«Волга» от истоков до устья
Часть 2. Двигатели
Первая часть нашего «сериала» о «Волге» находится здесь:. А сегодня мы проследим как проходила эволюция «волговских» двигателей.
«Волга» – удивительно долговечная машина. Даже сейчас, в 2023 году на наших дорогах можно встретить все модели «волжанок» – и «двадцать первую», и ГАЗ-24, и 2410, и 3102, и 31029, и 3110 и 31105… Изредка, кося фарами, прошелестит ГАЗ-3111 – несбывшаяся мечта… Поэтому любую «Волгу» мы будем упоминать в настоящем времени.
Итак, двигатели. Как уже говорилось в предыдущей статье, на первые «волги» ГАЗ-21Б и ГАЗ-21Г устанавливался нижнеклапанный мотор, сродни «победовскому». Но если хрестоматийный двигатель М-20 имел диаметр цилиндров 82 мм, то его «волговский» аналог – 88 мм.
Этот двигатель был первым – и тем уже достоин уважения. Мы же вспомнили его еще по одной причине: он имел чугунный блок цилиндров с запрессованными гильзами, запомним сей факт.
Потом его сменил мотор с алюминиевым блоком и возможностью «гаражной» перегильзовки.
Верхнеклапанный мотор ГАЗ-21 явился определенным шагом вперед в сравнении с двигателем М-20. Повысилась ремонтопригодность за счет простоты замены гильз цилиндров и доступа к любым деталям газораспределительного механизма. Уменьшилось количество ремонтных размеров деталей цилиндропоршневой группы, что существенно упростило их подбор. Однако заметим, что все это было достигнуто благодаря изменению компоновки агрегата, а не за счет материала изготовления блока.
Алюминиевые блоки цилиндров значительно проигрывают чугунным в прочности, жесткости и долговечности. При этом не в последнюю очередь – за счет легкосъемных гильз цилиндров. Кроме того, у двигателя ГАЗ-21 гнезда (постели в блоке и крышках) коренных подшипников коленчатого вала были также алюминиевыми, что в эксплуатации приводило к их разбиванию. Лишь много позже, при разработке двигателей для ГАЗ-24 и последующих «алюминиевых» моторов, конструкторы ЗМЗ вернулись к чугунным крышкам коренных подшипников. Частично исправив, таким образом, ошибку своих коллег, допущенную в 50-е годы.
А в конечном итоге конструкторы снова вернулись к жесткому чугунному блоку – речь, как вы уже догадались, идет о двигателе ЗМЗ-406. Вот и задумаешься – а ведь развитие действительно происходит по спирали…
И все же волговский двигатель с алюминиевым блоком имеет самый большой «производственный стаж». Все карбюраторные моторы – от ЗМЗ-24Д до ЗМЗ-402.10 основаны на конструкции двигателя ГАЗ-21 образца 1957 года. У них много взаимозаменяемых деталей – поршни, шатуны, вкладыши, распределительные шестерни и так далее. Однако при переходе на очередную модель автомобиля в конструкцию двигателей вносились изменения – иногда довольно существенные.
Соответственно менялись и технологии. Так, блоки двигателей ГАЗ-21 отливались в кокиль, а блоки ЗМЗ-24Д – под давлением. Различия у них весьма серьезные: у блоков, отлитых в кокиль, гильзы цилиндров фиксируются по верхним буртам и по нижним пояскам, а в блоках, отлитых под давлением – только по нижним пояскам.
Для чего мы это напоминаем? Дело в том, что недостаточная жесткость алюминиевых блоков «волговских» моторов стала притчей во языцех. Блоки, отлитые под давлением сильнее подвержены температурным деформациям, он менее стойки к возможным перегревам двигателей и охотнее коробятся, чем отлитые в кокиль.
Не потому ли завод вернулся к прежней технологии (правда, лишь частично) и отдельные партии двигателей для ГАЗ-2410, 31029 и 3110 комплектовались блоками цилиндров, отлитыми в кокиль с двухсторонней фиксацией гильз?
По нашему опыту, блоки, отлитые в кокиль, чаще встречаются на двигателях со степенью сжатия 8,2 под бензин АИ-93 или АИ-92. А моторы со степенью сжатия 6,7 под бензин А-76 в большинстве случаев комплектуются блоками, отлитыми под давлением.
Здесь необходимо уточнение: степень сжатия, а, следовательно, и марка бензина, определяются, конечно, не блоком, а его головкой. Мы лишь приводим статистику по встречающимся заводским комплектациям. Кстати, ГБЦ под «семьдесят шестой» и «девяносто второй» бензины взаимозаменяемы: разница заключается в длине штанг привода клапанов, что обусловлено различной высотой головок.
У блоков, изготовленных в разные годы имеется еще одно существенное отличие: моторы автомобилей ГАЗ-24 (модели двигателей ЗМЗ-24Д и ЗМЗ-2401) снабжены сменными втулками опор распределительного вала, а двигатели автомобилей ГАЗ-2410, 3102, 31029 и 3110 (двигатели ЗМЗ-402, 4021, 4022) имеют опоры распределительного вала, выполненные непосредственно в теле блока. Поэтому при увеличении зазоров в опорах эти блоки неремонтопригодны и подлежат выбраковке вне зависимости от срока службы.
На части двигателей ЗМЗ-402 можно встретить алюминиевые поддоны картеров. Недостатки такой конструкции очевидны – это возможности образования трещин в самом поддоне и срыв ниток резьбы отверстий слива масла. Подобные дефекты у стальных поддонов крайне редки.
У насосов охлаждающей жидкости на двигателях последних моделей отсутствуют пресс-масленки для смазывания подшипников. Считается, что они обладают пожизненным запасом смазки. Но «пожизненный» – этап, уже пройденный ГАЗом. Помнится, в свое время на ГАЗ-24 завод отказался от масленок для смазки подшипников полуосей заднего моста. Ненадолго. Впоследствии он к ним вернулся.
В системах питания машин ГАЗ-2410, 3102, 31029, 3110 в сравнении с ГАЗ-24 изменены конструкции карбюраторов и воздушных фильтров. Сколь-нибудь существенные преимущества карбюраторов К-151, устанавливаемых на двигатели ЗМЗ-402.10 перед карбюраторами К-126Г двигателей ГАЗ-24 отметить трудно.
Эксплуатационный расход топлива остался практически тем же, а некоторый прирост мощности у двигателей новых машин – заслуга не только карбюраторов. На этих моторах изменены фазы газораспределения, диаметры впускных и выпускных клапанов, конструкция выпускных коллекторов и приемных труб глушителей.
Кстати, несмотря на все нововведения, прирост мощности получился всего 5 л.с., а именно: с 85 до 90 л.с. для двигателей со степенью сжатия 6,7 и с 98 до 102 л.с. для двигателей, имеющих степень сжатия 8,2. Недостатки более поздних карбюраторов – в диафрагменных ускорительных насосах. Они менее долговечны в сравнении с поршневыми у К-126Г.
Приводы дроссельных заслонок на моделях от ГАЗ-2410 до ГАЗ-3110 более просты по конструкции в сравнении с приводами на ГАЗ-24. Но это как раз тот случай, когда простота вовсе не гарантирует безотказности работы.
Судите сами: на ГАЗ-24 используется открытый рычажный привод. Он на виду, легко доступен для обслуживания и ремонта, поэтому внезапный и полный отказ в работе для него – редкость. На последних же моделях дроссельные заслонки приводятся гибким тросиком, почти полностью закрытым оболочкой, которая не защищает его от перетирания. Отказ в работе такого привода может быть совершенно неожиданным.
Почему мы уделяем столько внимания карбюраторному двигателю, – ведь это вчерашний день моторостроения? Да потому, что мы реалисты. ЗМЗ-402.10 еще долго будет «таскать» машины с эмблемой оленя на решетке радиатора. Будет трудиться, несмотря на все свои недостатки, как и ранние его версии ЗМЗ-24Д и ЗМЗ-2401. И владельцы машин с такими движками имеют полное право на информацию.
«Волговский» мотор ЗМЗ-4062.10 – это уже совсем другой двигатель. Можно сказать, качественно иной. Два распределительных вала, размещенные в ГБЦ (так называемая «верхневальная схема»), четыре клапана на цилиндр, повышение степени сжатия до 9,3, система распределенного впрыска бензина с микропроцессорным управлением позволяют ему развивать мощность 150 л.с. Кроме того, в сравнении с предшественником, у 406-го существенно снижен «аппетит» и уменьшена токсичность отработавших газов.
Как уже говорилось, блок этого мотора отлит из чугуна, поэтому проблема его жесткости отпала сама собой. Снижена масса поршня, а коленчатый вал, шатуны, поршневые пальцы и многие другие детали выполнены из более качественных материалов.
Про этот двигатель и его систему управления написано немало. Именно 406-е «семейство» было признано основным и перспективным для будущих «волжанок». Подтверждение тому – двигатель ЗМЗ-405.10, которым комплектовалась новая «Волга» ГАЗ-3111. Это ближайший родственник 406-го, имеющий в сравнении с ним увеличенный объем (2,5 л против 2,3) и мощность (155 л.с. против 150).
Но, к сожалению, именно этот мотор стал надгробным памятником «Волги». Ее выпуск прекратили, а проект Siber, который должен был реанимировать знаменитую ГАЗовскую марку, прожил всего пару лет. А потом его по-тихому свернули. Да и какая «Волга» из Siber?
Юрий Буцкий, Андрей Кузнецов