам 60-70х годов, мотор хороший, но время идет, все развивается, совершенствуется и по меркам XXI века, его место в музее, куда он и был отправлен в 2006 году. У 402-го движка есть много копий, это двигатели производства УМЗ 451, 414, 417, 421,некоторые из них выпускаются и по сей день, у всех этих моторов был один общий прародитель — ГАЗ 21 и конструкция практически один в один.
В 1997 году на ЗМЗ был разработан преемник 402-го — ЗМЗ-406, об этом 16 клапанном моторе читаем здесь.

Тюнинг двигателя Волга/Газель ЗМЗ-402

Форсирование ЗМЗ 402.

Как форсировать двигатель ЗМЗ 402 правильно и без потери ресурса, для этого нам потребуется увеличить диффузоры карбюратора до 26/30мм, установить распредвал (например ОКБ Двигатель 35) и прямоточный выхлоп равного диаметра по всей длине. Данный тюнинг можно запросто произвести своими руками, мощность двигателя на выходе составит 120-130 л.с. Для повышения эффективности, можно отфрезеровать головку блока цилиндров до высоты 93мм, под увеличение степени сжатия, это даст еще несколько лошадей.
Ставить более злой распредвал и крутить в небеса смысла нет, на ЗМЗ-402 используется тяжелая тракторная поршневая группа, весь плюс уйдет на инерционные потери и трение, данным шагом кроме скорейшего капитального ремонта, ничего не получим. Можно попробовать решить вопрос установкой кованой облегченной поршневой, облегченным коленвалом, отбалансировать и все равно после 6000 об/мин мотор будет сдуваться, благодаря особой конструкции ГБЦ, этот вопрос нерешаем, а покупка ковки совершенно нерационально.

ЗМЗ-402 Турбо. Компрессор на 402 мотор

Самый простой способ надуть Волгу, это купить компрессор, например SC-14 и дуть в карбюратор. Усиливать ШПГ не нужно, давление до 0.5-0.7 бар она держит, выхлоп нужно заменить на полностью прямоточный. Данный метод элегантностью исполнения не отличается и поэтому, чтоб получить серьезный эффект, нам нужно переводить мотор на инжектор, менять ШПГ и коленчатый вал на кованые, ставить распредвал, ресивер, компрессор SC-14 или Eaton M90, настраивать все на январе онлайн. Это поедет быстрее 406-го мотора, но стоимость…
Чтоб касается турбины, кроме вышеобозначенного, нам потребуется турбокит либо собирать его самому, варить коллектор под турбину, сама турбина, пайпинги, форсунки 440сс, подбирать валы, выхлоп на 63-76 трубе, нужно обязательно инжектировать двигатель и в конце концов стоимость выльется в 2-3 цены автомобиля. Поэтому турбину на 402 двигатель никто не ставит. Лучший выбор модернизации ЗМЗ 402 это либо атмосферный вариант либо замена на ЗМЗ 406 мотор или 1JZ-GTE.

1JZ на Волгу

Двигатель 1JZ-GE / 1JZ-GTE один из самых распространенных вариантов свапа на Волгу, становится без особых проблем, более того, ГАЗ 3102 с завода выпускались с таким мотором, поэтому это самый оптимальный выбор по модернизации вашего ЗМЗ-402, ищите донора, ищите сервис с опытом таких работ (благо их немало), оформляйте переделку и наслаждайтесь существенно возросшей мощностью, экономичностью, тишиной и надежностью легендарного мотора 1JZ.

Инжектор на 402-й двигатель

Многие владельцы автомобилей с 402-м мотором поднимают вопрос о его инжектировании. Плюсы инжекторного двигателя перед карбюраторным очевидны: экономичность, мощность, холодный старт и движение, надёжность и простота. Инжекторный мотор не требует лишних регулировок и манипуляций водителя с воздушной заслонкой(подсосом) после стоянок. И конечно для волговодов важна сама возможность сделать инжекторный мотор своими руками.

Перечитав множество материалов в сети об инжектировании 402-х моторов, мы остановились на наиболее оптимальном варианте, предложенном ГАЗ 2410 из Красноярска на AllGAZ.ru.

Для модернизации двигателя были приобретены:

Проводка от авто с дв. 406 с ДМРВ (пленка), РХХ , датчиком положения дросельной заслонки с дроселем, ЭБУ Микас 7.1 (ЭЛКАР), бензонасос, двухвыводные катушки зажигания и другие реле и датчики(видны на схеме)

Бензонасос поставлен на место, где стояла катушки зажигания.
Датчик детанации установлен на шпильку, которая ввёрнута в технологическое отверстие между третьим и четвёртым цилиндром блока.

Датчик распредвала(фазы) собран из трамблера 5406.3706-05, просто убрали грузики и у шторки лишние 3 зуба спилено:

Шкив коленвала с синхронизацией сделан из шкивов от 402 и 406 моторов, шкив 402 проточен и на него одет срезанный зубчатый венец от 406, который окончательно будет закреплён болтами Мх6 после примерки и выставления меток и положения на моторе(об этом ниже):

Устанавливаем и закрепляем ДПКВ:

Затем мелом или белым маркером ставим метку на 20м зубе.

Далее устанавливаем коленвал в ВМТ проворачиваем зубчатый венец относительно шкива, чтобы 20-й зуб находился напротив металлического выступа ДПКВ и метим в этом положении маркером зубчатый венец относительно шкива коленвала. Снимаем шкив коленвал с зубчатым венцом, совмещаем метки на шкиве коленвал и зубчатом венце сверлим отверстия в зубчатом венце и шкиве коленвала нарезаем в отверстие шкива коленвал резьбу и крепим зубчатый венец к шкиву коленвала болтами.

В заключении отметим, что на своём инжекторном 402-ом автор модернизации использовал прошивку от 406-го (Е00000590) отстроенную специалистами и никаких нареканий у него нет.

Другой вариант инжектирования по примеру Scorpi сделал корешок с переделкой родного 402-го впускного коллектора:

Рампа топливная полностью самопал из нержавейки, втулки под форсунки вварены в коллектор.

И ещё один вариант инжектирования представил pasha553 с www.uazik.net, правда там он ещё и экспериментировал с турбонаддувом(поэтому не обращайте внимание на вывод выпуска вверх под турбину):

Отдельно о подборе рампы. Выполнена она из рампы от девяточного, восьмиклапанного инжектора. Так как расстояния между двумя крайними форсунками с каждой стороны подходило под “свежесваренный коллектор”, а расстояние между 2 и 3 форсунками маленькое, было решено резать рампу строго на две части и вставить между ними ввертыш из алюминиевого прутка с дыркой посередине. Минус такой конструкции заключается в следующем. В заводской конструкции, внутри рампы идет дополнительная трубочка по всей ее длинне. Отвечает она за прогон бензина от входа в рампу до регулятора давления через всю ее длинну (от входа до другой стороны рампы по трубочке, в обратную сторону – к регулятору давления, по верх трубочки). Трубочку эту надо обязательно оставить. Автор по началу этим принебрег и получил бензиновое голодание 3-го и 4-го цилиндра. После вставки канала проблемы с голоданием и охлаждением бензина кончились.

Установка турбокомпрессора на УАЗ (402 двигатель)

Для установки сего девайса нам потребуется:

Блок управления Микас 7.1 ,
Жгут проводов для Микаса (в зависимости от датчика массового расхода воздуха нитяного или пленочного)
Датчик температуры 2шт на 406 двигатель,
Датчик массового расхода воздуха (нитяной или пленочный) ,
Дросельная заслонка с датчиком положения .,
Датчик положения колен вала ,
Катушка зажигания от Оки 2шт. ,
Провода высоковольтные 4шт- нарезаны из подручных материалов,
Регулятор добавочного воздуха опять же с 406 двигла.,
Фoрсунки 4шт ,
Рампа фарсунок от ваз 2111 пустая с регулятором давления ,
Электрический насос для бензина наружной установки, чтоб с баком не колдовать и фильтра .

С этим минимальным набором двигатель будет сносно работать. Прибавить еще надо мелочовку (прокладки, крепеж, герметик).

Для турбо надува добавим еще пару пунктов: Турбина от Зил-5301 “Бычок” ,
Регулятор давления надува от ауди бу Цена-500р.

Желательно радиатор охлаждения воздуха от тойже Ауди с разбора, пиво , руки и набор инструмента.

Для установки турбины двигатель надо под 76 бензин, маркируется он вроде 402.1 , но после сборки сего девайса надо использовать 92 , а лучше 95 или 98 бензин. При надувании двигателя на 0,6 избыточного очка степень сжатия должна быть 6-7 очков, чтоб двигатель от детонации не развалился. На сайтах производителей двигателей есть движки такие как 420 и 4213 инжекторные , но найти экзотическую запчасть к ним такую как шкиф коленчатого вала мне не удалось. Все остальное: коллектора, передняя крышка есть практически в любом магазине и цена их просто удивляет. Решено было сделать коллектор самим из подручных средств и комплектующих, но при желании можно оставить родные коллектора. По ходу проектирования в голову забралась мысль о турбине с интеркулером и ее было решено воплатить в жизнь. Но хватит о приятном. Начитавшись об изготовлениях и расчетах впускных и выпускных коллекторов, о фазах с резонансами и всему подобному в голове это все укладывалось не лучшим образом.

Если Вам все равно где будет находится турбина под коллектором или с верху, то впускной и выпускной коллектор можно оставить заводские при установке турбины под коллектором, изготовив только переходники под турбину и впускной коллектор доработать под установку фарсунок. Шкиф коленвала получился такой:

Но я хотел установить турбину сверху. Стараясь придерживаться примерным расчетам, был сделан коллектор (его можно увидеть на фотах).

Коллектор сделан из обыкновенной водопроводной трубы, сварен “газом” и электрической сваркой в местах сочленения труб с основым фланцем, чтобы его “не повело” сильно . Втулки под форсунки выточены из стального шестигранника на 19 и приварены на впускной коллектор под углом в

20 градусов. Отдельно хочется поделиться о подборе рампы. Выполнена она из рампы от девяточного, восьмиклапанного инжектора. Так как расстояния между двумя крайними форсунками с каждой стороны подходило под “свежесваренный коллектор”, а расстояние между 2 и 3 форсунками маленькое, было решено резать рампу строго на две части и вставить между ними ввертыш из алюминиевого прутка с дыркой посередине. Минус такой конструкции заключается в следующем. В заводской конструкции, внутри рампы идет дополнительная трубочка по всей ее длинне. Отвечает она за прогон бензина от входа в рампу до регулятора давления через всю ее длинну (от входа до другой стороны рампы по трубочке, в обратную сторону – к регулятору давления, по верх трубочки). Трубочку эту надо обязательно оставить.

Турбину решено было поместить над коллектором как на “бычке” для решения проблемы такой как вдруг глубокая лужа, а ты с раскаленной турбиной у моста. Найти шкиф коленвала в магазинах не смог. Пришлось колдовать и скрестив шкиф от 402 и 406 движка, получили желаемое. Клапан давления турбины был взят от AUDI 200 с двигателя KG, если его не ставить, то боюсь, что двигатель долго не проживет. Он нужен для регулировки давления надува в пределах 0,5-0,6 атм.

По графикам к турбинам было решено ставить ТКР6, она начнет работать примерно с 2500 об.мин. и закончит на 5500 об.мин. ,что впринципе, не совсем устраивает, но ТКР5 в магазинах не встретил. ТКР5 будет работать почти с холостых оборотов, что для УАЗика более желательно, но если на Волгу, то вполне подойдет 6. Но это все пока только по расчетам. При пуске в эксплуатацию будет все ясно, где расчеты оправдались , а где нет. Вопрос с вакумным усилителем тормозов в голове решен не был, а оставлен на потом. На фото изображен клапан давления от немецкого автопрома и его установка на УАЗе. . Ну вот примерно подцепил все провода к датчикам, ключ на СТАРТ и. двигатель ожил с пол оборота правда без датчика расхода воздуха, т.к. я поставил датчик пленочный , а мозги прошиты под нитяной , но это для пробного пуска не проблема.

По ощущениям работа двигателя стала мягче и ровнее на холостых , а при нажатии на дросель двигатель стал, так сказать, мгновенно набирать обороты без провалов, чихов и пыхов, по сравнению с карбюратором. После пробных заездов выявилась основная проблема всей конструкции – это тепло, горячо, короче, кипятильник под капотом от которого плавятся провода, оплетка троса газа и самое плохое закипает бензин в рампе. Самое интересное наблюдал когда начался дождь и капли на капоте стали шипеть и парить. Закипание бензина происходит из-за неправильного моего проектирования рампы ,громко сказал, потому ,что вход и клапан обратки стоят с одной стороны и рампу бензин, идущий в обратку, не охлаждает. Глюк возникает при работе двигателя на холостых оборотах. Для борбы с этой оказией было решено все снять и сделать защитные кожухи для отвода тепла. После снятия на глаза попалась трещина на лопатке турбины (фото), турбина на машине пробежала 500км. Кстати, бежать машина стала хорошо только на третьей и четвертой передаче,первая и вторая уж очень короткие. По трассе одно удовольствие – на обгон хоть в горку хоть с горки и всегда на четвертой, даже на затяжных подьемах можно спокойно ускорятся достаточно шустро. Вакумный усилитель тормозов работает без нареканий и не потребовал установки отдельного насоса, самое главное клапан поставить нормальный. После настройки прошивки напишу о замерах. Вот так это выглядет в сборе в моем исполнении. Два месяца использования автомобиля показало ,что надо координально менять передаточные числа коробки переключения передач и с редукторными мостами, с их главной парой, колдовать. Двигатель стал высокооборотистым и для получения приятного ускорения его надо раскручивать до 6000 об.мин и на третьей передаче аж в сиденье вдавливает. Турбояма заканчивается примерно на 2700 об.мин, а на 3500об.мин начинает открыватся клапан избыточного давления и до 7000 об.мин двигатель крутится без нареканий, но с целью обеспечения ресурса двигателя, обороты были ограничены до 6000. Проблем с вакуумным усилителем тормозов выявлено не было. От двигателя с турбиной ожидал большего особенно на низах, а получилась вжигалка. Данная переделка подойдет хозяивам Волг и Газелей, но для УАЗа надо момента на низах поболее.