Как разобрать коромысла на двигателе 402
Ось коромысел ГАЗ-2410, УАЗ: надежная снова ГРМ заволжских моторов
В автомобили «Волга», «ГАЗель» и УАЗ до 2006 года ставились двигатели ЗМЗ-402 различных модификаций. В этих моторах применяются унифицированные детали и узлы, к которым относится и ось коромысел. Об этом узле, его назначении, устройстве и работе, а также об обслуживании и ремонте читайте в статье.
Газораспределительный механизм ЗМЗ-402 и роль оси коромысел в нем
В 1958 году новый Заволжский моторный завод выпустил свой первый бензиновый двигатель ЗМЗ-21А, который с 1970 года был модернизирован и получил название ЗМЗ-24Д, а с середины 1980-х годов выпускается под индексом ЗМЗ-402. Этот неприхотливый мотор показал себя с лучшей стороны, его в качестве основного силового агрегата устанавливали на автомобили ГАЗ-24 и ГАЗ-24-10 («Волга»), многие УАЗы, а позднее и на коммерческие автомобили «ГАЗель».
И несмотря на то, что выпуск ЗМЗ-402 был остановлен в 2006 году, он не потерял своей актуальности, ведь этот силовой агрегат стоит на сотнях тысячах автомобилей, и все еще встречается в продаже! Естественно, что благодаря успеху и распространенности двигателя ЗМЗ-402, многие заводы (не только ЗМЗ, но и сторонние производители) все еще предлагают запчасти для этого силового агрегата, и на протяжении еще многих лет его ремонт и обслуживание не будет вызывать сложностей.
На сегодняшний день двигатель ЗМЗ-402 представлен в большом количестве модификаций, наиболее распространение из которых получил ЗМЗ-402.10 под бензин АИ-92 (как раз он массово устанавливался на автомобили «Волга»). Также распространены моторы ЗМЗ-4021.10 под 72-й и 80-й бензин для установки на «Волги» и УАЗы, несколько меньшее распространение получили модификации ЗМЗ-4025 и ЗМЗ-4026 для автомобилей «ГАЗель».
Двигатели ЗМЗ-402 всех модификаций построены на одинаковых принципах и имеют минимальные конструктивные отличия. Нас же в первую очередь интересует газораспределительный механизм — он у моторов тоже одинаковый, отличаясь лишь некоторыми деталями. ГРМ в ЗМЗ-402 классического типа — с нижним расположением распределительного вала и верхним расположением клапанов. Передача усилия от распредвала на клапаны осуществляется с помощью системы штанг и коромысел. Коромысла располагаются в верхней части двигателя, над ГБЦ, они монтируются на единой оси. Об этом узле расскажем более подробно.
Особенности и конструкция оси коромысел двигателя ЗМЗ-402
Ось коромысел выполняет несколько основных функций:
Конструктивно ось коромысел представляет собой большой узел, состоящий из нескольких деталей. Ее основу составляет собственно ось — это стальная толстостенная труба, в которой выполнены отверстия для подачи масла к коромыслам, а также отверстия по бокам для штифтов. Ось устанавливается на головку блока цилиндров с помощью шести опор — на четырех основных стойках, и на двух крайних стойках. Основные стойки изготавливаются из высокопрочного легированного чугуна, а крайние стойки — из ковкого чугуна. Во всех стойках просверлены отверстия для монтажа их к головке с помощью шпилек и гаек.
Необходимо отметить, что в нижней части четвертой основной стойки (то есть, в привалочной поверхности, которой стойка опирается на головку) отверстие для шпильки переходит в точеный паз, который обеспечивает поступление масла из масляного канала в ГБЦ в полость оси коромысел. Такая стойка только одна, поэтому она не взаимозаменяема с остальными тремя и требует строго определенной установки.
В крайних стойках предусмотрены поперечные отверстия, которые совпадают с отверстиями на краях оси — они служат для установки шплинта, с помощью которого осуществляется стопорение оси. Таким образом, сама ось во время работы двигателя остается неподвижной, поэтому она не оказывает влияния на работу восьми установленных на ней коромысел.
Коромысла изготавливаются методом литья из стали, в них запрессовывается бронзовая втулка, играющая роль подшипника (причем втулка изготавливается из листовой бронзы, которая сгибается в трубку). На внутренней поверхности втулки имеется круговая канавка, которая обеспечивает равномерное распределение масла, поступающего в зазор между осью и втулкой из отверстия в оси. Также в коротком плече коромысла высверливается канал, который подводит масло к регулировочному винту — масло проходит через проточку в винте и стекает на толкатель штанги, обеспечивая смазку всего узла.
Правильная установка коромысел на оси производится с помощью стоек, которые занимают строго определенные места, и трех распорных пружин. Эти пружины прижимают коромысла к стойкам, предотвращая их непроизвольное смещение вдоль оси.
Как нетрудно видеть, ось коромысел двигателя ЗМЗ-402 имеет довольно простое устройство, а поэтому отличается надежностью и долговечностью. Именно этот фактор и сыграл основную роль в приобретении моторами 402-й серии такой популярности и распространения в отечественном автопроме.
Типы и применимость оси коромысел моторов ЗМЗ-402
Конструкция двигателя ЗМЗ-402 с 50-х годов мало изменилась, поэтому многие детали и узлы легко взаимозаменяемы между моторами разных годов выпуска и «поколений». В частности, во всех модификациях двигателей ЗМЗ-402.10, 4021.10, 4025 и 4026 применяется одинаковая ось коромысел (каталожный номер 24-1007098-40). Это относится и к отдельным деталям оси — коромыслам, стойкам, пружинам, крепежным элементам.
Однако здесь необходимо сказать, что другие детали ГРМ этих моторов заменить можно далеко не всегда. Дело в том, что модификации ЗМЗ-402 под разные типы топлива (72-й, 80-й и 92-й бензин) отличаются высотой блока цилиндров и ГБЦ, диаметром и длиной штанг клапанов, длиной штанг привода коромысел, типом толкателей и т.д.
Поэтому при необходимости замены оси коромысел любой из модификаций двигателя ЗМЗ-402 можно использовать ось в сборе указанной выше модели, либо отдельные компоненты этого узла. Но при необходимости ремонта газораспределительного механизма сначала необходимо уточнить каталожный номер деталей, и приобретать именно эти компоненты.
Обслуживание, ремонт и замена оси коромысел
Ось коромысел двигателя ЗМЗ-402 требует минимального технического обслуживания, которое обычно проводится вместе с другими операциями по регулировкам и обслуживанию ГРМ. В частности, после обкатки мотора (при ТО-1000), а впоследствии при каждом ТО-2 следует проверять момент и надежность затяжки гаек стоек оси коромысел. Также необходимо производить визуальный осмотр оси, коромысел и стоек на предмет появления в них трещин и деформаций. Наконец, следует проверять целостность шплинтов, пропущенных через ось и крайние стойки, и состояние распорных пружин.
При обнаружении повреждений, деформаций и чрезмерного износа оси и ее деталей, а также проседания распорных пружин (все это проявляется повышенным люфтом коромысел, неправильной работой ГРМ или невозможностью нормально отрегулировать тепловой зазор между коромыслом и стержнем клапана) необходимо произвести ремонт и замену отдельных деталей или всего узла в сборе. Это выполняется без применения специального инструмента и без разборки двигателя — достаточно выкрутить пять шпилек, снять ось и выполнить необходимые работы.
Важно отметить, что если ось снималась или полностью заменялась, то после ее установки следует отрегулировать тепловые зазоры между коромыслами и стержнями клапанов.
Как показывает практика, ось коромысел двигателя ЗМЗ-402 надежно служит многие годы, лишь в крайних случаях требуя ремонта или замены. И при правильной эксплуатации двигателя, его своевременном обслуживании и ремонте ось будет обеспечивать надежную работу ГРМ, а вместе с этим — и нормальную эксплуатацию «Волги», УАЗа или «ГАЗели».
Как разобрать коромысла на двигателе 402
Двигатель после снятия с автомобиля нужно тщательно отмыть и очистить.
Устанавливаем двигатель на стенд или подставку.
Подготавливаем необходимый инструмент для разборки
При разборке нужно маркировать детали, которые будут в дальнейшем эксплуатироваться.
Коленчатый вал, маховик и сцепление балансируются в сборе, поэтому их разукомплектовывать нельзя.
Головкой на 10 отворачиваем шесть болтов крепления крышки блока цилиндров и снимаем крышку вместе с прокладкой.
Вынимаем масломерный щуп
Ключом на 12 ослабляем болт верхнего крепления генератора
Ключом на 13 отворачиваем гайку крепления регулировочной пластины к головке блока
Снимаем пластину со шпильки головки блока
Отворачиваем ключом на 13 две гайки крепления крайних стоек крепления оси коромысел
Ключом на 17 равномерно ослабляем и отворачиваем четыре гайки крепления основных стоек оси коромысел
Снимаем ось коромысел со шпилек
Вынимаем восемь штанг толкателей и раскладываем их по порядку, чтобы потом поставить их на свои места
Головкой на 19 отворачиваем десять гаек крепления головки блока в последовательности обратной затяжке
Последовательность затяжки болтов головки блока цилиндров
Снимаем наконечники высоковольтных проводов и выворачиваем свечи зажигания.
Отсоединяем шланг от фильтра тонкой очистки топлива.
Отсоединяем от карбюратора шланг вакуум-корректора датчика распределителя зажигания.
Снимаем головку со шпилек блока цилиндров.
Снимаем прокладку головки блока цилиндров
Переворачиваем двигатель поддоном вверх и ключом на 13 отворачиваем восемнадцать гаек крепления поддона.
Под угловыми гайками крепления поддона установлены фигурные шайбы
Снимаем с поддона переднюю и заднюю части прокладки
Снимаем с блока боковые части прокладки
Уплотнительные прокладки вторично нельзя использовать.
Все прокладки продаются в ремкомплектах.
Головкой на 12 с удлинителем отворачиваем два болта крепления топливного насоса
Снимаем топливный насос
Между насосом и блоком установлена прокладка
Ключом на 24 отворачиваем болт и отсоединяем трубку от корпуса масляного фильтра
Ключом на 13 отворачиваем четыре гайки крепления масляного фильтра
Снимаем масляный фильтр
Ключом на 14 отворачиваем шесть гаек и два болта крепления картера сцепления
Снимаем картер сцепления
Ключом на 24 отворачиваем и снимаем кран масляного радиатора и масляную трубку
Ключом на 12 отворачиваем штуцер и вынимаем трубку указателя уровня масла
Снимаем крышку распределительных шестерен для этого:
Торцевым ключом на 46 отворачиваем храповик
Головкой на 12 отворачиваем шесть болтов крепления шкива
Снимаем шкив коленчатого вала
Трехпалым съемником стягиваем ступицу шкива
Ключом на 13 отворачиваем восемь гаек крепления передней крышки
Снимаем крышку распределительных шестерен
Ключом на 13 отворачиваем две гайки крепления крышки коробки толкателей.
Снимаем крышку толкателей
Вынимаем восемь толкателей клапанов и маркируем их или раскладываем по порядку
С помощью бородка выбиваем шпонку
Снимаем маслоотражатель с коленчатого вала
Головкой на 12 через отверстие в шестерне отворачиваем болты крепления упорного фланца
Вынимаем распределительный вал вместе с шестерней
Фиксируем гильзы от выпадения с помощью подходящих втулок, шайб и гаек
Если не зафиксировать гильзы цилиндров, то при возможном проворачивании коленчатого вала они могут приподняться за счет трения об их зеркала поршней.
Под посадочные буртики гильз попадут частицы окалины из водяной рубашки, и при сборке двигателя гильзы неплотно сядут на свои места, что приведет к просачиванию охлаждающей жидкости в масляный картер.
Переворачиваем блок цилиндров.
Головкой на 13 отворачиваем две гайки крепления масляного насоса
Снимаем масляный насос
Шестигранником на 8 отворачиваем две гайки крепления держателя сальника
Снимаем держатель сальника заднего подшипника
Головкой на 15 отворачиваем две гайки крышки шатуна
Снимаем крышку шатуна
Деревянной ручкой молотка выдавливаем поршень из цилиндра. Вынимаем также остальные поршни.
Головкой на 19. отворачиваем две гайки крепления крышки коренного подшипника
Снимаем крышку коренного подшипника. Снимаем также остальные крышки коренных подшипников.
Извлекаем из блока коленчатый вал
Отворачиваем приспособление, удерживающее гильзы и вынимаем их. Маркируем гильзы
После этого промываем все детали и подготавливаем их для дефектации
Капитальный ремонт
Показания к капитальному ремонту
В моём случае, расход был 25-30 литров, масла же приходилось доливать по литру в месяц, при пробеге менее 400 км. Расход бензина замерялся по одометру. Как показало дальнейшее развитие событий, в повышенный расход помимо износа непосредственно двигателя, свой вклад вносили также буксующее сцепление и подклинивающая тормозная колодка, а также заглушенная система ЭПХХ.
Капиталка была сделана год назад, по завершении обкатки получилось, что зимой при нормальной езде (без буксовок) укладывался в 20 литров, летом расход был 14-16 литров при езде средней степени агрессивности. Во время обкатки активно решалась проблема течей масла и к моменту завершения обкатки двигатель был переведён на синтетику, на которой и ездит до сих пор.
Инструмент и запчасти
Давление масла у меня до капиталки было удовлетворительным, поэтому снимать коленвал не планировал. Как не планировал и менять вкладыши. Из запчастей я взял комплект клапанов:
Новые пружины клапанов. Их при капиталке менять обязательно, об этом Евгений Травников постоянно твердит, дескать уставшие пружины клапанов просаживают мощность на высоких оборотах. Похоже на правду, после 3000 мотор с новыми пружинами стал тянуть гораздо веселее.
Также планировалось перевтуливание, для чего был куплен комплект втулок.
Также был приобретён комплект прокладок для капитального ремонта ЗМЗ Золотая серия. Данный набор оказался редкостным гамном, поэтому советую купить отдельно маслосъёмные колпачки, передний сальник коленвала, пробковые прокладки картера, клапанной крышки и крышки толкателей. Для всех остальных прокладок советую купить маслобензостойкий паронит и вырезать необходимые прокладки по месту самостоятельно.
Из инструмента обязательно потребуются:
Динамометрический ключ на 1\2 и неободима головка на 17.
Приспособление для притирки клапанов:
Оправка для поршневых колец:
Не помешает оправка для напрессовки маслосъёмных колпачков:
Обязательно нужна развёртка на 9мм:
Облегчит жизнь и сохранит втулки рассухариватель клапанов:
Снятие ГБЦ
Для снятия ГБЦ сперва снимаем ось коромысел, затем аккуратно откручиваем 10 гаек. У меня парочка гаек шла со скрипом, так что откручивать надо плавно. Важно! Чтобы не перекосить ГБЦ гайки надо откручивать в том же порядке, как и при затяжке, по-немногу. То есть сперва сдергиваем гайки с места. Затем последовательно откручиваем все гайки, откручивая их по трети оборота. Далее вся надежда на то, что колхоза при прошлой установке ГБЦ не было (типа прикипевшего солидола). Однако, даже при отсутствии прикипевшей прокладки скорее всего будет проблема с предпоследней шпилькой со стороны пассажира:
Отмывка деталей
Следующим этапом капитального ремонта является отмывка деталей от смолистых отложений. Вот так ГБЦ выглядела за год до капитального ремонта, после 1,5 лет на полусинтетике:
Ремонт ГБЦ
Первым делом отмытую ГБЦ необходимо отшлифовать:
Камера сгорания была покрыта толстым слоем нагара:
Далее удаляем старые маслосъёмные колпачки. У меня они мало что были дубовые, дак парочка была вообще треснутой:
Следующим этапом планировалось перевтуливание. Хотел воспользоваться технологией Евгения Травникова. Но пройдясь по всем втулкам развёрткой 9,01 мм люфта не обнаружил. Более того, в некоторых втулках исхитрился даже что-то соскрести. Настоятельно рекомендую перед развёртыванием заменённых втулок потренироваться на нескольких подопытных втулках, потому что это не так просто, как кажется. Также напомню, что развёртывать необходимо строго руками, без какого либо электрического инструмента. Справедливости ради следует отметить, что в одной из втулок износ небольшой был, то есть после равёртки идеального зеркала не получилось, но пятно было небольшое и в середине и значительного люфта клапана не было. Так что я решил не перевтуливать. Помимо экономии времени и нервов неперевтуливание также значительно облегчает прирезание сёдел, так как ось не смещается.
Также для улучшения газораспределения сточил ступеньки у сёдел клапанов:
Сборка
Сборку я начал с замены танчика на новый от газели, вкрутив в него штуцер на 18:
В термостате напильником сточил дефекты литья, что на доли % улучшит циркуляцию ОЖ :
Также слегка «раздрючил» канал подачи масла из отвестия до опоры оси коромысел (видно на фото), там были небольшие заусенцы:
Далее приступил к замене поршневых колец. Перед этим аккуратно соскоблил нагар с поршня (он, оказывается, алюминиевый):
Далее меняем сальниковую набивку. Я купил дешёвую за 15 рублей, поменял только в нижнем держателе, так как коленчатый вал не снимал. Несмотря на всё на это эта 15 рублёвая набивка уже год держит синтетику ТНК 5в40 при периодической раскрутке движка до 5000 об\мин. Насколько я понимаю набивка течёт при больших биениях, при сильном износе шеек и вкладышей.
Следующим этапом является установка ГБЦ на шпильки я намотал фум-ленты, по причине того, что это тефлон (фторопласт), а он чрезвычайно химически стоек и достаточно термостоек. Вообще, на все шпильки/болты, склонные к закисанию я наматываю фум-ленту, в нагруженных местах она порвётся, а полости заполнит, отчего в них не образуется ржавчина. Сама же фум-лента никуда не денется:
Прокладку я поставил с треугольными окошками. С завода стояла такая же:
Также применил небольшое ноу-хау, написал на башке порядок затяжки гаек 🙂 :
