Двигатель ЗМЗ-514 и его модификации предназначены для установки на легковые и грузопассажирские автомобили УАЗ Patriot, Hunter, Pickup и Cargo. Использована система топливоподачи Common Rail фирмы «BOSCH», охлаждаемая система рециркуляции отработавших газов с дроссельным патрубком, который также используется для мягкого глушения двигателя. Для привода ТНВД, водяного насоса и генератора используется поликлиновой ремень с механизмом автоматического натяжения.

Дизельный двигатель ЗМЗ 51432.10 евро 4

Характеристики двигателя ЗМЗ-51432.10

Параметр	Значение
Конфигурация	L
Число цилиндров	4
Объем, л	2,235
Диаметр цилиндра, мм	87
Ход поршня, мм	94
Степень сжатия	19
Число клапанов на цилиндр	4 (2-впуск; 2-выпуск)
Газораспределительный механизм	DOHC
Порядок работы цилиндров	1-3-4-2
Номинальная мощность двигателя / при частоте вращения коленчатого вала	83,5 кВт - (113,5 л.с.) / 3500 об/мин
Максимальный крутящий момент / при частоте вращения коленчатого вала	270 Н м / 1300-2800 об/мин
Система питания	с непосредственным впрыском, турбонаддувом и охлаждением надувочного воздуха
Экологические нормы	Евро 4
Вес, кг	220

Конструкция двигателя

Четырехтактный двигатель с электронно-управляемой системой подачи топлива Common Rail, с рядным расположением цилиндров и поршнями, вращающими один общий коленчатый вал, с верхним расположением двух распределительных валов. Двигатель имеет жидкостную систему охлаждения закрытого типа с принудительной циркуляцией. Система смазки комбинированная: под давлением и разбрызгиванием. Блок цилиндров Блок цилиндров ЗМЗ-514 изготовлен из специального чугуна моноблоком с картерной частью, опущенной ниже оси коленчатого вала. Коленчатый вал Коленчатый вал ЗМЗ-514 - стальной кованный, пятиопорный, имеет для лучшей разгрузки опор восемь противовесов.

Параметр	Значение
Диаметр коренных шеек, мм	62,00
Диаметр шатунных шеек, мм	56,00

Поршень Поршень отлит из специального алюминиевого сплава, с камерой сгорания, выполненной в головке поршня. Объем камеры сгорания 21,69 ± 0,4 сc. Юбка поршня бочкообразной формы в продольном направлении и овальная в поперечном сечении, имеет антифрикционное покрытие. Большая ось овала расположена в плоскости, перпендикулярной оси поршневого пальца. Наибольший диаметр юбки поршня в продольном сечении расположен на расстоянии 13 мм от нижней кромки поршня. Внизу юбки выполнена выемка, которая обеспечивает расхождение поршня с форсункой охлаждения. Поршневой палец плавающего типа, наружный диаметр пальца 30 мм.

Модификации дизельного двигателя ЗМЗ 514

ЗМЗ 5143

ЗМЗ 514.10 евро 2 с механическим ТНВД Bosch VE. Без интеркулера и ваккумным насосом на генераторе. Ставили на УАЗ Хантер и Патриот. Мощность 98 л.с.

ЗМЗ 5143.10 евро 3 так же с механическим ТНВД Bosch VE. Так же без интеркулера. Установлен теплообменник для охлаждения отработавших газов системы рециркуляции. Вакуумный насос сначала устанавливали на блоке цилиндров с приводом от масляного насоса, позднее на головке блока цилиндров с приводом от цепи грм. Мощность так же 98 л.с.

. Главное отличие от предыдущих модификации это система питания Common Rail. Мощность возросла до 114 л.с., а крутящий момент до 270. Ставили только на Патриоты.

Проблемы двигателя

Ранние версии двигателя ЗМЗ-514 страдали заводскими просчетами, которые "вылезали" в процессе эксплуатации. Форумчане собрали и классифицировали отказы дизельного двигателя ЗМЗ-514: 1. Трещина ГБЦ. Отмечалась на двигателях до 2008 года выпуска. Признаки: уход ОЖ в картер двигателя, прорыв газов, эмульсия на масломерном щупе. Причина дефект литья, завоздушивание системы охлаждения, нарушение технологии протяжки. На ГБЦ с 2008 года устанавливаемых на конвеере дефект не отмечался. Ремонт: замена ГБЦ на современную отливку. Профилактика для ГБЦ из "зоны риска": 1)изменение компенсации ОЖ на систему с клапанами в пробке расширительного бачка с подъемом его выше уровня радиатора. 2)Выбор режимов работы двигателя без длителных нагрузок свыше 3000 об/мин. (Если кому это покажется малым, то к примеру на резине 245/75 на 5 передаче даймоса при скорости 110км/ч, обороты 2900). 3) Проверка протяжки ГБЦ на моторах 7-8 годов выпуска. ссылки: тайное письмо с ЗМЗ на СТО Расширительный бачек, переделка 2. Перескок/обрыв цепи привода ГРМ. Возможен на всех моторах. Признаки: Резкая остановка двигателя. Двигатель не запускается. Рассогласование меток ГРМ. Причина: устаревшая конструкция гидронатяжителя не обеспечивающая надежность. Некачественная деталь стороннего производителя. Ремонт: Замена сломанных рычагов привода клапанов. Корректировка меток ГРМ. В случае обрыва цепи, дефектовка и замены вышедших из строя деталей привода. Профилактика: 1) контроль состояния натяжения цепи через маслозаливную горловину. 2) замена гидронатяжителей на конструкцию обеспечивающую надежность. Ссылки: о гидронатяжителях замена гидронатяжителей На моторах ЕВРО4: конструкция не изменилась. 3. Выход из строя привода маслонасоса. Характерен на двигателях евро3 с вакуумным насосом на блоке двигателя. С конца 10 года не отмечалось. Признаки: падение давления масла до 0. Причина: не качественный матерьял шестерней. Повышение нагрузки на привод из-за подклинивания вакуумного насоса. Ремонт: замена шестерней привода маслонасоса с ревизией маслонасоса и вакуумного насоса. В случае эксплуатации двигателя без давления масла, детальная дефектовка и при необходимости более сложный ремонт. Профилактика: контроль за давлением масла. Проверка подводящего масленного шланга к вакуумному насосу на отсутствие перегибов. Проверка вакуумного насоса на подклинивание. При необходимости устранение найденных дефектов. На моторах ЕВРО4: вакуумный насос измененной конструкции расположен на передней крышке ГБЦ. Привод вакуумного насоса напрямую от верхней цепи. Конструктивно дополнительной нагрузки на привод маслонасоса нет. 4. Попадание тарелки клапана СРОГ в цилиндр двигателя. Признаки: Дымление черным дымом, удар/удары в районе двигателя, троение, незапуск. Причина: не качественная деталь стороннего производителя, отгорание тарелки клапана СРОГ от штока, проход тарелки по впускной трубе в цилиндр двигателя. Ремонт: Замена вышедших из строя деталей, в зависимости от степени повреждения: поршень, клапана, ГБЦ. Профилактика: Отключение клапана СРОГ с глушением системы. На моторах ЕВРО4: клапан срог производства германия с электронным контролем положения с установленным ресурсом до замены 80000 км пробега. 5. Откручивание заглушки КВ. Признаки: снижение давления масла, в зависимости от ситуации пробой блока. Причина: не законтрены или не качественно законтрены заглушки КВ. Ремонт: установка и контровка заглушек, в зависимости от последствий, ремонт или замена блока двигателя. Профилактика: Контрлоль за давлением масла. Снятие поддона двигателя с контролем состояния заглушек, при необходимости протяжка и контровка кернением. На моторах ЕВРО4: О изменении контроля качества работ на конвеере в лучшую сторону неизвестно. 6.1 Перескок ремня привода ТНВД. Принаки: снижение тяги дымление, вплоть до глушения и незапуска. Причина: попадание грязи на шкив КВ, ослабление натяжения ремня. Ремонт: выставление ремня по меткам. Профилактика: соблюдение регламента контроля натяжения ремня и требований к замене. На мотрах ЕВРО4: привод ТНВД поликлиновым ремнем с автоматическим натяжителем. 6.2 Боковой износ ремня привода ТНВД, обрыв ремня при предельном износе. Отмечено на моторах евро2. Признаки: Стремление к сползанию ремня со шкива ТНВД, износ боковины натяжным роликом, задевание ремня за кожух. В случае обрыва, самопроизвольное глушение двигателя. Причина: наклон ролика из-за ненадежной конструкции и выработка на оси крепления ролика. Ремонт: замена ремня и натяжного ролика, разворот оси ролика. Замена ролика на исправленную конструкцию. Профилактика: при регламенте замена ролика на исправленную конструкцию. На моторах ЕВРО3: натяжной ролик измененной конструкции с эксцентриковым натяжением. На моторах ЕВРО4: поликлиновый ремень привода с автоматическим натяжителем. 7. Обрыв трубопровода высокого давления от ТНВД к форсунке. Отмечался на двигателях ЕВРО2 2006-частично 2007 гв. Наиболее часто на 4 цилиндре. Признак: внезапное троение двигателя, запах дизтоплива. Причина: неправильный выбор углов загиба трубок при проектировании не обеспечивающих компенсации нагрузок. Неправильный монтаж в натяг. Решение: замена трубок на нового образца выпускаемых с 2007 года. Профилактика для старых трубок (не помешает и новым): при снятии установке трубок не допускать затягивание в натяг. Сначала прижимаем трубку к седлу форсунки, затем накручиваем гайку и протягиваем. Не допускать касания трубопроводов друг об друга. Правильно выбирать центральное положение ТНВД перед монтажем и регулировкой впрыска.

Топливо из правого топливного бака 12 через фильтр грубой очистки топлива 11 подается топливным электронасосом 10 под давлением к фильтру тонкой очистки топлива 8 (ФТОТ). При давлении подаваемого электронасосом топлива больше 60-80 КПа (0,6-0,8 кгс/см2) перепускной клапан 17 открывается, отводя избыточное топливо в линию слива 16. Очищенное топливо от ФТОТ поступает в топливный насос высокого давления (ТНВД) 5. Далее топливо подается с помощью плунжера-распределителя ТНВД в соответствии с порядком работы цилиндров по топливопроводам высокого давления 3 к форсункам 2, с помощью которых осуществляется впрыскивание топлива в камеру сгорания дизеля. Избыточное топливо, а также попавший в систему воздух отводятся от форсунок, ТНВД и перепускного клапана по топливопроводам слива топлива в баки

Схема системы питания дизельного двигателя ЗМЗ- 514.10 и 5143.10 на автомобилях УАЗ с электрическим топливным насосом:

1 – двигатель; 2 – форсунки; 3 – топливопроводы высокого давления двигателя; 4 – шланг отвода отсечного топлива от форсунок к ТНВД; 5 – ТНВД; 6 – шланг подвода топлива от ФТОТ к ТНВД; 7 – шланг слива топлива от ТНВД к штуцеру ФТОТ; 8 – ФТОТ; 9 – топливопровод забора топлива от баков; 10 – топливный электронасос; 11 – фильтр грубой очистки топлива; 12 – правый топливный бак; 13 – левый топливный бак; 14 – клапан топливного бака; 15 – струйный насос; 16 – топливопровод слива топлива в баки; 17 – перепускной клапан. Топливный насос высокого давления (ТНВД) ЗМЗ- 514.10 и 5143.10 распределительного типа со встроенным топливоподкачивающим насосом, корректором по наддуву и электромагнитным клапаном останова топливоподачи. ТНВД оснащен двухрежимным механическим регулятором частоты вращения коленчатого вала. Основной функцией насоса является дозированная по нагрузке на двигатель подача топлива в цилиндры двигателя под высоким давлением в определенный момент времени в зависимости от частоты вращения коленчатого вала.

Топливный насос высокого давления BOSCH типа VE .

1 – электромагнитный клапан остановки двигателя; 2 - винт регулировки максимальных оборотов холостого хода; 3 – регулировочный винт максимальной подачи топлива (опломбирован и при эксплуатации не регулируется); 4 – штуцер корректора по наддуву воздуха; 5 – корректор по наддуву воздуха; 6 – винт регулировки минимальных оборотов холостого хода; 7 – штуцера топливопроводов высокого давления; 8 – кронштейн крепления ТНВД; 9 – фланец крепления ТНВД; 10 – отверстие корпуса ТНВД для установки штифта-центратора; 11 – паз ступицы под штифт-центратор ТНВД; 12 – ступица шкива ТНВД; 13 – штуцер подвода топлива; 14 – рычаг подачи топлива; 15 – датчик положения рычага подачи топлива; 16 – разъем датчика; 17 – штуцер подвода отсечного топлива от форсунок; 18 – штуцер отвода топлива в линию слива; 19 – гайка крепления ступицы на валу ТНВД Форсунка закрытая, с двухстадийной подачей топлива. Давление впрыска: - первая стадия (ступень) – 19,7 МПа (197 кгс/см 2) - вторая стадия (ступень) – 30,9 МПа (309 кгс/см 2) Фильтр тонкой очистки топлива (ФТОТ) имеет важное значение для нормальной и безаварийной работы ТНВД и форсунок. Поскольку плунжер, втулка, нагнетательный клапан и элементы форсунок являются деталями прецизионными, топливный фильтр должен задерживать мельчайшие абразивные частицы размером 3…5 мкм. Важной функцией фильтра является также задержание и отделение воды, содержащейся в топливе. Попадание влаги во внутреннее пространство ТНВД может привести к выводу последнего из строя по причине образования коррозии и износа плунжерной пары. Задержанная фильтром вода собирается в отстойнике фильтра, откуда должна периодически удаляться через сливную пробку. Слив отстоя из ФТОТ производить через каждые 5 000 км пробега автомобиля. Перепускной клапан шарикового типа ввернут в штуцер, который установлен на фильтре тонкой очистки топлива. Перепускной клапан предназначен для перепуска избыточного топлива, подаваемого топливным электронасосом в линию слива топлива в баки. Конструкция двигателя ЗМЗ-514

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

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

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

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

Кривошипно-шатунный механизм

Блок цилиндров изготовлен из специального чугуна моноблоком с картерной частью, опущенной ниже оси коленчатого вала. Между цилиндрами имеются протоки для охлаждающей жидкости. В нижней части блока расположены пять опор коренных подшипников. Крышки подшипников обрабатываются в сборе с блоком цилиндров и, следовательно, не взаимозаменяемы. В картерной части блока цилиндров устанавливаются форсунки для охлаждения поршней маслом. Головка цилиндров отлита из алюминиевого сплава. В верхней части головки цилиндров располагается газораспределительный механизм: распределительные валы, рычаги привода клапанов, гидроопоры, впускные и выпускные клапаны. Головка цилиндров имеет два впускных канала и два выпускных, фланцы для присоединения впускной трубы, выпускного коллектора, термостата, крышек, посадочные места под форсунки и свечи накаливания, встроенные элементы систем охлаждения и смазки. Поршень отлит из специального алюминиевого сплава, с камерой сгорания, выполненной в головке поршня. Объем камеры сгорания (21,69 ± 0,4) см3. Юбка поршня бочкообразной формы в продольном направлении и овальная в поперечном сечении, имеет антифрикционное покрытие. Большая ось овала расположена в плоскости, перпендикулярной оси поршневого пальца. Наибольший диаметр юбки поршня в продольном сечении расположен на расстоянии 13 мм от нижней кромки поршня. Внизу юбки выполнена выемка, которая обеспечивает расхождение поршня с форсункой охлаждения. Поршневые кольца устанавливаются по три на каждом поршне: два компрессионных и одно маслосъемное. Верхнее компрессионное кольцо изготовлено из высокопрочного чугуна и имеет равностороннюю трапецевидную форму и износостойкое антифрикционное покрытие поверхности, обращенной к зеркалу цилиндра. Нижнее компрессионное кольцо изготовлено из серого чугуна, прямоугольного профиля, с минутной фаской, с износостойким антифрикционным покрытием поверхности, обращенной к зеркалу цилиндра. Маслосъемное кольцо изготовлено из серого чугуна, коробчатого типа, с пружинным расширителем, с износостойким антифрикционным покрытием рабочих поясков поверхности, обращенной к зеркалу цилиндра. Шатун - стальной кованный. Крышка шатуна обрабатывается в сборе с шатуном, и поэтому при переборке двигателя нельзя переставлять крышки с одного шатуна на другой. Крышка шатуна крепится болтами, которые ввертываются в шатун. В поршневую головку шатуна запрессована сталебронзовая втулка. Коленчатый вал - стальной кованный, пятиопорный, имеет для лучшей разгрузки опор восемь противовесов. Износостойкость шеек обеспечивается закалкой ТВЧ или газовым азотированием. Резьбовые пробки, закрывающие полости каналов в шатунных шейках, ставятся на герметик и зачеканиваются от самовывинчивания. Вал динамически сбалансирован, допустимый дисбаланс на каждом конце вала не более 18 г·см. Вкладыши коренных подшипников коленчатого вала - сталеалюминиевые. Верхние вкладыши с канавками и отверстиями, нижние - без канавок и отверстий. Вкладыши шатунных подшипников сталебронзовые, без канавок и отверстий. Шкив-демпфер состоит из двух шкивов: зубчатого 2 – для привода ТНВД и поликлинового 3 – для привода водяного насоса и генератора, а также ротора 4 датчика положения коленчатого вала и диска демпфера 5. Демпфер служит для гашения крутильных колебаний коленчатого вала, благодаря чему обеспечивается равномерность работы ТНВД, улучшаются условия работы цепного привода распределительных валов и уменьшается шум ГРМ. Диск демпфера 5 привулконизирован к шкиву 2. На поверхности ротора датчика имеется круглая метка для определения ВМТ первого цилиндра. Работа датчика положения коленчатого вала заключается в формировании и передаче электронному блоку управления импульсов от расположенных на наружной поверхности ротора пазов. Передний конец коленчатого вала уплотнен резиновой манжетой 7, запрессованной в крышку цепи 6.

Передний конец коленчатого вала: 1 – стяжной болт; 2 – зубчатый шкив коленчатого вала; 3 – поликлиновой шкив коленчатого вала; 4 – ротор датчика; 5 – диск демпфера; 6 – крышка цепи; 7 – манжета; 8 – звездочка; 9 – блок цилиндров; 10 – верхний коренной вкладыш; 11 – коленчатый вал; 12 – нижний коренной вкладыш; 13 – крышка коренного подшипника; 14 – шпонка сегментная; 15 – кольцо резиновое уплотнительное; 16 – втулка; 17 – установочный штифт ротора датчика; 18 – шпонка призматическая

Газораспределительный механизм

Распределительные валы изготовлены из низкоуглеродистой легированной стали, цементированы на глубину 1,3…1,8 мм и закалены до твердости рабочих поверхностей 59…65 HRCЭ. Двигатель имеет два распределительных вала: для привода впускных и выпускных клапанов. Кулачки валов разнопрофильные, несимметричные относительно оси кулачка. На задних торцах распределительные валы имеют маркировки клеймением: впускной – «ВП», выпускной – «ВЫП». Каждый вал имеет пять опорных шеек. Валы вращаются в опорах, расположенных в алюминиевой головке цилиндров и закрытых крышками, расточенными 22 совместно с головкой. По этой причине крышки опор распределительных валов не взаимозаменяемы. От осевых перемещений каждый распределительный вал удерживается упорной полушайбой, которая установлена в выточку крышки передней опоры и выступающей частью входит в проточку на первой опорной шейке распределительного вала. На переднем конце распределительных валов имеется конусная поверхность под приводную звездочку. Для точной установки фаз газораспределения в первой шейке каждого распределительного вала выполнено технологическое отверстие с точно заданным угловым расположением относительно профиля кулачков. При сборке привода распределительных валов их точное положение обеспечивается фиксаторами, которые устанавливаются через отверстия в передней крышке в технологические отверстия на первых шейках распределительных валов. Технологические отверстия также используется для контроля углового расположения кулачков (фаз газораспределения) в процессе эксплуатации двигателя. На первой переходной шейке распределительного вала имеются две лыски с размером под ключ для удержания распределительного вала при креплении звездочки. Привод распределительных валов цепной, двухступенчатый. Первая ступень – от коленчатого вала на промежуточный вал, вторая ступень – от промежуточного вала на распределительные валы. Привод обеспечивает частоту вращения распределительных валов в два раза меньше частоты вращения коленчатого вала. Приводная цепь первой ступени (нижняя) имеет 72 звена, второй ступени (верхняя) – 82 звена. Цепь втулочная, двухрядная с шагом 9,525 мм. На переднем конце коленчатого вала на шпонке установлена звездочка 1 из высокопрочного чугуна с 23 зубьями. На промежуточном валу одновременно закреплены двумя болтами ведомая звездочка 5 первой ступени также из высокопрочного чугуна с 38 зубьями и ведущая стальная звездочка 6 второй ступени с 19 зубьями. На распределительных валах установлены звездочки 9 и 12 из высокопрочного чугуна с 23 зубьями

Привод распределительных валов: 1 – звездочка коленчатого вала; 2 – нижняя цепь; 3,8 – рычаг натяжного устройства со звездочкой; 4,7 – гидронатяжитель; 5 – ведомая звездочка промежуточного вала; 6 – ведущая звездочка промежуточного вала; 9 – звездочка впускного распределительного вала; 10 – технологическое отверстие под установочный штифт; 11 – верхняя цепь; 12 – звездочка выпускного распределительного вала; 13 – успокоитель цепи средний; 14 – успокоитель цепи нижний; 15 – отверстие под установочный штифт коленчатого вала; 16 – указатель ВМТ (штифт) на крышке цепи; 17 – метка на роторе датчика положения коленчатого вала Звездочка на распределительном валу устанавливается на конусный хвостовик вала через разрезную втулку и крепится стяжным болтом. Разрезная втулка имеет внутреннюю коническую поверхность, контактирующую с коническим хвостовиком распределительного вала и наружную – цилиндрическую, контактирующую с отверстием звездочки. Натяжение каждой цепи (нижней 2 и верхней 11) производится гидронатяжителями 4 и 7 автоматически. Гидронатяжители установлены в направляющих отверстиях: нижний – в крышке цепи, верхний – в головке цилиндров и закрыты крышками. Корпус гидронатяжителя упирается в крышку, а плунжер через рычаг 3 или 8 натяжного устройства со звездочкой натягивает нерабочую ветвь цепи. В крышке имеется отверстие с конической резьбой, закрытое пробкой, через которое гидронатяжитель при нажатии на корпус приводится в рабочее состояние. Рычаги натяжного устройства установлены на консольных осях, ввернутых: нижняя – в передний торец блока цилиндров, верхняя – в опору, закрепленную на переднем торце блока цилиндров. Рабочие ветви цепей проходят через успокоители 13 и 14, изготовленные из специальной пластмассы и закрепленные двумя болтами каждый: нижний – на переднем торце блока цилиндров, средний – на переднем торце головки цилиндров. Гидронатяжитель состоит из корпуса 4 и плунжера 3, подобранных на заводе-изготовителе.

Гидронатяжитель: 1 – корпус клапана в сборе; 2 – запорное кольцо; 3 – плунжер; 4 – корпус; 5 – пружина; 6 – стопорное кольцо; 7 – транспортный стопор; 8 – отверстие для подвода масла из системы смазки Привод клапанов. Клапаны приводятся от распределительных валов через одноплечий рычаг 3. Одним концом, имеющим внутреннюю сферическую поверхность, рычаг опирается на сферический торец плунжера гидроопоры 1. Другим концом, имеющим криволинейную поверхность, рычаг опирается на торец стержня клапана.

Привод клапанов: 1 – гидроопора; 2 – пружина клапана; 3 – рычаг привода клапана; 4 – распределительный вал впускных клапанов; 5 – крышка распределительных валов; 6 – распределительный вал выпускных клапанов; 7 – сухарь клапана; 8 – тарелка пружины клапана; 9 – маслоотражательный колпачок; 10 – опорная шайба пружины клапана; 11 – седло выпускного клапана; 12 – выпускной клапан; 13 – направляющая втулка выпускного клапана; 14 – направляющая втулка впускного клапана; 15 – впускной клапан; 16 – седло впускного клапана

Рычаг привода клапана: 1 – рычаг привода клапана; 2 – скоба рычага привода клапана; 3 – подшипник игольчатый; 4 – ось ролика рычага клапана; 5 – стопорное кольцо; 6 – ролик рычага клапана Ролик 6 рычага привода клапана беззазорно контактирует с кулачком распределительного вала. Для уменьшения трения в приводе клапанов ролик установлен на оси 4 на игольчатом подшипнике 3. Рычаг передает перемещения, задаваемые кулачком распределительного вала, клапану. Применение гидроопоры исключает необходимость регулировать зазор между рычагом и клапаном. При установке на двигатель рычаг подсобирается с гидроопорой с помощью скобы 2 охватывающей шейку плунжера гидроопоры. Гидроопора стальная, ее корпус 1 выполнен в виде цилиндрического стакана, внутри которого размещен поршень 4, с обратным шариковым клапаном 3 и плунжер 7, который удерживается в корпусе стопорным кольцом 6. На наружной поверхности корпуса выполнены канавка и отверстие 5 для подвода масла внутрь опоры из магистрали в головке цилиндров. Гидроопоры устанавливаются в расточенные в головке цилиндров отверстия.

Гидроопора: 1 – корпус; 2 – пружина; 3 – обратный клапан; 4 – поршень; 5 – отверстие для подвода масла; 6 –стопорное кольцо; 7 – плунжер; 8 – полость между корпусом и поршнем Гидроопоры автоматически обеспечивают беззазорный контакт кулачков распределительных валов с роликами рычагов и клапанами, компенсируя износы сопрягаемых деталей: кулачков, роликов, сферических поверхностей плунжеров и рычагов, клапанов, фасок седел и тарелок клапанов. Клапаны впускной 15 и выпускной 12 изготовлены из жаропрочной стали, выпускной клапан имеет жароупорную износостойкую наплавку рабочей поверхности тарелки и наплавку из углеродистой стали на торце стержня, закаленную для повышения износостойкости. Диаметры стержней впускного и выпускного клапанов 6 мм. Тарелка впускного клапана имеет диаметр 30 мм, выпускного – 27 мм. Угол рабочей фаски у впускного клапана 60°, у выпускного 45°30". На конце стержня клапана выполнены выточки для сухарей 7 тарелки 8 пружины клапана. Сухари и тарелка пружины клапана изготовлены из малоуглеродистой легированной стали и подвергнуты углеродоазотированию для повышения износосойкости. Промежуточный вал 6 предназначен для передачи вращения от коленчатого вала распределительным валам через промежуточные звездочки, нижнюю и верхнюю цепи. Кроме этого, он служит для привода масляного насоса.

Промежуточный вал: 1 – болт; 2 – стопорная пластина; 3 – ведущая звездочка; 4 – ведомая звездочка; 5 – передняя втулка вала; 6 – промежуточный вал; 7 – труба промежуточного вала; 8 – валик-шестерня; 9 – гайка; 10 – шестерня привода масляного насоса; 11 – задняя втулка вала; 12 – блок цилиндров; 13 – фланец промежуточного вала; 14 – штифт

Система смазки

Система смазки комбинированная, многофункциональная: под давлением и разбрызгиванием. Используется для охлаждения поршней и подшипников турбокомпрессора, масло под давлением приводит в рабочее состояние гидроопоры и гидронатяжители.

Схема системы смазки: 1 – форсунка охлаждения поршня; 2 – главная масляная магистраль; 3 – теплообменник жидкостно-масляный; 4 – масляный фильтр; 5 – калиброванное отверстие подачи масла на шестерни привода масляного насоса; 6 – шланг подвода масла к вакуумному насосу; 7 – шланг слива масла из вакуумного насоса; 8 – подвод масла к верхнему подшипнику валика привода масляного насоса; 9 – вакуумный насос; 10 – подача масла к втулкам промежуточного вала; 11 – подвод масла к гидроопоре; 12 – верхний гидронатяжитель цепи; 13 – крышка маслозаливной горловины; 14 – рукоятка указателя уровня масла; 15 – подвод масла к опорной шейке распределительного вала; 16 – датчик сигнализатора аварийного давления масла; 17 – турбокомпрессор; 18 – нагнетательная трубка масла в турбокомпрессор; 19 – шатунный подшипник; 20 – шланг слива масла из турбокомпрессора; 21 – коренной подшипник; 22 – указатель уровня масла; 23 – метка «П» верхнего уровня масла; 24 – метка «0» нижнего уровня масла; 25 – пробка слива масла; 26 – маслоприемник с сеткой; 27 – масляный насос; 28 – масляный картер; 29 – датчик указателя давления масла Емкость системы смазки 6,5 л. Масло в двигатель заливается через маслозаливную горловину, расположенную на крышке клапанов и закрытую крышкой 13. Уровень масла контролируется по меткам «П» и «0» на стержне указателя уровня 24. При эксплуатации автомобиля по пересеченной местности уровень масла следует поддерживать вблизи метки «П», не превышая ее. Масляный насос шестеренчатого типа установлен внутри масляного картера и крепится к блоку цилиндров двумя болтами и держателем масляного насоса. Редукционный клапан плунжерного типа, расположен в корпусе маслоприемника масляного насоса. Редукционный клапан отрегулирован на заводе установкой тарированной пружины. Фильтр очистки масла - на двигатель устанавливается полнопоточный масляный фильтр однократного использования неразборной конструкции.

Система вентиляции картера

Система вентиляции картера – закрытого типа, действующая за счёт разрежения во впускной системе. Маслоотражатель 4 размещён в крышке маслоотделителя 3.

Система вентиляции картера: 1 – воздуховод; 2 - крышка клапанов; 3 – крышка маслоотделителя; 4 – маслоотражатель; 5 – шланг вентиляции; 6 – выпускной патрубок турбокомпрессора; 7 – турбокомпрессор; 8 – впускной патрубок турбокомпрессора; 9 – впускная труба; 10 – ресивер При работе двигателя картерные газы проходят по каналам блока цилиндров в головку цилиндров, смешиваясь по пути следования с масляным туманом, далее проходят через маслоотделитель, который встроен в крышку клапанов 2. В маслоотделителе масляная фракция картерных газов отделяется маслоотражателем 4 и стекает через отверстия в полость головки цилиндров и далее в картер двигателя. Осушенные картерные газы по шлангу вентиляции 5 поступают через впускной патрубок 8 в турбокомпрессор 7, в котором они смешиваются с чистым воздухом и подаются через выпускной (нагнетательный) патрубок 6 турбокомпрессора по воздуховоду 1 последовательно в ресивер 10, впускную трубу 9 и далее в цилиндры двигателя.

Система охлаждения

Система охлаждения - жидкостная, закрытая, с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости. Система включает в себя водяные рубашки в блоке цилиндров и в головке цилиндров, водяной насос, термостат, радиатор, жидкостно-масляный теплообменник, расширительный бачок со специальной пробкой, вентилятор с муфтой, краники слива ОЖ на блоке цилиндров и радиаторе, датчики: температуры охлаждающей жидкости (системы управления), указателя температуры ОЖ, сигнализатора перегрева ОЖ. Наиболее выгодный температурный режим охлаждающей жидкости лежит в пределах 80...90 °С. Указанная температура поддерживается при помощи термостата, действующего автоматически. Поддержание термостатом правильного температурного режима в системе охлаждения оказывает решающее влияние на износ деталей двигателя и экономичность его работы. Для контроля температуры охлаждающей жидкости в комбинации приборов автомобиля имеется указатель температуры, датчик которого ввернут в корпус термостата. Кроме того, в комбинации приборов автомобиля имеется сигнализатор аварийной температуры, загорающийся красным цветом при повышении температуры жидкости свыше плюс 102…109 °С. Водяной насос центробежного типа расположен и закреплен на крышке цепи. Привод водяного насоса и генератора осуществляется поликлиновым ремнем 6РК 1220. Натяжение ремня производится изменением положения натяжного ролика/ Привод вентилятора и насоса ГУР осуществляется поликлиновым ремнем 6РК 925. Натяжение ремня производится изменением положения шкива насоса ГУР.

Схема системы охлаждения двигателя на автомобилях УАЗ: 1 – краник отопителя салона; 2 – электронасос отопителя; 3 – двигатель; 4 – термостат; 5 – датчик указателя температуры ОЖ; 6 – датчик температуры охлаждающей жидкости (системы управления); 7 – датчик сигнализатора перегрева ОЖ; 8 – заливная горловина радиатора; 9 – расширительный бачок; 10 – пробка расширительного бачка; 11 – вентилятор; 12 – радиатор системы охлаждения; 13 – муфта вентилятора; 14 – сливная пробка радиатора; 15 – привод вентилятора; 16 – водяной насос; 17 – теплообменник жидкостно-масляный; 18 – сливной краник ОЖ блока цилиндров; 19 – трубка отопителя; 20 – радиатор отопителя салона

Схема привода вспомогательных агрегатов: 1 – шкив коленчатого вала привода водяного насоса и генератора; 2 – зубчатый шкив привода ТНВД; 3 – натяжной ролик; 4 – ремень привода генератора и водяного насоса; 5 – шкив генератора; 6 – натяжной ролик ремня привода ТНВД; 7 – шкив ТНВД; 8 – зубчатый ремень привода ТНВД; 9 – шкив вентилятора; 10 – ремень привода вентилятора и насоса ГУР; 11 – шкив насоса ГУР; 12 – направляющий ролик; 13 – шкив водяного насоса

Система впуска воздуха и выпуска отработавших газов

В двигателях ЗМЗ-5143.10 применена четырехклапанная на один цилиндр система газораспределения, которая позволяет значительно улучшить наполнение и очистку цилиндров по сравнению с двухклапанной, а также в совокупности с винтовой формой впускных каналов обеспечить вихревое движение воздушного заряда для лучшего смесеобразования. Система впуска воздуха включает в себя: воздушный фильтр, шланг, впускной патрубок турбокомпрессора, турбокомпрессор 5, выпускной (нагнетательный) патрубок турбокомпрессора 4, воздуховод 3, ресивер 2, впускную трубу 1, впускные каналы головки цилиндров, впускные клапаны. Подача воздуха при запуске двигателя осуществляется за счет разрежения, создаваемого поршнями, а далее турбокомпрессором с регулируемым наддувом.

Система впуска воздуха: 1 – впускная труба; 2 – ресивер; 3 – воздуховод; 4 – выпускной патрубок турбокомпрессора; 5 – турбокомпрессор Выпуск отработавших газов осуществляется через выпускные клапаны, выпускные каналы головки цилиндров, чугунный выпускной коллектор, турбокомпрессор, приемный патрубок трубы глушителя и далее по системе выпуска автомобиля. Турбокомпрессор является одним из основных агрегатов системы впуска воздуха и выпуска отработавших газов, от которого зависят эффективные показатели двигателя – мощность и крутящий момент. Турбокомпрессор использует энергию отработавших газов для нагнетания воздушного заряда в цилиндры. Колесо турбины и колесо компрессора находятся на общем валу, который вращается в плавающих радиальных подшипниках скольжения.

Турбокомпрессор: 1 – корпус компрессора; 2 – пневмопривод перепускного клапана; 3 – корпус турбины; 4 – корпус подшипников

Система рециркуляции отработавших газов (СРОГ)

Система рециркуляции отработавших газов служит для снижения выброса токсичных веществ (NOx) с отработавшими газами путём подачи части отработавших газов (ОГ) из выпускного коллектора в цилиндры двигателя. Рециркулирование отработавших газов на двигателе начинается после прогрева охлаждающей жидкости до температуры 20…23 °С и осуществляется во всем диапазоне частичных нагрузок. При работе двигателя на полной нагрузке система рециркуляции отработавших газов выключается.

Система рециркуляции отработавших газов: 1 – пневмокамера; 2 – шланг от электромагнитного клапана управления к клапану рециркуляции; 3 – пружина; 4 – шток клапана рециркуляции; 5 – клапан рециркуляции; 6 – трубка рециркуляции; 7 – коллектор; 8 – выпускной патрубок турбокомпрессора При подаче напряжения 12 В открывается электромагнитный клапан, который устанавливается на автомобиле, и под воздействием разрежения, которое создаётся в наддиафрагменной полости пневмокамеры 1 вакуумным насосом, цилиндрическая пружина 3 сжимается, шток 4 с клапаном 5 поднимается и в результате этого происходит перепуск части ОГ из коллектора 7 в выпускной (нагнетательный) патрубок 8 турбокомпрессора, а далее в цилиндры двигателя.

Система Управления Двигателем

Система управления двигателем предназначена для запуска двигателя, управления им в режиме движения транспортного средства и остановки. Основные функции системы управления двигателя ➤ Основными функциями данной системы являются: - управление свечами накаливания – для обеспечения холодного пуска двигателя и его прогрева; - управление рециркуляцией отработавших газов – для снижения содержания окислов азота (NOx) в отработавших газах; - управление работой электрического подкачивающего насоса (ЭПН) – для улучшения подачи топлива; - формирование сигнала на тахометр автомобиля – для выдачи информации о скорости вращения коленчатого вала двигателя.

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»

«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».

О книге : Альбом. Издание 2007 года.
Формат книги : файл pdf в архиве zip
Страниц : 32
Язык : Русский
Размер : 28.3 мб.
Скачивание : бесплатно, без ограничений и паролей

Дизельный двигатель ЗМЗ-514.10 и его модификации ЗМЗ-5143.10-50, ЗМЗ-5143.10-50. Конструкция. Обслуживание. Ремонт.

Главная задача данного альбома обеспечение системы — «разработчик-изготовитель-пользователь всех форм» технической информацией, которая позволяет каждому заинтересованному получить исчерпывающие ответы на все вопросы, связанные с обеспечением работоспособности дизельного двигателя ЗМЗ-514.10 и его модификаций на разных этапах эксплуатации.

— Технические данные дизельного двигателя ЗМЗ-514 и его систем.
— Устройство и конструкция двигателя. Поперечный разрез.
— Техническое обслуживание. Виды и содержание работ.
— Рекомендации по техническому обслуживанию.
— Сборка двигателя — шаг за шагом.
— Подсборка узлов и агрегатов.
— Расположение меток и отверстий под штифты для замены ремня привода ТНВД. Схема системы подачи и отвода топлива на автомобиле Уаз-315148.
— Схема соединений системы управления двигателя.
— Размеры, допуски и посадки сопрягаемых деталей двигателя.
— Методика проверки и корректировки фаз газораспределения.
— Турбокомпрессор.
— Моменты затяжки основных резьбовых соединений.

Дизельный двигатель ЗМЗ-514.10 быстроходный, 4-цилиндровый, с топливной аппаратурой типа VE c механическим регулятором, с регулируемой системой турбонаддува и системой рециркуляции отработанных газов.

В двигателе ЗМЗ-5143.10 применены:

— 4-клапанная конструкция газораспределительного механизма с двумя винтовыми впускными каналами на один цилиндр;
— центральное расположение форсунки и камеры сгорания в ох­лаждаемом поршне;
— стальная прокладка головки цилиндров;
— кованный, из легированной стали, азотированный коленчатый вал;
— антифрикционные, износостойкие покрытия рабочих поверхностей клапанов, поршней и поршневых колец.

Предназначен для установки на легковые автомобили среднего класса, легкие грузовики, микроавтобусы, внедорожники с общей массой до 3,5 тонн.

Периодичность первого и второго технического обслуживания дизельного двигателя ЗМЗ-514.10 и его модификации ЗМЗ-5143.10-50, ЗМЗ-5143.10-50 устанавливается в зависимости от категорий условий эксплуатации автомобилей.

Дизельный ЗМЗ-514 под капотом УАЗ. Первые 100 тысяч км: хроника полной разборки мотора

«Земную жизнь пройдя до половины, я очутился в сумрачном лесу», – примерно так вслед за Данте Алигьери мог бы написать в своих дневниках этот… дизельный двигатель. Если бы, конечно, был в состоянии писать и вел дневники. Но ничего этого он делать не умеет. Мы же будем и вовсе прозаичны. Итак, на 104-й тысяче пробега мне пришлось вынуть из своего УАЗа дизельный мотор, отслуживший верой и правдой более пяти лет. Повод был абсолютно нелепым: ни с того ни с сего вдруг отломился кусок головки блока. А раз уж пришлось ее снимать, то профессиональный интерес заставил меня разобрать агрегат целиком, чтобы оценить степень его износа. С одной стороны, сто тысяч – не возраст для турбодизеля, но с другой – приличный срок для любого отечественного мотора. И, как очень скоро стало ясно, полез я в двигатель совершенно не зря. По крайней мере пищи для размышлений появилось более чем достаточно…

К ресурсу заволжского дизеля возникали претензии на протяжении всей его истории. Начать с того, что при проектировании 514-го мотора руководство завода поставило конструкторам задачу максимально унифицировать его с только что запущенным в производство бензиновым ЗМЗ406. Причем возражения, что искровой мотор по определению невозможно конвертировать в хороший дизель, «наверху» никто слушать не захотел. И тогда появился первый опытный вариант. С мощностью, экономичностью и экологией все получилось на уровне мировых стандартов. Вот только ресурс едва дотягивал до… 40 тысяч км. Пришлось все переделывать. Полностью изменились блок , головка, поршни и еще кое-что по мелочи. После испытаний, состоявшихся весной 2002 года, было принято решение о постановке мотора на конвейер, а его ресурс был заявлен в 250 тысяч. А пока суть да дело, первую товарную партию ЗМЗ514.10 вручную собрали прямо в заводском КБ дизельных двигателей. Именно из нее и был тот самый доставшийся мне мотор. Судя по номеру на блоке, в этой серии он шел пятым.

Вскоре на ЗМЗ наладили конвейерную сборку дизелей и уже было собрались начать поставки на первичную комплектацию УАЗа и ГАЗа. Но серийное производство уперлось в резкое падение качества новых моторов. Старому производственному оборудованию завода просто не хватало возможностей для поддержания надлежащего качества металла и соблюдения точности обработки деталей. И дизель, в отличие от бензиновых агрегатов, этого не простил. Плюс к этому и поставщики комплектующих внесли свою лепту в увеличение потока некондиции. Наладить стабильное серийное производство не удавалось, из-за чего автозаводы продолжали отказываться от ЗМЗ514. А нестабильность качества начала отпугивать и частных покупателей, поначалу бодро расхватывавших новые турбодизели на замену карбюраторным моторам. В результате к началу 2004 года дизельное производство на ЗМЗ было практически свернуто.

И все же доводка двигателя продолжалась. Конструкторы адаптировали мотор к имеющимся технологиям и условиям производства, одновременно устраняя собственные просчеты. 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, а с 2006-го эти моторы стали серийно ставить на UAZ Hunter. В 2007 году 514-й был адаптирован и для установки на грузовое семейство ульяновских «бескапотников».

Краткий курс истории

Надо сказать, что попавшийся мне мотор оказался откровенно удачным. На фоне пугающих историй о ранних сериях он вел себя почти идеально. «Почти», потому что с завидной регулярностью напоминала о своем существовании ненадежная и неудобная в обслуживании система натяжения и успокоения ремней ТНВД и генератора. За пять лет составляющие ее ролики разваливались у меня восемь раз то порознь, то вместе (один раз это привело к обрыву ремня топливного насоса прямо на ходу). Кроме того, по совершенно необъяснимой причине в среднем раз в год ломался на две части палец крепления генератора (видимо, изначально где-то была несоосность). Что же касается остальных деталей, то после 60 тысяч пришлось поменять уплотнительные кольца форсунок и все резинки клапанной крышки, а после 80 тысяч – компенсировать вытяжку цепей ГРМ регулировкой угла опережения впрыска.

Электрооборудование с учетом трофийно-экспедиционной жизни машины трудилось честно, и все его отказы были закономерны. Так, дважды из-за попадания внутрь забортной воды выходили из строя электронные блоки управления двигателем (после второго раза, год назад, от этого блока пришлось отказаться, переведя всю электрику на «ручное управление»). Дважды перебирали генератор, один раз – стартер (из обоих было вытряхнуто по охапке слежавшегося торфа). Кстати, оба агрегата на данном двигателе – фирмы Bosch. Попытка замены немецкого стартера российским от бензинового ЗМЗ409 (стоящим дешевле переборки оригинального) окончилась неудачей. «Бюджетная альтернатива» оказалась несравнимо более слабой и сгорела через несколько месяцев.

Причина смены головы

Первым звонком грядущего разбора мотора стал внезапный обрыв топливной трубки высокого давления четвертого цилиндра. Деталь лопнула у самой форсунки – ее как будто срезало ножом. Заменить ее было делом пяти минут, и я не придал этому серьезного значения. Трубки на моторе стояли еще с самого рождения, и, решив, что пришло их время, я морально приготовился заменить остальные. Но вместо этого недели через две снова оборвало четвертую. Это насторожило. Вторым косвенным признаком, указывавшим на «причинное место», стал внезапно ослабший ремень ТНВД. Я пошатал из стороны в сторону топливный насос, почувствовал неприятный люфт и полез разбираться. Неужели насос сам собой открутился? Реальность оказалась еще хуже. Он оторвался! Оказался сломанным нижний болт крепления кронштейна, посадочное место верхнего болта основательно разбило, а в месте крепления задней точки от головки блока вообще отломился фигурный прилив. Последнее было наиболее неприятно, так как обещало безрадостную перспективу замены всей головки блока: прилив весьма нагружен и работает на растяжение и на излом одновременно, поэтому варить его бесполезно. То есть попробовать, конечно, можно, но через какое время он отломится вновь, предсказать никто из теоретиков и практиков аргоновой сварки не брался.

На ЗМЗ по поводу отломленного прилива меня «утешили», что подобный случай далеко не первый, причем проявлялся он и при куда меньших пробегах. Но, по счастью, проблема не только давно известна, но и уже успешно устранена. На головках 5143 этот прилив усилили дополнительными ребрами жесткости, после чего известия о его «самопроизвольном отделении» поступать на завод перестали. Итак, с заменой одной детали двигателя мы определились. А в каком состоянии остальные?

Вскрытие покажет

Надо сказать, по поводу общего состояния мотора у меня особых беспокойств не было. Собранные вручную под въедливым конструкторским взором двигатели самой первой товарной партии оказались на удивление живучими. К примеру, «Соболь-Баргузин», оставшийся в распоряжении заводского отдела адаптации дизельных двигателей, прошел на дизеле из той же «партии» более 300 тысяч. Правда, бегал он исключительно по асфальту. На моем УАЗе нагрузки на мотор, безусловно, были намного выше, но все равно поводов для тревоги не наблюдалось. Двигатель не дымил и практически не расходовал масла при том, что турбина «сопливилась», начиная с двадцатой тысячи километров. Последнее, впрочем, свидетельствовало не об ее износе, а о конструктивном просчете: на больших оборотах из нее не успевает стекать масло.

Такие показатели здоровья дизеля, как мощность, тяга и способность заводиться в мороз, по субъективным ощущениям, тоже не ухудшились. Наиболее неприятным моментом стало постепенное падение давления масла, первые признаки которого появились после 75 тысяч. Впрочем, этот процесс развивался столь медленно, что до самого последнего момента я не считал его достаточным поводом, чтобы вскрывать мотор. Но раз уж жизнь подкинула другой повод, я все-таки вытащил двигатель из УАЗа, отвез его к другу-мотористу, нашел у него на верстаке место для блокнота и фотоаппарата, и мы начали разбирать агрегат, подробно фиксируя состояние деталей.

Первые внешние наблюдения: диск сцепления требует замены, поскольку на нем лопнула одна из пружин. Надо отметить, это уже второй диск (из трех), заканчивающий свою жизнь подобным образом. При этом корзина и маховик в полном порядке. Кроме того, лопнуло крепление трубки системы охлаждения, огибающей блок под выпускным коллектором, треснул теплоизоляционный экран над этим самым коллектором, и начали подтекать оба сальника коленвала. Все остальное в порядке. Разбираем!

Итак, рассказываю в порядке снятия... Легкий износ обнаружился на пластиковых успокоителях цепей и упорных фланцах распредвалов. Впрочем, было бы странно, если бы его вообще не было. Сами распредвалы визуально в норме. Замеры микрометром выявили износ опорных шеек в пределах 0,06 – 0,07 мм при заводском допуске 0,1 мм. Гидрокомпенсаторы, коромысла, клапаны и другие детали головки тоже почти как новые. Водяные каналы свободны от отложений. Масляных отложений также нигде не обнаружено. Термостат в норме, лишь окислился припой на гайке. Помпа «живая», но у нее уже заметен небольшой поперечный люфт, – в профилактических целях придется заменить. Обе звездочки натяжения цепей слегка подношены, при этом у одной почему-то погнута ось. Верхняя цепь заметно вытянулась, при этом нижняя – как будто только что из магазина. Странно. Обычно бывает наоборот. Впускной и выпускной коллекторы в полнейшем порядке. А что им будет?! Приятно удивили медные гайки нашпильках выпускного коллектора, позволившие без труда все раскрутить. Обычно на отечественных моторах это соединение закисает так, что свернуть можно только при помощи трубы. Камеры сгорания чистые, нагар на поршнях и клапанах минимален. Привод топливного (низкого давления) и масляного насосов в норме. Незначительная выработка заметна лишь со стороны топливного насоса. По непонятной причине треснул маслоуспокоитель в поддоне. Впрочем, это не критично.

Теперь о главном

А вот и первая серьезная «болячка»: две из четырех пробок коленвала выкручены больше чем наполовину! Очевидно, их плохо зачеканили при сборке мотора... В этом-то, похоже, и кроется причина падавшего давления масла. Хуже всего, что в таком случае это приводило к локальному масляному голоданию двух шатунных шеек, что ускоряло их износ, а кроме того, было чревато задиром, заклиниванием и полным выходом двигателя из строя. Опасения подтвердились. Шатунные вкладыши там оказались задраны, да и сами шейки, особенно вторая, имели следы перегрева. В то же время визуальный износ третьей и четвертой шатунных шеек был минимален, а все коренные и вовсе были в идеальном состоянии. В общем, похоже, мы разобрали мотор вовремя, и до серьезных задиров дело еще не дошло. Износ шатунных шеек составил всего 0,02 – 0,05 мм (овальность 0,01 – 0,02 мм). Износ коренных шеек – 0,04 – 0,06 (овальность до 0,01 мм). И все это при том, что первый ремонтный размер вкладышей компенсирует 0,25 мм выработки. В общем, коленвал решили оставить как есть.

Вынув поршни, я изумился еще больше. И, надо сказать, изумился неприятно. На трех из них имелись трещины в юбке! Это говорит либо о тяжелом перегреве мотора, либо о серьезной конструкторской ошибке. А между тем этот двигатель несмотря на всю свою нелегкую трудовую биографию не доходил до кипения ни разу. Значит, проблемы с охлаждением поршней и все, что они тянут за собой, имеются абсолютно на всех ЗМЗ-514.10. Скорее всего, именно они привели к тому, что на «послерестайлинговых» моторах ЗМЗ-5143 поршни стоят уже другие и по производителю (Mahle), и по конструкции. Чтож, будем надеяться, немецким инженерам удалось правильно решить задачу их охлаждения. На этом фоне степень износа поршней показалась мне деталью малозначительной. Я даже не стал отвлекаться на следы прогара между компрессионными кольцами на одном из поршней. А вот состояние цилиндров мы изучили со всей тщательностью, но никакого «криминала» не нашли. Стенки были гладкими, без задиров. Продольный износ составил 0,01 мм, а поперечный – от 0,02 мм внизу до 0,04 мм вверху. В общем, блок «почти как новый».

Что же касается вопроса «почему треснули поршни?» – то он вскоре трансформировался в вопрос «почему треснули только три?». Может быть, ТНВД подает в четвертый цилиндр меньше топлива, чем в остальные? Для проверки ТНВД был отдан в профильную лабораторию НАМИ и досконально проверен на анализаторе впрыска AVL. Но причина оказалось не в нем. «Бошевский» агрегат был в идеальном состоянии, да и форсунки тоже не ощущали груза прожитых ста тысяч километров.

Сборка

Превратив двигатель в аккуратно разложенный на верстаке набор деталей, мы оказались перед дилеммой. С одной стороны, не отломись кусок от головки блока, мотор вроде бы не нуждался в ремонте и накрутил бы еще не один десяток тысяч километров, пока… не развалились бы поршни или окончательно не вывернулись бы пробки коленвала. Какие внутренние разрушения эти события повлекли бы за собой, сказать сложно. С другой стороны, раз уж мотор полностью разобрали, не собирать же его обратно на изношенных запчастях?! В итоге привод ГРМ, свечи накаливания, прокладки, сальники и всякую другую мелочовку решено было заменить.

Надо сказать, что ситуация с запчастями на заволжский дизель в Москве в последнее время радикально улучшилась. При должной настойчивости найти можно почти любую деталь. В крайнем случае, заказать ее с поставкой в течение недели. Но для этого придется объехать весь город, собирая «по зернышку» (ни в одном из магазинов пока нет достаточного ассортимента). Второй вопрос – московские цены. Сравнив их с ценами в Заволжье, я посчитал, что с учетом количества необходимых мне «железок» дешевле выйдет съездить за ними в Нижегородскую область. Впрочем, на круг все равно набежало около 50 тыс. рублей.

На Заволжском моторном заводе тем временем происходили очередные перемены, означающие новый этап в истории нашего двигателя. В цехе малых серий, где на подвесном конвейере последние два года собирали ЗМЗ-514, все оборудование демонтировали, собираясь переносить производство этого мотора на главный конвейер. А на освободившихся площадях намеревались разместить производственную линию Iveco. Кроме того, в феврале расформировали заводской Центр адаптации дизельных двигателей, занимавшийся вопросами применения «подопытных» моторов и служивший мостом между потребителями и конструкторами.

P.S. Загружая запчасти в багажник, я обратил внимание на новую головку блока и обнаружил, что ее отливка отличается и от той, что стояла на моем двигателе изначально, и от тех, что ставили серийно полтора года назад. Помимо того, что район крепления кронштейна ТНВД здесь усилен дополнительными ребрами, на головке есть и другие отличия, очевидно, увеличивающие ее жесткость. Впрочем, при сборке двигателя на свое место она встала легко и непринужденно. Но один промах конструкторы все же допустили. Так, теперь, после увеличения толщины передней стенки головки в районе цепей ГРМ, верхний успокоитель цепи ставится на свое место с трудом. А проще говоря, требует доработки напильником в прямом смысле этого слова. Во всем остальном сборка двигателя не доставила сложностей, и он благополучно завелся. Теперь дело осталось за установкой интеркулера. Но это совсем другая история и, скорее всего, тема для отдельного материала.

текст и фото: Евгений КОНСТАНТИНОВ

Сергей АФИНЕЕВСКИЙ , Заведующий лабораторией деталей двигателей НАМИ

Надо ставить интеркулер

Двигатель хороший, очистка топлива, масла и воздуха производилась как надо. Цилиндры и коленчатый вал практически в номинале, распредвалы тоже в пределах допуска. Вкладыши подшипников имеют небольшой износ, но требуют замены. Общее состояние агрегата в целом можно считать хорошим. Трещины в поршнях – это результат высокой термической напряженности. ЗМЗ-514 считается высокофорсированным турбодизелем, а потому требует применять охлаждение наддувочного воздуха, тем более что это конструкторами предусмотрено. Но дело в том, что установку теплообменников на автомобиль должен производить не моторный, а автомобильный завод, и тут, видимо, возникли какие-то сложности. С другой стороны, вы не измерили треснувшие поршни. При сборке могли поставить поршни с повышенным зазором, из-за чего при прогреве двигателя имели место удары поршня по цилиндру, происходящие до выхода мотора на рабочую температуру. Что касается облома кронштейна на головке блока, то мне кажется, в данной ситуации дело в браке литья, но в любом случае это место требует усиления.