Вдвое больше "лошадей" (1993 год)

-
Давно уже "волгам" нужен современный двигатель. Более мощный, чем существующий, более скупой на расход бензина и с более чистым выхлопом. Ушли в историю многолетние эксперименты с мотором ГАЗ-14-12, V-образной "шестеркой", на которую возлагались в свое время большие надежды. И сегодня мы должны признать, что двигатель, который ведет происхождение с середины 1957 года (им стали комплектовать "Волгу" ГАЗ-21В), себя исчерпал.

Проектирование нового двигателя — дело тонкое. Его конструкторы, помимо всего прочего, должны обладать даром предвидения. Автоматические линии, другое сложное и дорогое оборудование и оснастка, предназначенные для вот этой конструкции, должны окупиться. И смена ее по этой причине оправдана через 15-20 лет, не раньше. Поэтому создатели мотора должны при его рождении заложить в него резервы для последующей модернизации. И при этом еще и предвидеть новые тенденции в двигателестроении, чтобы, когда понадобится, "малой кровью" подладить под них свое детище.
Тогда, в конце пятидесятых годов, "волговский" мотор считался весьма перспективным: верхнеклапанная конструкция, отлитый из чугуна жесткий пятиопорный коленчатый вал, блок цилиндров из алюминиевого сплава, легко заменяемые при ремонте гильзы цилиндров "мокрого" типа. Это был скачок в отечественном автомобильном моторостроении.
Но время восторгов давно уже прошло, и сегодня выпускаемые Заволжским моторным заводом для "волг" двигатели ЗМЗ-402 порядком устарели. Несмотря на то, что базовая конструкция не раз была модернизирована, они по выбросам вредных соединений, экономичности, удельной мощности (всего 41 л.с./л) не отвечают новейшим требованиям. Возможно, что у нас в стране они устраивали бы автомобилистов, которые непривередливы и немного консервативны. Но "покорять автомобильный рынок" с ними невозможно.
Двигатели нового семейства, в частности ЗМЗ-4062.10, уже вышли из стадии доводки и испытаний. Они имеют современную конструкцию, хорошие параметры, и завод в Заволжье уже ведет технологическую подготовку их производства. Первый признак готовящегося перехода на новый мотор — его дебют перед широкой "автомобильной" публикой во время выставки "Автоиндустрия- 92" прошлой осенью.

У ЗМЗ-4062.10 вдвое, по сравнению с "волговским" двигателем 35-летней давности, выросла мощность (с 70 до 150 л.с.), а литровая мощность, которой характеризуется степень форсировки двигателя увеличилась в полтора раза. Как следствие, возросли нагрузки на опоры коленчатого вала и блок; они заставили сделать последний очень жестким, причем без заметного утяжеления силового агрегата. В результате пришлось пересмотреть всю конструкцию.

Отлитый из алюминиевого сплава прежний блок цилиндров не только не обладал необходимой жесткостью, но при увеличенных тепловых нагрузках, а тем более при перегреве "расплывался" , и точное взаимное расположение расточек под коренные подшипники изменялось. Нарушались и другие принципиально важные для работоспособности двигателя размеры, а потеря соосности постелей под коренные подшипники оборачивалась быстрым износом коленчатого вала.
Длинные толкающие штанги в приводе клапанов на двигателях прежних "волг" получали боковые деформации, пружинили при работе, вызывали повышенные нагрузки (и износы) во всей цепочке привода. Его детали вдобавок имели довольно большую массу и инерцию, поэтому нужны были сильные клапанные пружины. Их действие дополнительно "расшатывало" весь механизм привода, в результате чего приходилось часто восстанавливать тепловые зазоры между клапанами и коромыслами.
Кардинальное решение этих проблем давал переход на конструкцию с двумя распределительными валами в головке цилиндров. Привод этих валов набором шестерен — сложный, металлоемкий и шумный в работе. Самый простой и дешевый вариант — с зубчатым ремнем. Компромисс — привод цепью, более шумный, чем ремнем, но и более долговечный.
И чтобы закончить рассуждения о клапанном механизме, надо отдать должное современной тенденции отказа от двух клапанов для каждого цилиндра в пользу четырех.
Итак, двигатель с полноопорным коленчатым валом в чугунном блоке, приводимыми цепью двумя распределительными валами в головке цилиндров, четырьмя клапанами на цилиндр. Такая конструкция в настоящее время получает растущее распространение и один из примеров ее — новый двигатель "Дженерал моторс" семейства ЛГО, который устанавливают на некоторых модификациях "Шевроле-Беретта", "Олдсмобил- Катласс" и "Понтиак-Гранд-Ам". Это четырехцилиндровый (диаметр цилиндра — 92 мм, ход поршня — 85 мм) мотор рабочим объемом 2260 см3. В зависимости от степени форсировки он развивает мощность от 162 до 182 л.с. при 6200 об/мин. Много общего с ним по конструкции у четырехцилиндрового двигателя ЗМЗ-4062.10, предназначенного для перспективных легковых автомобилей ГАЗ-3103 и ГАЗ-3104, а также легкого грузовика на 1500 кг груза ГАЗ-3302. Диаметр его цилиндров сделан тот же, что и на прежнем ЗМЗ-402, — 92 мм, но ход поршня укорочен до 86 мм. Рабочий объем — 2286 см3 в головке цилиндров из алюминиевого сплава два распределительных вала, приводимых цепью. Толкатели клапанов — в виде перевернутых стаканчиков. Чтобы улучшить наполнение цилиндров, ЗМЗ оснастил каждый цилиндр двумя впускными и двумя выпускными клапанами. При степени сжатия 9,5 и системе впрыска топлива, разработанной санкт-петербургским институтом ЦНИТА, двигатель развивает мощность 150 л.с./110 кВт при 6200 об/мин, то есть литровая мощность составляет чуть больше 65 л.с./л. Максимальный крутящий момент достигает величины 215 Н-м.
Впрыск топлива и зажигание контролирует микропроцессорная система управления, созданная в отечественном НПО "Автоэлектроника". Эта система не только обеспечивает хорошую экономичность но и постоянно корректирует работу двигателя в режимах, поддерживающих минимальное содержание вредных веществ в отработавших газах. Об экономичности ЗМЗ-4062.10 можно судить по удельному расходу топлива, равному 185 г на лошадиную силу в час.
Несмотря на полноопорный коленчатый вал, достаточно металлоемкий привод к распределительным валам и отлитый из чугуна блок цилиндров, двигатель получился сравнительно легким — 180 кг. Заметим, что масса двигателя, который устанавливается на "Волгу" ГАЗ-24В, с оборудованием и сцеплением составляла 179 кг, но мощность его была вдвое меньше.
ЗМЗ-4062.10 можно устанавливать и на выпускаемые ныне "волги", например на ГАЗ-31029. Несколько машин этой модели уже укомплектовано такими двигателями и находится в опытной эксплуатации.

Текст: С. Марьин
По материалам журнала "За Рулем" за 1993 год