Окончательная линейка мотора сформировалась в середине 1980-х годов. Существовало три основные модификации внизу линейки: ЗМЗ-4021.10 - двигатель со степенью сжатия 6,7 под бензин А-76. Основной мотор был ЗМЗ-402.10 со степенью сжатия 8,2 под бензин АИ-93. Возглавлял линейку мотор ЗМЗ-4022.10 с форкамерно-факельным зажиганием.
Блок цилиндров
Блок цилиндров отлит из высокопрочного алюминиевого сплава, термически обработан и пропитан специальной смолой для заполнения микропор и повышения герметичности. Блоки цилиндров в различные времена изготавливались по разным технологиям. ЗМЗ-21А отливались в кокиль, но начиная с ЗМЗ-24Д применили более массовый метод литьём под давлением. Однако начиная с 1980-х годов частично вернулись к кокильному литью. Если ЗМЗ-4022.10 имел исключительно кокильный блок, а ЗМЗ-4021.10 под давлением, то ЗМЗ-402.10 встречались по обоим технологиям.
Помимо разной формы производства, блоки имели различную фиксацию гильз цилиндров. У кокильного блока существует верхняя плита в расточках которой устанавливаются гильзы и фиксируются по верхнему бурту. Блок под давлением имеет открытую вверх рубашку, с фиксацией гильз по их нижнему поясу.
Преимущество двигателя состояло в том, что он был прост в устройстве и обслуживании, неприхотлив, и способным выдерживать такие перегрузки, от которых, подчас другой двигатель быстро вышел бы из строя ( перегрев, работа в повышенной нагрузке и т.п.). Простота устройства давала возможность проводить сложный (но не капитальный) ремонт двигателя в обычной мастерской, при условии выдерживания всех требований завода - изготовителя. Надёжность двигателя, в сочетании с его простотой, стали предпосылками к тому, что несмотря на то, что он был разработан много лет назад, находится в эксплуатации и по настоящее время. Помимо преимуществ у двигателя имелись также и недостатки. Один из них - это задний сальник коленчатого вала, представляющий собой набивку (верёвка, пропитанная графитовой специальной смазкой). Если двигатель эксплуатировался в режиме, когда число его оборотов не превышало 2000 - 2500 в минуту, то набивка работала эффективно, но при эксплуатации свыше 3000 об/мин она быстро теряла свои свойства, и двигатель начинал выгонять масло. Однако, набивка теряла свои свойства не только со сроком службы, но также из-за радиального биения обкатываемой шейки коленчатого вала. Биение часто присутствует из-за использованной на заводе-изготовителе технологии бесцентровой шлифовки коленчатых валов, при которой, в отличие от классической шлифовки, соосность всех обрабатываемых поверхностей автоматически не обеспечивается. Таким образом на многих двигателях набивка не держит масло по причине биения шейки. В сочетании с повышенными оборотами, усиленный прорыв газов сквозь кольца поднимает давление в картере, увеличивая течь масла через набивку сальника.
Ещё одной проблемой стало несовершенство проработки геометрической конфигурации газопроводов от карбюратора к ГБЦ. В результате при закрытой дроссельной заслонке карбюратора в цилиндры подавалось неравномерное количество смеси и двигатель дёргался на холостых оборотах. Автолюбители старались свести такие дёрганья к минимуму: наиболее ответственно относящиеся к этому обычно поддерживали необходимый зазор в клапанах на постоянном уровне, меняли свечи зажигания на более современные и надёжные, а также замене подвергались коммутатор и катушка зажигания - обычно использовались компоненты от двигателей автомобилей семейства "ВАЗ"
В последнее время всё большую популярность набирает процесс проработки этого двигателя, вплоть до того, что этот двигатель получает инжектор, существуют форумы любителей автомобилей "ГАЗ", где подробно описан процесс инжектирования 402-двигателя. Однако расходы, как финансовые, как и технологические, связанные с таким видом проработки оказываются порой совершенно несопоставимыми с результатом, поэтому основные усилия направляются на изыскание способов как улучшить характеристики двигателя без значительного изменения существующей конструкции. Например, некоторые автолюбители полностью реконструируют систему зажигания, превращая её в двухконтурную (как в двигателе ЗМЗ-406), при этом ставятся 2 коммутатора, две катушки зажигания, и полностью прорабатывается датчик- распределитель.
Во второй половине 1990-х годов заменён полностью новым двигателем ЗМЗ-406. В течение ряда лет двигатели производились параллельно, и автомобили ГАЗ предлагались в двух комплектациях — с двигателем 402 или же 406.
Детали к двигателю продаются повсеместно в торговых точках автозапчастей и стоят сравнительно недорого.
