«ЗМЗ-514» – это cемейство четырёхцилиндровых шестнадцатиклапанных двигателей 4- рабочим объёмом 2,24 литра. Изначально эти моторы предназначались для применения на легковых и коммерческих автомобилях ГА3, однако в итоге нашли своё применение на УА3ах. На «ГА3ели» дизели «3М3-514» устанавливали только с 2002-го по 2004-й годы, в довольно ограниченном количестве. С 2006-го года потребителем данных силовых агрегатов стал Ульяновский автомобильный завод: они «прижились» сначала на внедорожниках «УА3 Хантер», а затем и на «Патриотах», и созданных на их базе «УА3 Карго». Но – всего на несколько лет: в 2015 году и Ульяновский автозавод окончательно отказался от использования моторов семейства «3М3-514». В чём причины, и каковы особенности данного семейства – читайте далее.
Главная причина отказа от дизельных модификаций «Патриота» и «Хантера» – ничтожно низкий спрос на эти машины. Мало того, что сами УАЗики не блещут гигантскими объёмами продаж, так ещё и спрос на дизельные комплектацию ульяновских внедорожников оказался слишком мал, чтобы считать их перспективными моделями. По данным руководства предприятия, продажи дизельных «Патриотов» составляли всего 1% (!) от общего числа реализованных машин.
Казалось бы, на такие машины, как УАЗовские внедорожники, просто «просятся» дизельные двигатели. Ведь сулит серьёзные плюсы: ещё более серьёзную т стабильную проходимость на бездорожье, возможность «по максимуму» грузить машину и прицеп, топливная экономичность, высокий КПД двигателя… Динамика такова, что создаётся впечатление, будто дизельный «Патриот» «похудел» на пару сотен килограммов, по сравнению с бензиновым. Весь крутящий момент, равный 270 Н*м, дизельный силовой агрегат выдаёт уже в диапазоне с 1300 об/мин по 2800 об/мин.; дизель легче и спокойнее «тащит» не самый лёгкий кузов УАЗа. Всё это – основные показатели утилитарности. А утилитарность для джипа или пикапа – превыше всего. Те автолюбители, кому приходилось ездить и на бензиновых, и на дизельных «Патриотах», отмечали, что дизельные заметно отличаются в лучшую сторону от бензиновых.
Однако, несмотря на все переделки и усовершенствования, «3М3-514»» так и остался двигателем ненадёжным, капризным. Распространённые, часто возникающие проблемы с приводами ГРМ и ТНВД, малый ресурс маслонасоса, порывы топливной магистрали ТНВД, случаи резкого снижения тяги, попадания тарелки клапана СРОГ в цилиндр двигателя, откручивание заглушки КВ, и даже такое безобразие, как образующиеся уже после 40 тысяч километров пробега трещины в головке блока цилиндров (дефект литья), по словам производителя, были устранены. Но у многих «УАЗоводов» было другое мнение на этот счёт.
После оснащения новой версии мотора – «3М3-514З2.10 CRS» – топливной аппаратуры электронного управления впрыском Bosch Common Rail двигатель стал менее ремонтопригодным, а если и ремонтопригодным, то только сразу узлами, которые стоят недёшево, а также более требовательным к качеству дизтоплива. К указанным ранее проблемам добавились проблемы с непосредственным впрыском, постоянные метаморфозы с давлением топлива.
В ходе модернизации мотору добавляли Boschевские форсунки и ТНВД, рампу, свечи накаливания; дополняли это китайским турбокомпрессором, а двигатель всё равно не блещет ни надёжностью, ни долговечностью в использовании. Разумеется, такая репутация скверно сказалась на продажах. К тому же цена дизельного «УАЗ Патриот» была более чем на 100 тысяч выше, чем бензиновой версии этой модели.
Семейство «3М3-514» ведёт свою историю с начала 1980-х годов, когда Заволжский моторный завод начал работы по созданию дизельного двигателя, на базе обычного карбюраторного мотора для «Волги» – «3М3-402.10». К 1984 году опытный образец этого силового агрегата был создан и прошёл лабораторно-дорожные испытания, в том числе и на автополигоне НАМИ в составе легково¬го автомобиля ГА3-24 «Волга». Рабочий объём – 2,45 литра, степень сжатия – 20,5; с алюминиевым блоком цилиндров, поршнями из алюминиевого сплава со спецмикрорельефом и бочкообразным профилем юбки, струйным охлаждением поршней, сигнализатором засоренности масляного фильтра, свечой предпускового подогрева. Продолжения у этой модели, однако, не последовало.
Только в первой половине 90-х годов специалисты Заволжского моторного завода вернулись к созданию собственного дизеля для легковых автомобилей и лёгких грузовиков. По каким-то причинам им была поставлена задача сделать дизельный двигатель не просто на базе бензинового «3М3-406.10», но и имеющий максимальную унификацию с этим базовым силовым агрегатом.
Исходя из предварительных наработок и стремления обеспечить максимальную унификацию с базовым двигателем «3М3-406.10», диаметр цилиндра был уменьшен до 86-ти мм. Этого достигли установкой сухой тонкостенной гильзы в чугунный моноблок; с сохранением размеров коренных и шатунных подшипников базового двигателя и, следовательно, практически полной унификации по обработке блока цилиндров и коленчатого вала. С самого начала в новом дизеле предусматривалось применение турбонаддува, с охлаждением наддувочного воздуха.
Первый образец будущего «3М3-514», под наименованием «3М3-406.10», был сделан в ноябре 1995 года. На Ярославском заводе дизельной аппаратуры (ЯЗДА) по техническим требованиям Заволжского моторного завода разработали и изготовили малогабаритную, многосопловую топливную форсунку. ГБЦ в итоге решено было изготавливать не из чугуна, а из алюминия.
В декабре 1999-го года была изготовлена первая опытно-промышленная партия дизелей «3М3-514» – 10 единиц. В 2002-м году они дебютировали на «ГАЗелях». Однако в течение первых же двух дет, даже первого же года эксплуатации выяснилось, что имеются сложности с обслуживанием этих двигателей, а надёжность их не выдерживает никакой критики.
По мнению экспертов, архаичному производственному оборудованию Заволжского моторного не хватило возможностей для обеспечения необходимого качества металла и соблюдения точности обработки автодеталей. Дизельный мотор, в отличие от бензинового, этого не потерпел. К тому же, поставщики комплектующих внесли свою «ложку дёгтя» в рост потока некондиции. А далее нестабильное качество резко отпугнуло покупателей, по началу бодро отнесшихся к идее прихода на замену карбюраторным движкам современного экономичного турбодизеля. В итоге, к началу 2004 года серийное производство дизелей на 3М3 было свёрнуто, фактически и не начавшись.
Тем не менее, доработка и доводка «3М3-514» продолжились. Изменили конструкцию головки и блока, с повышением их жёсткости. Для более качественного уплотнения газового стыка вместо отечественной гибкой прокладки ГБЦ применили импортную многослойную, металлическую. Доработка и изготовление поршней были возложены на немецкую фирму «Mahle». Изменены, в целях повышения надёжности и ресурса, были шатуны, цепи ГРМ и целый ряд мелких деталей.
Итогом этого стал запуск в серийное производство модификации «3М3-514З», и с 2006-го года этими моторами стали комплектовать «UAZ Hunter». В 2007 году «3М3-514З» был пдогнан и для установки на классическое грузовое семейство ульяновских «бескапотников». Вскоре появились «3М3-514З» с ТНВД компании «Бош», о которых шла речь выше, а затем – и с «Коммон Рэйлом». Эти версии потребляли до 10% меньше дизтоплива и демонстрировали лучшую приёмистость двигателя на низких оборотах. Однако и они большого распространения не получили.
4-х тактный дизельный двигатель имеет рядное L-образное расположение цилиндров и поршни, вращающие один общий коленвал, и верхнее расположение 2-х распредвалов. Мотор снабжён жидкостной системой охлаждения закрытого типа, с принудительной циркуляцией. Система смазки является комбинированной – под давлением и разбрызгиванием. Обновленный мотор «3М3-514З2» имеет по четыре клапана на каждом цилиндре, а охлаждение воздуха, поступающего в цилиндры, выполняет интеркулер, (его применение позволило повысить мощность силового агрегата и улучшить его работу на низких оборотах. Применяемая турбина хоть и не лишена характерного эффекта «турбо-ямы», однако отличается надёжностью и не требует обслуживания и ремонта.
Левая сторона двигателя: 1 – патрубок водяного насоса подвода ОЖ от радиатора; 2 – водяной насос; 3 – насос гидроусилителя рулевого управления (ГУР); 4 – датчик температуры охлаждающей жидкости (системы управления); 5 – датчик указателя температуры ОЖ; 6 – корпус термостата; 7 – датчик сигнализатора аварийного давления масла; 8 – крышка маслозаливной горловины; 9 – передний кронштейн подъема двигателя; 10 – рукоятка указателя уровня масла; 11 – шланг вентиляции; 12 – клапан рециркуляции; 13 – выпускной патрубок турбокомпрессора; 14 – выпускной коллектор; 15 – теплоизоляционный экран; 16 – турбокомпрессор; 17 – трубка отопителя; 18 – картер сцепления; 19 – заглушка отверстия под установочный штифт коленчатого вала; 20 – пробка сливного отверстия масляного картера; 21 – шланг слива масла из турбокомпрессора; 22 – трубка нагнетательная масла к турбокомпрессору; 23 – краник слива ОЖ; 24 – впускной патрубок турбокомпрессора
Форсунки фирмы «Бош» – двухпружинные, позволяющие осуществлять предварительный впрыск дизтоплива. Фильтр тонкой очистки топлива с ручным насосом, подогревателем, сепаратором воды – также производства компании «Бош», топливопроводы высокого давления – от фирмы «Гуидо».
Турбокомпрессор «С12-92-02» делается в Чехии, на заводе «ЧЗ-Страконице АС». Также был опыт использования и турбин «Гаррет», у которых повыше коэффициент полезного действия.
Блок цилиндров выполнен из специального чугуна, моноблоком с картерной частью, которая опущена ниже оси коленвала. Между цилиндрами предусмотрены специальные протоки для охлаждающей жидкости. В нижней части БЦ размещены 5 опор коренных подшипников. Крышки подшипников обрабатываются в сборе с блоком цилиндров и, соответственно, не являются взаимозаменяемыми. В картерной части блока цилиндров стоят форсунки для охлаждения поршней маслом.
Головка цилиндров отлита из алюминиевого сплава. В верхней части ГБЦ находится газораспределительный механизм: распредвалы, рычаги привода клапанов, гидроопоры, впускные и выпускные клапаны. Головка цилиндров снабжена двумя впускными каналами и двумя выпускными; фланцами для подсоединения впускной трубы, выпускного коллектора, термостата, крышек; есть посадочные места под форсунки и свечи накаливания, встроенные элементы систем смазки и охлаждения.
Вид спереди: 1 – шкив-демпфер коленчатого вала; 2 – датчик положения коленчатого вала; 3 – генератор; 4 – верхний кожух ремня привода ТНВД; 5 –ТНВД; 6 – воздуховод; 7 – крышка маслозаливной горловины; 8 – маслоотделитель; 9 – шланг вентиляции; 10 – ремень привода вентилятора и насоса ГУР; 11 – шкив вентилятора; 12 – натяжной болт насоса ГУР; 13 – шкив насоса ГУР; 14 – натяжной кронштейн ремня привода вентилятора и насоса ГУР; 15 – кронштейн насоса ГУР; 16 – направляющий ролик; 17 – шкив водяного насоса; 18 – ремень привода генератора и водяного насоса; 19 – указатель верхней мертвой точки (ВМТ); 20 – метка ВМТ на роторе датчика; 21 – нижний кожух ремня привода ТНВД
Поршни изготовлены из специального алюминиевого сплава, с камерой сгорания, устроенной в головке поршня. Объем камеры сгорания – (21,69 ± 0,4) см3. Юбка поршня имеет бочкообразную форму в продольном направлении и овальную – в поперечном сечении, снабжена антифрикционным покрытием. Поршневых колец по З на каждом поршне: два компрессионных и одно маслосъёмное.
Шатун двигателя – стальной кованый. Крышка шатуна обрабатывается в сборе с шатуном, в связи с чем при переборке мотора нельзя переставлять крышки с одного шатуна на другой. Крышка шатуна закреплена болтами, которые ввёрнуты в шатун. В поршневую головку шатуна запрессована сталебронзовая втулка. Коленчатый вал — стальной кованый, 5-ти опорный, с радиусом кривошипа 47 мм, имеющий для лучшей разгрузки опор 8 противовесов. Износостойкость шеек обеспечена закалкой ТВЧ или газовым азотированием.
Вкладыши коренных подшипников коленвала – сталеалюминиевые. Верхние вкладыши с канавками и отверстиями, нижние – без того и другого. Вкладыши шатунных подшипников – сталебронзовые, без канавок и отверстий. К фланцу коленчатого вала на его заднем торце восемью болтами прикреплён маховик.
Правая сторона двигателя: 1 – стартер; 2 – фильтр тонкой очистки топлива (ФТОТ) (транспортное положение); 3 – тяговое реле стартера; 4 – крышка привода масляного насоса; 5 – задний кронштейн подъема двигателя; 6 – ресивер; 7 – топливопроводы высокого давления; 8 – топливный насос высокого давления (ТНВД); 9 – задняя опора ТНВД; 10 – точка крепления «–» провода КМСУД; 11 — шланг подвода ОЖ к жидкостно-масляному теплообменнику; 12 – штуцер вакуумного насоса; 13 – генератор; 14 – вакуумный насос; 15 – крышка нижнего гидронатяжителя; 16 – датчик положения коленчатого вала; 17 – шланг подвода масла к вакуумному насосу; 18 – датчик указателя давления масла; 19 – масляный фильтр; 20 – патрубок жидкостно-масляного теплообменника отвода ОЖ; 21 – шланг слива масла из вакуумного насоса; 22 – масляный картер; 23 – усилитель картера сцепления
Распределительные валы сделаны из низкоуглеродистой легированной стали, цементированы на глубину 1,3…1,8 мм и закалены. В двигателе 2 распределительных вала: для привода впускных и выпускных клапанов. Кулачки валов – разнопрофильные, несимметричные относительно осей кулачков. На каждом вале – 5 опорных шеек. Валы вращаются в опорах, которые расположены в алюминиевой головке цилиндров и закрыты крышками. Привод распределительных валов цепной, двухступенчатый.
Система смазки
Система смазки двигателя – комбинированная, многофункциональная. Под давлением смазываются коренные и шатунные подшипники коленвала, подшипники распределительных и промежуточного валов, детали привода масляного насоса, опоры рычагов привода клапанов и натяжители цепей, подшипники турбокомпрессора. Остальные детали мотора смазываются посредствои разбрызгивания. Струями масла охлаждаются поршни. Давлением масла приводятся в рабочее положение гидроопоры и гидронатяжители. Маслонасос устанавливается между блоком цилиндров и масляным фильтром. Он шестерёнчатый, односекционный.
Поперечный разрез двигателя: 1 – ресивер; 2 – головка цилиндров; 3 – гидроопора; 4 – распределительный вал впускных клапа- нов; 5 – рычаг привода клапана; 6 – впускной клапан; 7 – распределительный вал выпускных кла- панов; 8 – выпускной клапан; 9 – поршень; 10 – выпускной коллектор; 11 – поршневой палец; 12 – сливной краник ОЖ; 13 – шатун; 14 – коленчатый вал; 15 – указатель уровня масла; 16 – мас- ляный насос; 17 – валик привода масляного и вакуумного насосов; 18 – форсунка охлаждения поршня; 19 – блок цилиндров; 20 – перепускной патрубок трубки отопителя; 21 – отводящий пат- рубок трубки отопителя; 22 – впускная труба
Система охлаждения – жидкостная, закрытая, с принудительной циркуляцией, с подачей охлаждающей жидкости в блок цилиндров термостат типа ТС 108-01, с твердым наполнителем, одноклапанный насос системы охлаждения Центробежный, привод осуществляется поликлиновым ремнем от шкива коленчатого вала.
Новые дизели данной марки на рынке есть, их стоимость составляет около трёхсот тысяч рублей, и начинается с отметки 270 000 рублей.
Несмотря на то, что ульяновские полноприводники с дизельными двигателями проявили себя заметно лучше в плане ездовых характеристик, чем бензиновые, переплачивать за это 100 с небольшим тысяч желающих нашлось крайне мало. К тому же, у моторов семейства «3М3-514» сложилась скверная репутация в плане надёжности и долговечности работы. Это привело к сворачиванию компанией «Соллерс» (которой принадлежит и ЗМЗ, и УАЗ) проекта под условным названием «Дизельные УАЗ»ы».
Элегантный Хантер
Как известно, внедорожники предназначены для преодоления труднопроходимых участков. Они должны иметь определенные преимущества, которые позволят им передвигаться в условиях тяжелого бездорожья. Чтобы автомобиль уверенно преодолевал впадины, ему требуются мощный двигатель и полный привод.
Разумеется, при таких требованиях увеличивается расход топлива. Не все любители бездорожья готовы постоянно тратить деньги на бензин. Поэтому отечественный автопром начал производить внедорожники УАЗ Хантер дизель.
Что представляет собой дизельный УАЗ
УАЗ Хантер — это наследник проверенного временем УАЗ 469, который пользуется популярностью среди автолюбителей по сей день. Именно это стало основной причиной начала производства Хантера. Автомобиль не может похвастаться престижным дизайном, но его технические характеристики обеспечивают высокие продажи.
Хантер с дизельным двигателем вобрал в себя все лучшие качества своего предшественника. При этом в конструкцию внедорожника внесли несколько улучшений, которые позволили повысить его качество в разы. Например, механизм запирания дверей осовременили, теперь они закрываются достаточно просто и без лишнего шума. Корпус покрыли дорогостоящей эмалью, которая придает внедорожнику современный вид.
В целях повышения дорожного просвета приподняли подножку автомобиля и сузили дверной проем. Это слегка повлияло на общий комфорт, поскольку забираться в кабину стало менее удобно. Сиденья стали более анатомичными, это позволило увеличить просторы салона. Теперь сзади можно расположить дополнительные кресла, а багажное отделение оборудовать распашной дверцей, как на современных внедорожниках.
Хантер не имеет недостатков 469 модели, среди которых значились неудачная конструкция КПП и небольшая мощность мотора. Модернизированный дизельный внедорожник обладает следующими преимуществами:
- салон стал более удобным и комфортным;
- значительно снижен топливный расход;
- двигатель и трансмиссия модернизированы;
- улучшена схема конструкции подвески;
- увеличились объем салона и грузоподъемность.
Дизельный двигатель делает авто более маневренным
Отзывы владельцев свидетельствуют о том, что автомобиль стал многофункциональным. Его можно использовать не только в условиях бездорожья, но и в качестве семейного автомобиля для выездов на природу.
Многочисленные обзоры внедорожника подтвердили, что в нем установлена 5-ступенчатая механическая коробка передач от фирмы Hyundai Dymos. КПП данного производителя отличается высоким качеством, значительно превосходящим характеристики отечественного аналога.
Преимущества дизельного мотора перед бензиновым
Определяясь с типом двигателя — дизель или бензин, необходимо учесть существующие между ними отличия.
Бензиновый Хантер оснащен 4-цилиндровым 16-клапанным мотором ЗМЗ-409 мощностью 128 л. с. и объемом 2,7 л. Завод-производитель рекомендует заправлять двигатель маркой бензина АИ-92. Расход топлива составляет 13,2 л на 100 км в смешанном цикле. Внедорожник развивает скорость, достигающую 130 км/ч.
В дизельный Хантер устанавливается 4-цилиндровый 16-клапанный двигатель ЗМЗ-514 мощностью 114 л. с. и объемом 2,2 л. Средний расход топлива на 100 км составляет всего 10,5 л. УАЗ способен разгоняться до 120 км/ч, развивая крутящий момент, который достигает 270 Нм.
Исходя из этого, можно с уверенностью утверждать, что дизельный мотор позволяет сэкономить не только на приобретении более дешевого типа топлива, но и на его расходе. При этом максимальная скорость ЗМЗ-514 ненамного проигрывает скорости ЗМЗ-409. Цена экономичного внедорожника превышает стоимость бензинового Хантера на 50 тыс. р. Экономия на бензине погасит переплату уже после 20 тыс. км пробега.
Дизельный мотор добавляет авто мощности
Во время функционирования дизельный двигатель не реагирует на загруженность машины пассажирами. Результаты тест-драйва показали, что экономичный мотор не перегревается как при движении по асфальтовому покрытию, так и во время преодоления тяжелого бездорожья. При использовании бензинового двигателя эта проблема присутствует по-прежнему.
Двигатели ЗМЗ-514 предназначены для установки на автомобили УАЗ с колесной формулой 4х4 и полной массой до 3 500 кг и эксплуатации при температурах окружающего воздуха от минус 45°С до плюс 40°С, относительной влажности воздуха до 75 % при температуре плюс 15°С, запыленности воздуха до 1 г/м 3 , а также в районах, распложенных на высоте до 4 000 м над уровнем моря.
На настоящий момент (2016г.) в линейке дизельных двигателей ЗМЗ есть две модели: ЗМЗ-5143.10 с механическим ТНВД и ЗМЗ-51432.10 CRS системой топливоподачи Common Rail
Внешний вид двигателя ЗМЗ-5143.10
:
Внешний вид двигателя ЗМЗ-51432.10 CRS
История создания двигателя
История дизельного двигателя на ЗМЗ началась с 1978-го года, когда завод ГАЗ выдал ЗМЗ задание на проектирование нового семейства моторов Э403.10 для перспективной «Волги». В программе был и 2,3-литровый турбодизель с чугунным блоком цилиндров. Расчетная мощность - 80–90 л. с. Но до дизеля тогда дело не дошло.
402.10.
В 1982 - 1984 гг. были проведены работы по созданию дизельного двигателя для легкового автомобиля «Волга» с рабочим объемом 2.45 дм3, максимальной мощностью 50 кВт (68 л.с) при частоте вращения коленчатого вала 4500 мин-1 с минимальным удельным расходом 251.6 г/кВт-ч (185 г/л.с-ч). Двигатель проектировался с алюминиевым блоком цилиндров, отливаемым в кокиль. Для получения «мягкого» рабочего процесса использовался вихрекамерный процесс сгорания; для обеспечения надежности цилиндро-поршневой группы применялись анкерные шпильки, стягивающие головку цилиндров, блок цилиндров и опоры коленчатого вала в единый пакет. Поршень - из алюминиевого сплава со спецмикрорельефом и бочкообразным профилем юбки. Степень сжатия двигателя - 20.5, привод топливного насоса - от шестерни распределительного вала. В конструкции двигателя предусматривалось струйное охлаждение поршней, сигнализатор засоренности масляного фильтра, свеча предпускового подогрева.
Опытный образец двигателя прошел лабораторно-дорожные испытания, в том числе и на автополигоне НАМИ в составе легково-го автомобиля ГАЗ-24 «Волга».
Однако, в связи с принятым в то время Министерством автомобильной промышленности решением о переориентации Ульяновского моторного завода на организацию производства малолитражных дизелей с одновременным освоением дизельной топливной аппаратуры дальнейшие работы на ЗМЗ были прекращены.
Дизельный двигатель на базе ЗМЗ
406.10.
В 1992-м году завод освоил новый бензиновый двигатель ЗМЗ-406.10.
Одновременно с постановкой на ковейер бензиновых моторов начали создавать на их базе турбодизель.
Исходя из предварительных проработок и стремления иметь максимальную унификацию с базовым двигателем ЗМЗ-406.10, было решено уменьшить диаметр цилиндра до 86 мм. Это достигалось установкой сухой тонкостенной гильзы в чугунный моноблок; при этом удавалось сохранить размеры коренных и шатунных подшипников базового двигателя и соответственно иметь почти полную унификацию по обработке блока цилиндров и коленчатого вала.
Предусматривалось применение турбонаддува и охлаждение наддувочного воздуха
В ноябре 1995-го года изготовлен и собран первый образец 105-сильного дизельного двигателя 406Д.10
Опытный образец дизельного двигателя ЗМЗ-406Д.10
в Экспериментальном цехе. Декабрь 1995г.:
При проектировании были приняты следующие показатели двигателя:
На Ярославском заводе дизельной аппаратуры (ЯЗДА) по техническим требованиям ЗМЗ была разработана и изготовлена малогабаритная многосопловая топливная форсунка, что позволило решать вопросы по доводке рабочего процесса только с отечественными изготовителями.
Дизельный двигатель ЗМЗ-406Д.10 в Экспериментальном цехе УГК: 
Испытания ЗМЗ-406Д.10. Апрель 1998г:
Поперечный разрез двигателя ЗМЗ-406Д.10
Внешний вид ЗМЗ-406Д.10
Внешний вид первого ЗМЗ-406Д.10:
На дальнейшую доводку новый двигатель был отправлен в Англию специалистам фирмы «Рикардо».
Англичане посоветовали изменить конструкцию головки цилиндров, которая была с V-образным расположением клапанов. Головку спроектировали заново: изменили форму камеры сгорания, клапаны поставили вертикально.
В 2002 году двигатель демонстрировался в Москве на Московском автосалоне:
Но из-за нестабильного качества комплектующих и технологической сложности обработки деталей на самом заводе серийное производство к началу 2004 года было свёрнуто.
Однако работы по доведению нового двигателя продолжались. Изменилась конструкция головки и блока, вследствие чего возросла их жесткость. Для лучшего уплотнения газового стыка вместо отечественной гибкой прокладки ГБЦ стали применять импортную многослойную металлическую. Доработку и изготовление поршней доверили немецкой фирме Mahle. Повышающие надежность и ресурс изменения также коснулись шатунов, цепей ГРМ и целого ряда мелких деталей. В итоге в ноябре 2005 года в цехе малых серий Заволжского моторного завода вновь началось производство дизелей под индексом ЗМЗ-5143 .
Конструкция ЗМЗ-5143
такова.
Головка цилиндров выполнена из алюминиевого сплава. Вертикальные клапаны приводятся от двух распредвалов через одноплечие рычаги с роликами на игольчатых подшипниках. Клапанный механизм с немецким гидроопорам INA.
Привод распределительных валов - цепной, двухступенчатый, подобный ЗМЗ-406. Однако длина цепей иная, а для натяжения взамен пластмассовых рычагов применили звездочку, которая в порядке обратной унификации внедрена и на бензиновых моторах. Натяжители цепи - гидравлические.
Блок цилиндров из специального чугуна. Отливка унифицирована с блоком бензинового ЗМЗ-406. Диаметр цилиндра - 87 мм, ход поршня - 94 мм (у бензинового «406-го» мотора - 92х86 мм). В картере блока располагаются специальные форсунки, через которые масло, поступающее из центральной магистрали, охлаждает поршни.
Коленчатый вал - оригинальный, кованый стальной с радиусом кривошипа 47 мм - поковку изготавливает КамАЗ. Вал упрочнен закалкой токами высокой частоты или азотированием наружной поверхности.
Поршень с камерой сгорания в днище выполнен из алюминиевого сплава с нирезистовой вставкой под компрессионное кольцо; юбка обработана антифрикционным составом «Моликот». Поршневые кольца - фирмы «Гётце».
Топливная аппаратура "Бош". ТНВД с механическим регулятором. Специально для ЗМЗ-514 «Бош» доработал свой распределительный насос типа VE, который теперь развивает максимальное давление 1100 бар и имеет корректоры по наддуву и для прогрева двигателя зимой. ТНВД приводится от коленвала зубчатым ремнем типа VAZ 2112, закрытым защитным кожухом.
Форсунки фирмы «Бош» - двухпружинные, позволяют осуществить предварительный впрыск топлива. Фильтр тонкой очистки топлива с ручным насосом, подогревателем, сепаратором воды - «бошевский», топливопроводы высокого давления - фирмы «Гуидо».
Турбокомпрессор - чешский, завода «ЧЗ-Страконице АС», также адаптирован «Гаррет», у которого выше КПД.
С 2006-го эти моторы стали серийно устанавливаться на UAZ Hunter.
В 2007 году ЗМЗ-514 был адаптирован и для установки на коммерческие автомобили УАЗ.
В 2012 году был освоен выпуск ЗМЗ-51432.10 CRS с системой топливоподачи Common Rail, отвечающим экологическим требованиям Евро-4. Данные двигатели устанавливаются на легковые и грузопассажирские автомобили УАЗ Patriot, Hunter, Pickup и Cargo
Маркировка двигателя
Семейство двигателей ЗМЗ-514.10 это 4-цилиндровые 16-клапанные дизельные двигатели с рабочим объемом 2,24л
| Обозначение двигателя по КД | VDS-описательная часть маркировки | Характерные особенности омплектности и исполнения двигателя | Применяемость на автомобиле |
| Комплектации с топливным насосом высокого давления VE 4/11F 2100RV | |||
| 514.1000400 | 51400 | Базовая комплектность в едином исполнении с топливным насосом высокого давления VE 4/11F 2100RV, без гидроусилителя руля и привода вентилятора. | |
| 514.1000400-10 | 51400А | Базовая комплектность в едином исполнении с картером сцепления, СРОГ, ГУР, без вентилятора | автомобили ОАО «ГАЗ» |
| 514.1000400-20 | 51400B | Базовая комплектность в едином исполнении с топливным насосом высокого давления VE 4/11F 2100RV, с гидроусилителем руля и приводом вентилятора, масляным картером двигателя ЗМЗ-5141, с масляным фильтром уменьшенных габаритов. | |
| 5141.1000400 | 514100 | Комплектность в едином исполнении с топливным насосом высокого давления VE 4/11F 2100RV, гидроусилителем руля, кондиционером, без вентилятора. | |
| 5143.1000400 | 514300 | Базовая комплектность в едином исполнении с топливным насосом высокого давления VE 4/11F 2100RV, гидроусилителем руля. | |
| 5143.1000400-10 | 51430A | Комплектность в едином исполнении с топливным насосом высокого давления VE 4/11F 2100RV, гидроусилителем руля, кондиционером. | |
| 5143.1000400-20 | 51430В | Комплектность в едином исполнении с топливным насосом высокого давления VE 4/11F 2100RV, приводом вентилятора и кронштейнами насоса гидроусилителя руля. | |
| 5143.1000400-30 | 51430C | Комплектность в едином исполнении с топливным насосом высокого давления VE 4/11F 2100RV, приводом вентилятора и кронштейнами гидроусилителя руля, с подводящими топливопроводами измененной, по сравнению с базовой комплектацией, длиной. | |
| 5143.1000400-40 | 51430D | Комплектность в едином исполнении с приводом вентилятора, вакуумным насосом, совмещенным с генератором, картером сцепления, СРОГ, ГУР | УАЗ-315148 «Hunter» |
| 5143.1000400-41 | 51430G | Комплектность в едином исполнении с приводом вентилятора, вакуумным насосом на блоке цилиндров, СРОГ, ГУР, без картера сцепления | УАЗ-315148 «Hunter» |
| 5143.1000400-42 | 51430H | Комплектность в едином исполнении с приводом вентилятора, вакуумным насосом на блоке цилиндров, СРОГ, патрубком для подключения автономного подогревателя-отопителя, ГУР, без картера сцепления | УАЗ-296608 |
| 5143.1000400-50 | 51430Е | Комплектность в едином исполнении с топливным насосом высокого давления VE 4/11F 2100RV, приводом вентилятора и кронштейнами насоса гидроусилителя руля, без топливоподкачивающего насоса, с перепускным клапаном на фильтре тонкой очистки топлива. | |
| 5143.1000400-80 | 51430L | Комплектность в едином исполнении с приводом вентилятора, вакуумным насосом на блоке цилиндров, СРОГ, охладителем рециркулируемых ОГ, ГУР, без картера сцепления | |
| 5143.1000400-81 | 51430M | Комплектность в едином исполнении с приводом вентилятора, вакуумным насосом на блоке цилиндров, СРОГ, охладителем рециркулируемых ОГ, патрубком для подключения автономного подогревателя-отопителя, ГУР, без картера сцепления | УАЗ-315148 «Hunter» экологического класса 3 |
| 5143.1000400-43 | 51430R | Комплектность в едином исполнении с приводом вентилятора, вакуумным насосом на блоке цилиндров, патрубком для подключения автономного подогревателя-отопителя, ГУР, без картера сцепления, без СРОГ | УАЗ-315108 «Hunter» для МО) |
| 5143.1000400-60 | 51430S | Комплектность в едином исполнении с приводом вентилятора, вакуумным насосом на блоке цилиндров, патрубком для подключения автономного подогревателя-отопителя, картером сцепления, малогабаритным масляным фильтром, ГУР, без СРОГ | УАЗ-396218 («Буханка» - санитарный втомобиль повышенной проходимости, для МО) |
| Комплектации дизелей ЗМЗ-51432 для автомобилей УАЗ экологического класса 4 (Евро4) | |||
| 51432.1000400 | 51432A | Без картера сцепления под КПП DYMOS; компрессор кондиционера SANDEN; насос ГУР Delphi; генератор 120А | |
| 51432.1000400-01 | 51432B | Без картера сцепления под КПП DYMOS; компрессор кондиционера SANDEN; насос ГУР Delphi; генератор 120А; патрубок 40624.1148010 для подключения автономного отопителя. | УАЗ-31638 «Patriot», УАЗ-31648 «Patriot Sport», УАЗ-23638 «Pickup», УАЗ-23608 «Cargo» |
| 51432.1000400-10 | 51432C | Без картера сцепления под КПП DYMOS; насос ГУР Delphi; генератор 80 А или 90 А. | УАЗ-31638 «Patriot», УАЗ-31648 «Patriot Sport», УАЗ-23638 «Pickup», УАЗ-23608 «Cargo» |
| 51432.1000400-20 | 51432D | Без картера сцепления под КПП DYMOS; насос ГУР; генератор 80 А или 90 А. | УАЗ-315148 «Hunter» |
| 51432.1000400-21 | 51432E | Без картера сцепления под КПП DYMOS;насос ГУР; генератор 80 А или 90 А; патрубок 40624.1148010 для подключения автономного отопителя. | УАЗ-315148 «Hunter» |
| 51432.1000400-22 | 51432F | с картером сцепления под 5 ступенчатую КПП АДС;насос ГУР; генератор 80 А или 90 А. | УАЗ-315148 «Hunter» |
| 51432.1000400-23 | 51432G | с картером сцепления под 5 ступенчатую КПП АДС;насос ГУР; генератор 80 А или 90 А; патрубок 40624.1148010 для подключения автономного отопителя | УАЗ-315148 «Hunter» |
Двигатели ЗМЗ-514 - детище ОАО ЗМЗ. Это компания, функционирующая в сфере машиностроения. В нашей стране это крупнейший производитель бензиновых силовых агрегатов. С конвейеров этого завода выходит более 80 вариаций разных двигателей для машин брендов УАЗ, ПАЗ и ГАЗ. Также предприятие выпускает более 5 тысяч автомобильных компонентов. Оно входит в синдикат ОАО «Соллерс». Его история началась в 1958 году.
Специалисты данной компании придумали довольно интересное устройство двигателей ЗМЗ-514. Это касается и их составляющих, и принципов работы. Особого внимания заслуживают и технологии турбонаддува.
Вам будет интересно:
Самые популярные новинки концерна УАЗ с обозначенными двигателями также представлены в изложенном материале.
Строение
Двигатели ЗМЗ-514, как правило, имеют в своем составе 12 элементов. Они отражены в схеме ниже и пронумерованы соответствующе.
В состав двигателя входят:
ЗМЗ 514 – экономичный и неприхотливый в использовании дизельный мотор, устанавливаемый на автомобили УАЗ Патриот и ряд других моделей автомобилей от автопроизводителя УАЗ.
Разработан этот силовой агрегат в 2002 году и с небольшими изменениями производится в наши дни.
Технические характеристики
Модификация двигателя ЗМЗ 514 имеет следующие характеристики:
| ПАРАМЕТР | ЗНАЧЕНИЕ |
|---|---|
| Масса | 220 кг |
| Рабочий объем | 2,235 литра |
| Мощность | 113,5 л. с. при 3500 об/мин. |
| Конфигурация камеры сгорания | рядный |
| Материал блока цилиндров | чугун |
| Материал ГБЦ | алюминий |
| Степень сжатия | 19.5 |
| Количество клапанов на цилиндр | 4 |
| Топливная система | непосредственным впрыск с турбонаддувом |
| Система охлаждения | жидкостная с принудительной циркуляцией |
| Тип топлива | дизельное |
| Расход топлива | 12,5 на УАЗ Patriot |
Двигатель устанавливается на УАЗ Patriot, Cargo, Hunter, Pickup и .
Описание
Разработка дизельного двигателя ЗМЗ 514 началась на Заволжском моторном заводе в 2002 году, который производится по настоящее время.
Но еще в 1978 году планировалось изготовить дизель с мощностью в 90 лошадиных сил, предназначенный для установки на автомобили УАЗ.
Разработка двигателя велась 15 лет, в течение которых было изготовлено несколько опытных образцов, которые не обеспечивали должной надежности и не отличались приемлемыми показателями топливной экономичности.
В 1993 году принято решение активизировать разработку дизельного мотора, а за основу был взят перспективный бензиновый . В итоге уже через два года был выпущен первый опытный образец, который получил индекс 406Д.10. Этот двухлитровый 105 сильный мотор стал базой для создания силового агрегата семейства ЗМЗ 514.
Проектирование нового силового агрегата осуществлялось силами специалистов с привлечением английских мотористов из компании Рикардо. Проведенные испытания в Англии показали несовершенство блока цилиндров, в итоге было принято решение использовать для изготовления ГБЦ не чугун, а более прочный и легкий алюминий. Блок цилиндров ЗМЗ 514 выполнен из чугуна по технологии литья под давлением.
Модификации
В 2002 году была собрана первая партия дизельных двигателей ЗМЗ 514, которые устанавливались на Газель. Однако уже в первый год эксплуатации выяснилось, что имеются сложности с обслуживанием двигателей данной серии, и спустя два года производство было остановлено.
Инженеры ЗМЗ занялись работой над мотором, которая продолжалась в течение полутора лет. В результате произведенной доработки была изменена конструкция шатунов, блока цилиндров и цепи ГРМ.
- В ноябре 2005 года возобновлено производство второй генерации этого силового агрегата, которая получила индекс ЗМЗ 5143. Этот двигатель зарекомендовал себя с наилучшей стороны. Он отличался экономичностью, простотой в обслуживании и надежностью. Новый двигатель устанавливают на автомобили UAZ Hunter.
- В 2012 году был начат выпуск модернизированной версии силового агрегата, которая получила индекс ЗМЗ 51432.10 CRS. Эта версия двигателя оснащалась Common Rail и полностью соответствовала жестким экологическим требованиям стандарта Евро-4. Двигатель серии устанавливался на автомобили УАЗ Patriot, Pickup, Hunter и Cargo.
Использование системы прямого впрыска топлива на ЗМЗ 51432 Common Rail позволило существенно улучшить показатели топливной экономичности. В сравнении с предыдущей генерацией этого мотора ЗМЗ 514 потреблял на 10 процентов меньше солярки и при этом обеспечивал лучшую приемистость мотора на низких оборотах.
В то же время необходимо сказать, что использование этой электронной системы прямого впрыска топлива привело к усложнению конструкции силового агрегата ЗМЗ 514, а, следственно, снизилась надежность.
Конструкция
- Дизельный мотор ЗМЗ 514 отличается простотой конструкции, а благодаря широкому использованию алюминия удалось снизить вес силового агрегата до 220 килограмм.
- Завод изготовить установил на данную модель двигателя увеличенный межсервисный пробег, что позволяло существенно упростить эксплуатацию автомобиля. Двигатель оказался нетребовательным к качеству масла, а продуманная система охлаждения исключала выход из строя мотора по причине его перегрева.
- Этот силовой агрегат использовал цепной привод ремня ГРМ, что избавляло от необходимости проведения сложной работы по замене или регулировки цепи ГРМ.
- Характерной особенностью модернизированных ЗМЗ 514 было использование комбинированной системы смазки, которая одновременно разбрызгивала масло и под давлением смазывала подвижные элементы мотора.
- Межсервисный интервал смены масла составляет 15 тысяч километров. Впрочем, сами автовладельцы рекомендуют постоянно проверять уровень масла. Почерневшее масло свидетельствует о необходимости его замены и проведении других сервисных процедур с мотором.
- Поршни мотора отливаются из усиленного алюминиевого сплава, что обеспечивает их максимально возможный ресурс. Юбка поршня выполнена со специальной бочкообразной формой и имеет антифрикционное покрытие. Такое покрытие не прогорает даже спустя 200 тысяч километров пробега.
- Необходимо сказать, что силовая часть мотора ЗМЗ 514 зарекомендовала себя как достаточно надежная и долговечная. Прогорание поршня или поломки коленвала отмечаются крайне редко и вызваны неправильным режимом эксплуатации мотора. К подобным поломкам зачастую приводит длительная работа под нагрузкой и использование некачественного топлива.
- Обновленный мотор ЗМЗ 51432 имеет по четыре клапана на каждый цилиндр, а за охлаждение воздуха, поступающего в цилиндры, отвечает интеркуллер, использование которого позволило существенно повысить мощность двигателя ЗМЗ 51432 и улучшить его поведение на низких оборотах.
- Используемая турбина хоть и имеет характерную для надувных моторов турбояму, но при этом отличается надежностью и не требует какого-либо существенного ремонта. Ее ресурс равняется ресурсу всего силового агрегата.
- Двигатель имеет систему питания от немецкой компании BOSCH, что позволило устранить имеющиеся проблемы с работой свечей накала. Ресурс мотора заявлен на уровне в 250 тысяч километров пробега. Капитальный ремонт может потребоваться при пробеге в 300 тысяч километров и более.
Неисправности
| НЕИСПРАВНОСТЬ | ПРИЧИНА |
|---|---|
| Потеря жидкости из системы охлаждения | Причиной подобного может быть как повреждение прокладки головки блока цилиндров, так и повреждения самой ГБЦ по причине перегрева мотора. Если заменить прокладку не представляет сложности, то вот шлифовка или же замена головки блока цилиндров имеет достаточно высокую стоимость. Необходимо помнить о том, что выпускалось несколько разновидностей этого силового агрегата, поэтому ГБЦ следует выбирать по ВИН номеру. |
| Появление сигнала о недостаточно давлении масла в системе смазки | Виной тому может быть поврежденный масляный насос, который перестает прокачивать масло. Также производительность масляного насоса может упасть по причине забившегося фильтра. Ремонт заключается в проверке масляного фильтра и замене насоса. |
| Стук в двигателе и полная потеря мощности | Подобное характерно для обрыва цепи ГРМ и удара поршня о клапаны. Машину необходимо перевести в сервис на эвакуаторе и производить вскрытие мотора. В большинстве случаев требуется дорогостоящий капитальный ремонт ЗМЗ 514 с заменой клапанов и поршней. |
| Появилась вибрация на холодной машине | Причина может быть в вышедшей из строя свече зажигания или проблеме с катушкой. Ремонт заключается в определении вышедшего из строя узла и его замене. |
| Автомобиль отказывается заводиться после длительной стоянки зимой | Причиной подобного может быть использование некачественного топлива, которое замерзло в мороз. В данном случае необходимо отогнать автомобиль в теплый гараж или дождаться потепления на улице. |
Тюнинг
Дизельный мотор ЗМЗ 514 имеет существенный запас надежности, что позволяет увеличить мощность двигателя путем использования перенастроенных программ управления, так и с помощью капитального инженерного тюнинга.
Занимаясь увеличением мощности этого силового агрегата, следует помнить о том, что все работы автовладелец проводит исключительно на свой страх и риск.
- Самым простым и относительно надежным способом увеличения мощности ЗМЗ 514 является так называемый чип-тюнинг, который предполагает установку нового блока управления. Подобное позволяет получить прибавку около двадцати лошадиных сил. Отдельные варианты чип-тюнинга требуют удаления сажевого фильтра, что приводит к ухудшению норм выхлопа и снижает ресурс мотора.
- Установка на ЗМЗ 514 облегченного коленвала и расточенных цилиндров позволяет получить дополнительно от 10 до 15 лошадиных сил.
- Многие автовладельцы устанавливают облегченный маховик, что также увеличивает мощность двигателя на 5-8 лошадиных сил.
- Экстремальные варианты тюнинга подразумевают замену турбины на спортивную модель с повышенным давлением. Однако в данном случае ресурс двигателя может существенно снизится.
- Замена штатной выхлопной системы двигателя ЗМЗ 514 также позволит повысить показатели мощности силового агрегата. В зависимости от используемой модели спортивного выхлопа автомобиль может получить от 8 до 10 дополнительных лошадиных силы.
- Еще 2-3 лошадки прибавит замена стандартного воздушного фильтра на спортивный вариант с нулевым сопротивлением.
В общей сложности проведенные работы по увеличению мощности ЗМЗ 514 позволят получить дополнительно от 40 до 60 лошадиных сил. Нужно лишь помнить о том, что при выполнении тюнинга необходимо обращаться к профессионалам, что и позволит провести всю работу технически грамотно, а ресурс вашего двигателя если и ухудшится, то незначительно.
Введите ключевые слова.