Для ГАЗелей и УАЗов — как улучшали мотор 21-й Волги
Как начиналась история двигателя, разработанного в Горьком для первой Волги, рассказано тут.
Предел возможного
Недостатки двигателя, появившегося во второй половине 50‑х годов, во многом были продолжением его достоинств. Конструктивно простой, в целом надежный и ремонтопригодный мотор ходил при нормальном обращении довольно долго. Уже в 1970 году официальный пробег до капремонта составлял 225 тысяч км.
У аккуратных водителей, даже таксистов, двигатели примерно столько и жили. Типичную течь масла через задний набивной сальник коленвала более или менее удавалось вылечить аккуратной заменой нормальными руками. Прирабатывались и притирались детали новых моторов медленно, а потому поначалу агрегаты расходовали уйму масла. Но к этому тоже привыкли.
Качество изготовления двигателей, как и многих иных изделий советского автопрома, постепенно падало. Но простота конструкции и возможность ремонта в самых примитивных условиях это отчасти компенсировали.
Экспериментальные моторы
Еще с 70‑х годов в Заволжье начали эксперименты с экзотическими для тех лет модификациями. В 1978 году утвердили техническое задание на ЗМЗ‑4024.10 с системой впрыска топлива и степенью сжатия 8,2. Мотор должен был развивать 110–115 л. с. Работы вели несколько лет, с 1982 года – применительно к микроавтобусам РАФ.
Двигатель ЗМЗ‑24 мощностью 95 л. с. с двухкамерным карбюратором К‑126Г.
На контрольных испытаниях 1986 года впрысковый двигатель выдал даже 119,4 л. с. и момент 198,2 Н·м. Разработка продолжалась до 1988 года – к тому времени совсем новый 16‑клапанный агрегат ЗМЗ‑406 уже находился в состоянии доводки, и смысла адаптировать впрыск к двигателю предыдущего поколения не стало.
Модернизированные моторы семейства ЗМЗ‑402 официально начали выпускать в 1985 году. Но серийным первенцем этой модели еще в 1980‑м, через год после того, как ЗМЗ отметил выпуск миллионного двигателя, стал ЗМЗ‑4022.10 с форкамерно-факельным зажиганием.
Новая версия
Мотор имел форкамеру (предкамеру) с третьим, впускным, клапаном, под которым и стояла свеча. Смесь к ней шла от третьей камеры специального карбюратора К‑156. Образовавшийся в предкамере факел и поджигал смесь в основной камере сгорания.
Ульяновские двигатели семейства УМЗ‑421, как и заволжские ЗМЗ‑410, имели рабочий объем 2,9 л.Двигатель отличала и так называемая система ступенчатой подачи воздуха. Два клапана во впускном трубопроводе обедняли смесь на малых оборотах. Мощность мотора со степенью сжатия 8,0 выросла с 95 л. с. до 102 л. с. при 4500 об/мин. Крутящий момент составлял 181,5 Н·м при 2400–2600 об/мин.
В шоссейных режимах движения Волга действительно стала экономичней. Снизились и показатели вредных выбросов. Но теплонагруженный мотор потребовал усовершенствования системы охлаждения, а регулировка карбюратора и зажигания была сложной. И водители, и многие специалисты, в том числе конструкторы Горьковского завода, относились к этому двигателю скептически.
Более простой и понятный водителям и ремонтникам ЗМЗ‑402 развивал 100 л. с. при 4500 об/мин – всего на две силы меньше. Экономичность, а тем более экология, владельцев самых престижных в СССР автомобилей, тем более гаражи советских и партийных учреждений, где работали большинство ГАЗ‑24 и ГАЗ‑3102, мало волновали. Со временем часть ГАЗ‑3102 стали оснащать обычными моторами, а в 1992 году ЗМЗ‑4022 вовсе сняли с производства.
Продолжение – на следующей странице
Фантастические конструкции
В 1982–1984 годах на Дмитровском полигоне испытывали Волгу с дизелем на базе стандартного блока цилиндров. Двигатель со степенью сжатия 20,5 развивал 68 л. с. при 4500 обмин. Перспектив у этого мотора, конечно, было немного. Но формально работы по нему прекратили по той причине, что на производство лицензионных дизелей нацеливали Ульяновский моторный завод.
Еще более спорный, скорее просто исследовательский проект, совместный с НАМИ, – версия 402‑го мотора с турбонаддувом. По техническому заданию двигатель должен был развивать 130 л. с. Но уже шли работы по семейству ЗМЗ‑406, который выдавал такую мощность в базовой атмосферной комплектации.
Зато и заволжский, и ульяновский заводы сделали вполне жизнеспособные версии двигателей рабочим объемом 2,9 л (100×92 мм). В разных вариантах такие агрегаты развивали 98–110 л. с. Первоначально мотор семейства ЗМЗ‑410 на ЗМЗ проектировали для Волги. Но на серийные легковые машины его не ставили. Зато со временем ульяновские и заволжские моторы объемом 2,9 л внедрили на ГАЗели и внедорожники УАЗ.
Ульяновские двигатели семейства УМЗ‑421, как и заволжские ЗМЗ‑410, имели рабочий объем 2,9 л.Кстати, специально для ГАЗели разработали несколько модификаций 402‑го мотора. В том числе ЗМЗ‑4027 – для работы на сжиженном газе и ЗМЗ‑4028 – на сжатом.
А первый мотор для работы на сжиженном газе ЗМЗ‑24–07 мощностью 80 л. с. появился еще в 1977 году. Такие двигатели, а позднее и вариант ЗМЗ‑4027 мощностью 85 л. с. ставили в небольших количествах на Волги-такси. Правда водители от этих машин были далеко не в восторге. Им совершенно не хотелось возиться со сложной и, как небезосновательно считали, небезопасной двухтопливной системой. Выпуск газовых моторов ЗМЗ свернул в 1992 году.
Последняя модернизация
Последней модернизацией двигателя середины 90‑х годов стала попытка Ульяновского моторного завода кардинально переработать агрегат, сохранив блок цилиндров, который был «привязан» к существующему оборудованию.
Поскольку рост оборотов сдерживал нижний распредвал, ульяновские конструкторы применили верхний вал с цепным приводом. В варианте с системой впрыска топлива и восемью клапанами агрегат рабочим объемом 2,9 л развивал 150 л. с. при 4500 об/мин и 245 Н·м при 3000 об/мин. Предусматривали и 16‑клапанный вариант, но проект по сути, не состоялся: УМЗ‑249 собирали лишь малыми опытными партиями. Ульяновский завод пошел по логичному пути сотрудничества с иностранными компаниями.
Немецкие ровесники
Немецкие ровесники двигателя ГАЗ‑21 – аналоги по рабочему объему – были шестицилиндровыми, но конструктивно близкими советскому мотору. Только мотор Mercedes-Benz был верхневальным.
Mercedes-Benz, верхний вал, 2,2 л; степень сжатия – 7,6; 85 л. с. при 4500 об/мин; 170 Н·м при 2400 об/мин.Bogrward, нижний вал, 2,3 л; степень сжатия – 6,9; 82 л. с. при 4500 об/мин; 165 Н·м при 2400 об/мин.Sachenring, нижний вал, 2,4 л; степень сжатия 7,1; 80 л. с. при 4250 об/мин; 170 Н·м при 2400 об/мин.Opel, нижний вал, 2,6 л; степень сжатия 7,8; 90 л. с. при 4100 об/мин; 190 Н·м при 1900 об/мин.Вал истории
Судьба двигателя, дебютировавшего на Волге ГАЗ-М21 в 1957 году, оказалась, в общем-то, счастливой. Различные его версии ставили на заднеприводные Волги вплоть до ГАЗ‑3110. Даже когда совсем новый ЗМЗ‑406 пошел в массовое производство, многие предпочитали прежние, пусть и не самые современные и не великого качества изготовления, но привычные и простые моторы предыдущего поколения. Учитывая качество первых 406‑х агрегатов, особенно элементов системы управления, к этому были веские основания.
Моторы семейства ЗМЗ‑402 в разных модификациях в Заволжье выпускали до 2017 года.Двигатели этого обширного семейства вошли в историю и в связи с рижскими микроавтобусами, ереванскими фургонами, ГАЗелями, ульяновскими внедорожниками двух поколений. В Заволжье, выпустив более 6 млн экземпляров, семейство ЗМЗ‑402 сняли с производства в 2017 году. В Ульяновске аналоги делали еще дольше.
Огромное количество автомобилей с двигателями этого семейства ездят по нашим (и не только по нашим) дорогам и сегодня. Их ремонтируют, улучшают и дорабатывают, хвалят и ругают. В общем, след в истории они оставили – весьма яркий.
НА САМОДЕЛКАХ
Несмотря на то, что официально моторы рабочим объемом свыше 1,2 л на самодельные автомобили в СССР ставить было нельзя, самые настойчивые умельцы делали машины и с такими моторами.
Эльбрус‑1 с двигателем ЗМЗ‑21, 1962 год.Купе братьев Анатолия и Владимира Щербининых с условным названием ГТЩ и двигателем ЗМЗ‑21, 1969 год.Совместная работа братьев Щербининых и Алгебраистовых по имени Сатана (она же – ЮНА). Двигатель ЗМЗ‑402, 1986 год.