Массовый силовой агрегат «ГАЗелей» и «Соболей»

Двигатель «3M3-406», в карбюраторном и инжекторном вариантах, серийно выпускался на Заволжском моторном заводе с 1996-го по 2008 год. Он устанавливался на автомобили Горьковского автозавода: легковые «Волги», лёгкие грузовики и микроавтобусы – «ГАЗели» и «Соболи».Это бензиновый, четырёхцилиндровый, рядный шестнадцатиклапанный двигатель с газораспределительным механизмом DOHC.

Об истории двигателя

Мотор «3M3-406» не так уж «молод», как это повсеместно считается. Первые разработки по этому оборотистому и верхневальному варианту, призванному прийти на замену 402-му заволжскому мотору, были сделаны ещё во второй половине восьмидесятых годов. Было решено, несмотря на все замечательные качества двигателя «3M3-402», его успешность и востребованность, двигаться вперёд.

Существовало два пути, рассмотренных специалистами завода: оставить старый блок и, сохранив общую схему двигателя, поработать над современным его обвесом; либо создавать совершенно новый мотор. Оба варианта в итоге нашли своё воплощение. Первый – в Ульяновске, где был создан впрысковый «УМЗ-421» – надёжный и удобный (в том числе, и в смысле отсутствия технических проблем с установкой на старые машины, в частности, «ГАЗ-21»).

На Заволжском же моторном заводе фактически был создан совершенно новый мотор. Надо сказать, что попытки перевести распределительный вал из блока цилиндров в головку предпринимались здесь ещё на этапах работы над мотором для «ГАЗ-21». Однако та конструкция получилась не совсем надёжной, и в серийное производство мотор пошёл всё-таки в нижневальном варианте, сохранив эту конструкцию и до «3M3-402».

Впервые в отечественном машиностроении в конструкции «3M3-406» были применены: 4 клапана на каждый цилиндр, гидротолкатели, 2-х ступенчатый цепной привод двух распределительных валов, электронная система управления впрыском топлива и зажиганием.

До малого серийного производства двигатель «3M3-406» добрался только в 1992-м году. Им начали комплектовать «Волги» всех существовавших модификаций. Планы насчёт будущего нового мотора были амбициозными: предполагалось поставлять «3M3-406» не только на ГАЗ, но и на АЗЛК, и даже на ВАЗ. Однако в условиях полного развала экономики этим планам не суждено было осуществиться.

Единственным потребителем двигателей «3M3-406» так и остался Горьковский автомобильный завод. А основной частью машин, которые были укомплектованы мотором данной модели, стали грузовые «ГАЗели» и «Соболи», и, конечно же, микроавтобусы данных марок. Благодаря наращиванию объёмов производства этих машин, «3M3-406» в 1996 году был запущен в массовое серийное производство, а  в следующем, 1997-м году предприятие вышло на очень значительные объёмы его выпуска.

Модификации мотора «3M3-406»

• «3M3-4062.10» – инжекторный мотор для работы на бензине А-92. Обладает степенью сжатия – 9,3. Мощность – 150 л.с. Для легковых автомобилей и микроавтобусов.
• «3M3-40621.10» – модификация двигателя «3M3-4062.10», соответствующая экологическому стандарту «Евро-2».
• «3M3-4063.10» – карбюраторный вариант мотора, предназначенный для установки на лёгкие коммерческие грузовики и микроавтобусы. Мощность – 110 л.с.
• «3M3-4061.10» – карбюраторный двигатель для лёгкого коммерческого транспорта. Снижена до 8 степень сжатия, для работы на бензине «А-80». Мощность — 100 л.с.

Конструкция и особенности устройства «3M3-406»

Рабочий объём любого варианта силового агрегата «3M3-406»составляет 2,28 литра (2,3). Основными конструктивными особенностями двигателя «3M3-406» являются: верхнее (в головке цилиндров) расположение двух распредвалов, установка по 4 клапана на каждый цилиндр (2-х впускных и 2-х выпускных).

Блок цилиндров

Блок цилиндров – литой чугунный. Цилиндры сделаны проточкой, непосредственно в теле блока. Данное решение обеспечило блоку бо́льшую жёсткость, и зазоры в парах трения являются очень стабильными. Предусматривается также и возможность ремонтной расточки двигателя (допустимо сделать три ремонта).

На верхней плоскости блока цилиндров двигателя «3M3-406» расположены 10 резьбовых отверстий «М14х1,5» для закрепления головки цилиндров. В нижней части блока «3M3-406» расположены 5 опор коренных подшипников коленвала.

Головка блока цилиндров отливается из алюминиевого сплава. Камера сгорания –шатрового типа, с 4-мя клапанами на каждый цилиндр. Клапанный механизм снабжён гидротолкателями, что избавляет владельцев от необходимости регулировки клапанов. Впускной и выпускной коллекторы являются разнесёнными по разным сторонам головки.

Как уже было отмечено, новшеством конструкции «3M3-406» стало то, что распределительные валы теперь также расположились в головке. Их 2, и один работает с впускными клапанами, другой – с выпускными. Валы,отлитые из чугуна, вращаются на пяти опорах в подшипниках скольжения. Продольное перемещение распределительных валов ограничено пластиковыми упорными полукольцами в передней крышке и передних опорах.

Привод валов – цепной, 2-хступенчатый, с использованием промежуточного вала. В цепи верхней ступени – семьдесят звеньев, в нижней –девяносто. Натяжение цепей регулируется автоматическими гидронатяжителями с упорными башмаками из износостойкого пластика. В последующем башмаки были заменены на рычаги со звёздами, что увеличило рабочий ресурс механизма между ремонтами. Цепи с разными типами натяжителей не являются взаимозаменяемыми.

Кривошипно-шатунный механизм

Вентиляция картера – принудительная, закрытого типа. Коленчатый вал, выполненный из магниевого чугуна «ВЧ60», вращается на подшипниках скольжения, в пяти опорах. Его перемещения в продольной плоскости ограничены упорными полукольцами, которые установлены в выборках 3-ей коренной опоры. Оба конца коленвала, на радость автослесарям, уплотнены самоподжимными резиновыми или же силиконовыми сальниками.

Поршни в двигателе «3M3-406» – алюминиевые, литые, с 2-мя кольцами компрессионными и 1 – кольцом составным маслосъёмным. Шатуны стальные, 2-таврового сечения, с разъёмной нижней головкой на подшипнике скольжения. Поршневые пальцы – плавающего типа, не закреплённые ни в поршне, ни в верхней головке шатуна. Продольное перемещение ограничивается стопорными кольцами. Ход поршня составляет 86 мм. Диаметр – 92 мм.

Система смазки

Мотор «3M3-406» оборудован полнопоточной, комбинированной системой смазки. Втулки, подшипники скольжения и гидротолкатели смазываются под давлением, а стенки цилиндров – разбрызгиванием. Масляный насос – шестерёночного типа, односекционный, с оригинальной конструкцией привода. Обычно вал масляного насоса приводится либо зубчатой передачей от коленвала, либо посредством косозубых шестерней от распределительного вала. А в «3M3-406» – привод вращается от промежуточного вала ГРМ, вращаемого цепью. Возможно, это громоздко, но надёжно. Редукционный клапан раскрывается при давлении в системе 0,7-0,9 кгс/см2, и направляет масло в масляный радиатор. Оттуда оно стекает в картер двигателя.

В силу более высокой степени форсировки, двигатель достаточно требователен к качеству моторного масла и нуждается в более серьёзном отношении к обслуживанию, чем его предшественники.

Система охлаждения

Система охлаждения – замкнутого типа, работающая под избыточным давлением, по традиционной схеме. Охлаждающая жидкость перекачивается помпой через блок, головку блока и радиатор. Термостат «TC 107-01» позволяет выполнять циркуляцию по малому кругу во время прогревания мотора, а при достижении температуры прогрева термостат открывается, пропуская охлаждающую жидкость по «большому кругу». Шкив коленчатого вала «3M3-406» передаёт крутящий момент на вал помпы, которая подаёт охлаждающую жидкость также и в печку автомобиля, с поддержанием при холодных погодных условиях хорошего микроклимата в кабине.

Система подачи топлива

Впускной коллектор является отлитым из алюминия. На нем закреплён ресивер, к фланцу которого присоединён дроссельный узел с тросовым приводом. Дроссель оборудован подогревом от магистрали охлаждения двигателя.

Подача топлива в камеры сгорания осуществляется через индивидуальные форсунки (тип впрыска – распределённый). Управление впрыском – электронное.

Система зажигания на «3M3-406» микропроцессорного типа. Она настраивается в зависимости от показаний датчиков двигателя. За годы выпуска в производстве двигателя «3M3-406» использовались блоки управления двигателем «МИКАС-5.4», «МИКАС-7.1», «ИТЭЛМА VS 5.6», «СОАТЭ». Соответственно, менялись и некоторые датчики, в частности «ДМРВ».

Различия в карбюраторных и инжекторных «3M3-406»

В карбюраторных «3M3-406» использовались карбюраторы модели «К-151». Увеличение степени сжатия до 9,3 (вместо 8,2 на двигателе модели «3M3-402») за счёт камеры сгорания с центральным расположением свечи; применение системы распределённого (поочередного, в соответствии с порядком работы цилиндров) впрыска топлива во впускную трубу электромагнитными форсунками, вместо карбюраторного питания, обеспечило повышение мощности и максимального крутящего момента, по сравнению с 402-м мотором и карбюраторным «3M3-406». А также одновременно способствовало снижению расхода топлива и уменьшению токсичности отработанных газов.

Для укрепления надёжности моторов «3M3-406» после перехода на инжектор, в условиях эксплуатации при бо́льшей мощности и бо́льших оборотов коленвала на моторе и был внедрён чугунный блок цилиндров без вставных гильз, имеющий высокую жёсткость и более стабильные зазоры в парах трения; ход поршня снизили с 92 мм до 86 мм, уменьшили вес поршня и поршневого пальца, применили более качественные материалы для коленвала, шатунов, болтов шатунов, поршневых пальцев и прочих деталей.

Конструкция привода распределительных валов двигателя – цепная двухступенчатая, с автоматическими гидравлическими натяжителями цепей; в клапанном механизме внедрены гидротолкатели, которые избавляют от надобности в регулировке зазоров.

Применение гидравлических устройств, внушительная степень форсировки двигателя «3M3-406» подразумевают высокое качество очистки моторного масла. Поэтому в моторе используется полнопоточный масляный фильтр с дополнительным фильтрующим элементом, который исключает попадание неочищенного масла в двигатель при запуске холодного двигателя, и при засорении основного фильтрующего элемента.

Привод вспомогательных агрегатов (водяного насоса и генератора) осуществляется более надёжным плоским поликлиновым ремнём.

На двигателях«3M3-406» использовано диафрагменное сцепление с так эллипснонавитыми накладками ведомого диска. Такая конструкция отличается значительной износостойкостью и исключительной долговечностью.

Комплексная система управления включает ещё и также функции управления системой зажигания, позволяя чрезвычайно точно дозировать подачу топлива, корректировать угол опережения зажигания, в том числе и  по параметру детонации, при изменяющихся режимах работы мотора. Это позволяет обеспечить оптимальные мощностные, экономические и токсические показатели.

Технические характеристики и параметры «3M3-406» в цифрах

• Рабочий объём – 2,28 л;
• Порядок работы цилиндров: 1-3-4-2;
• Диаметр цилиндра – 92 мм, ход поршня – 86 мм;
• Межцилиндровое расстояние (расстояние между осями соседних цилиндров блока) – 106 мм;
• Высота блока (расстояние между верхней плоскостью блока и осью коленчатого вала) – 299 мм;
• Степень сжатия – 9,3;
• Количество клапанов – по 4 на цилиндр, 2 – впуск, 2 – выпуск, итого 16 кл. на мотор;
• Мощность – 100 л.с., при 4500 об/мин; 110л.с. при 4500 об/мин; либо 145 л.с. при 5200 об/мин, в зависимости от модификации (см. раздел выше);
• Крутящий момент, Нм/об.мин – 177/3500, 186/3500, 201/4000 (аналогично);
• Минимальные обороты, поддерживаемые на холостом ходу – 750-800 об/мин;
• Диаметр расточки опор коленчатого вала (под коренные вкладыши) – 67 мм;
• Расход топлива – 13…15 литров на 100 км в смешанном цикле;
• Расход масла на угар – 0,3% от расхода топлива;
• Масса незаправленого двигателя со сцеплением и электрооборудованием – 185, 187 или 192 кг, в зависимости от модификации;

Отзывы владельцев машин с двигателями «3M3-406»

Практически все владельцы «Волг», «ГАЗелей», «Соболей» с двигателем «3M3-406» отзываются о нём как о мощном, энергонасыщенном, долговечном ресурсном моторе. Он хорошо запускается в морозы, неприхотлив, не требует к себе повышенного внимания, простой и достаточно ремонтопригодный (плюс недорогие автозапчасти к нему можно найти без проблем). Двигатель «3M3-406» не шумный, если, конечно, в нём всё исправно; гидрокомпенсаторы сами регулируют зазор клапанов.

О завидной мощности «3M3-406» высказывается владелец «Волги-31105»: когда приходилось таскать на тросе другие машины (в том числе и «ГАЗель»), «Волга», на которой стоит инжекторный«3M3-406», даже особенно и не ощущала этой дополнительной нагрузки.

Кроме того, «3M3-406» некоторыми автолюбителями был удачно установлен под капот «Волги» двадцать четвертого семейства (уже фактически раритетная машина). Для этого пришлось удалить правый усилитель моторного щита, чтобы не мешал ресиверу, поменять проводку, поменять приборную панель либо в старую вставить другие указатели.

Любители монстрообразных по мощности моторов рассказывают реальные истории о тюнинге «3M3-406» и доведении его мощности до 200 и даже 300 лошадиных сил, при помощи установки турбины «Гаррет 28», более производительных форсунок; компрессора «Еатон М90». Но расход топлива у такого форсированного варианта будет, конечно, гораздо бо́льшим.

К недостаткам семейства «3M3-406», на которые зачастую указывают владельцы автомобилей с этими моторами, можно отнести: проседание клапанных сёдел при затяжной эксплуатации мотора на переобеднённой топливной смеси или же на газовом топливе; достаточно громоздкий механизм ГРМ (частые нарекания вызывает система натяжения приводных цепей; но сейчасимеется ряд наборов от разных производителей, которыми можно усовершенствовать данный узел). Есть свидетельства о том, что «3M3-406» боится перегрева, при долгом движении в пробках в летнюю жару.

Самая частая проблема, которая, в принципе присуща и многим другим отечественным моторам – обилие на рынке запасных частей очень низкого качества запасных частей, произведённых с несоответствием должной технологии. Часто «глючат» датчики, поэтому их некоторые владельцы советуют при замене менять на импортные.

В целом же «3M3-406» – это чрезвычайно надёжный, долговечный (при нормальном отношении «ходит» по 300 тыс. км и более), ремонтопригодный двигатель, зачастую«переживающий» кузов автомашины, на которой он установлен.

Стоимость двигателя «3M3-406»

Несмотря на то, что данная модель двигателя давно выведена из серийного производства Заволжским моторным заводом, на автомобильном рынке имеется немало предложений о продаже моторов «3M3-406». Часто они позиционируются продавцами как совершенно «новые». Цена, в среднем, составляет 120-130 тысяч рублей.

Материал взят с сайта Трактор-Ревю (https://tractorreview.ru) — обязательно посмотрите информацию у первоисточника