Помпа на газ 52 ремонт своими руками

Помпа на газ 52 ремонт своими руками

Говоря о двигателе «Волги», разговор хотелось бы начать не с конкретных моделей и модификаций, устанавливавшейся на ГАЗ-24, а с общего обзора всего достопочтенного семейства, последние представители которого до сих пор сходят с конвейера и идут на комплектацию автомобилей ГАЗ.

В первую очередь, конечно, нельзя не упомянуть его родоначальника — двигатель модели 21А, с 1957 года устанавливавшийся на «Волгу» ГАЗ-21:

Изначально он выпускался на самом ГАЗ-е, а после 1959 года его производство было передано на Заволжский моторный завод.

Вопреки упорно ходящим слухам, данный двигатель разработан полностью с нуля в середине пятидесятых годов и не имел ровным счётом никакой конструктивной или технологической связи с более ранними ГАЗовскими моторами (за исключение некоторых очень незначительных деталей, вроде уплотнений или крепежа).

Мощность его варьировалась от 70 л.с. в самой ранней версии до 85 л.с. в поздней экспортной, но наиболее распространённый вариант имеет 75 л.с.

Отличительные внешние особенности — квадратный впускной коллектор под однокамерный карбюратор, две отдельные крышки коробки толкателей, четырёхлопастной отштампованный из стали вентилятор системы охлаждения, «длинный» генератор постоянного тока, бензонасос с прозрачной стеклянной колбой.

Как ни странно это может показаться, данный двигатель является лишь непрямым предком последующих двигателей «Волги», поскольку при переходе от него к моторами «24-го» семейства и далее в конструкцию и технологию производства агрегата было внесено такое количество изменений, что считать их модификациями одного двигателя можно лишь с огромной натяжкой. В сущности, неизменными при этом остались лишь размерность цилиндро-поршневой группы и общая архитектура двигателя. Всё остальное отличается, и весьма сильно, несмотря на взаимозаменяемость многих узлов в сборе (к примеру, ГБЦ от мотора ГАЗ-24 ставится на блок 21А в сборе, но по конструкции полностью отличается от родной «21-й» головы).

После 21А эволюция двигателей данного семейства пошла по двум совершенно различным ветвям.

Первая из них — это двигатели Ульяновского моторостроительного завода (УМЗ), которыми до сравнительно недавних пор комплектовались автомобили УАЗ. Именно они являются прямыми потомками «21-вого» двигателя, причём первые из них отличались от исходника лишь незначительно, в частности — полнопоточным масляным фильтром вместо двухступенчатой системы очистки. И в дальнейшем развитие двигателей этой ветви (451, 414, 417) шло по пути незначительных модификаций, без глобальных изменений при переходе от одной модели к другой. Тем не менее, эти изменения накапливались, пока в конечном итоге не привели к появлению на свет качественно иного двигателя. УМЗ-421 за счёт большего диаметра поршней имел рабочий объём 2,89 л и более подходящие для внедорожника характеристики.

Совершенно по другому пути пошло развитие моторов Заволжского моторного завода, до недавнего времени устанавливавшихся на автомобили ГАЗ — там от «21-вого» агрегата осталась лишь общая схема, по конструктивным и технологическим же решениям более поздние двигатели ЗМЗ полностью от него отличаются.

Среди них:

• 24Д и 2401 — силовые агрегаты ГАЗ-24 и 24-01, выпускавшиеся с 1969 года по 1985. Мощность 95 и 85 л.с. соответственно, отличаются степенью сжатия и используемым топливом. Основное внешнее отличие от более поздних моторов — расположенная высоко на головке блока «помпа» системы охлаждения, с характерным «рогом» для шланга сверху на ней. От 21А отличаются внешне коллектором скруглённой формы под двухкамерный карбюратор, пластмассовым шестилопастным вентилятором, полнопоточным масляным фильтром, смонтированным прямо на блоке слева, генератором переменного тока, бензонасосом с цельнометаллическим корпусом.

• 4022.10 — силовой агрегат «Волги» ГАЗ-3102 выпуска 1981-1994 годов. Форкамерный, 102 л.с. Этот мотор стоит особняком среди всех остальных в семействе и явно заслуживает отдельного рассказа (см. статью о ГАЗ-3102). Внешне полностью отличается от других моторов семейства, имеет литую алюминиевую крышку головки блока, которую сложно с чем либо перепутать.

• 402.10 и 4021.10 — силовые агрегаты ГАЗ-24-10 с 1985 года, ГАЗ-31029, ГАЗ-3102 после 1994 года, а также части ГАЗ-3110, некоторых ГАЗ-31105 самого раннего выпуска и ГАЗелей. Мощность — 98 л.с. Главное внешне отличие — низко расположенная на блоке цилиндров «помпа» с уходящими вбок отростками под шланги.

Сходства между ними явно больше, чем различий, так что будет вполне допустимо рассмотреть их в какой-то степени совместно, лишь время от времени заостряя внимание на принципиальных отличиях. Тем более, что по сути вся эта линейка двигателей представляет собой последовательные этапы модернизации одной и той же конструкции с постепенным повышением её характеристик и внесением в неё различных изменений и усовершенствований (402-й мотор из этой линии несколько выбивается, так как по сути был «дежурным обновлением» массового 24-того с использованием отдельных конструктивных решений уже существующего малосерийного 4022.10, то есть, по сути сознательным шагом назад, а не вперёд).

Сразу отмечу, что здесь мы ограничимся рассмотрением лишь двигателей, принадлежащих к этому семейству. Малосерийные варианты «Волги» с V8, импортными шестёрками и дизелями мы затрагивать не станем — для них будет свой раздел.

Конструктивные особенности

Что же представляли собой волговские двигатели с конструктивной точки зрения ?

Блок цилиндров — отливка из алюминиевого сплава АЛ-4 (АЛ-9 на 21А), полученная литьём в кокиль у двигателей 21А и УМЗ и литьём под давлением у 24 и далее. В него вставляются чугунные «мокрые» гильзы, служащие непосредственно стенками цилиндров.

Блоки цилиндров двигателей 21А и УМЗ, а также форкамерного 4022 — закрытые сверху, фиксация гильз в них производится по верхнему краю. Такой блок жёстче и прочнее, менее чувствителен к точности изготовления, мало подвержен короблению при перегреве, но в производстве обходится дороже и обладает большей металлоёмкостью. Шпильки крепления головки у этих моторов вворачиваются в массивную верхнюю плиту блока и мало подвержены расшатыванию. Единственным его относительным недостатком является сравнительно плохое охлаждение самой верхней части гильзы, которая окружена алюминием блока, что может в теории приводить к перегреву камеры сгорания. Но на практике у малофорсированных двигателей с низкой степенью сжатия подобных проблем не возникало.

На двигателях 24Д и большей части выпуска 402 блок открыт сверху, гильзы фиксируются в нём по нижнему торцу с герметизацией медными прокладочными кольцами. 24-ртый блок тонкостенный и очень лёгкий (17 кг) — на 5 кг легче, чем чугунный блок куда более компактного по размерам двигателя «Жигулей», что позволило достичь экономии материала. Он термически обработан с целью повышения прочности, пропитан специальной смолой для заполнения микропор и повышения герметичности.

Конструкция со съёмными гильзами обеспечивала возможность капитального ремонта блока цилиндров без использования станочного оборудования, заменой гильз вместе с поршнями на ремонтные.

У некоторых модификаций сами гильзы также имели в верхней части достаточно длинную (более половины рабочего хода поршня) вставку из специального кислотоупорного износостойкого чугуна, повышающую долговечность зеркала цилиндра без излишнего удорожания производства.

Стоит отметить, что ГАЗ в своё время сумел избежать «детских болезней» принципиально новой конструкции при её освоении в массовом производстве, чему, вероятно, способствовала тщательная и длительная доводка мотора перед запуском в серию — из-за этого тогда даже пришлось несколько месяцев комплектовать серийные «Волги» ГАЗ-21 форсированными моторами от «Победы».

А когда в середине шестидесятых годов готовился к выпуску двигатель для ГАЗ-24, под него на Заволжском моторном была разработана новая, высокопроизводительная технология отливки блоков цилиндров по давлением, применённая для этого впервые в мировой практике, что позволило ощутимо повысить объёмы выпуска двигателей.

На момент своего появления в середине пятидесятых годов это был один из весьма немногих массовых моторов с алюминиевым блоком цилиндров в мире (сегодня их уже 85% от мирового выпуска). Алюминий не только легче, чем чугун, примерно на 60% — он ещё и обладает почти вдвое большей удельной теплоёмкостью и более чем вдвое большей теплопроводностью (то есть, быстро прогревается и медленно остывает), а также лучшими литейными качествами, позволяя получать детали с более тонкими несиловыми частями для экономии материала и дополнительного снижения веса.

Хотя сама по себе такая конструкция была известна довольно давно — например, алюминиевый гильзованый блок имели довоенные немецкие автомобили марки Wanderer — к середине пятидесятых двигатели с алюминиевыми блоками имели очень небольшое распространение, в основном на малосерийных представительских или спортивно-гоночных машинах, например — двухлитровый четырёхцилиндровый мотор Ferrari Lampredi 500 или V8, устанавливавшийся на Roll-Royce Silver Cloud. Из относительно массовых моделей тех лет с алюминиевыми двигателями можно назвать пожалуй лишь Alfa Romeo Giulietta 1954-1965 годов и BMW 502 1954-1958. Также алюминиевые двигатели в те годы ставила на некоторые модели Skoda.

Американская компания General Motors также экспериментировала с алюминиевыми двигателями с самого начала пятидесятых годов — в частности, именно один из ранних прототипов алюминиевого V8 стоял на известном концепт-каре Харли Эрла LeSabre 1951 года. В 1956 году — когда двигатель «Волги» уже готовился к массовому производству — начались работы над серийным образцом. Однако появившийся в 1961 модельном году серийный двигатель 215 V8 оказался проблемным: его преследовали постоянные проблемы с перегревом и пробоем прокладок головок блока, а сама алюминиевая отливка блоков была низкого качества, с большим количеством пор.

В результате уже к 1963 году GM пришлось отказаться от использования алюминия в блоках своих массовых моторов (алюминиевый картер двигателя остался у Chevrolet Corvair, но цилиндры были чугунные, съёмные, как у «Запорожца»), поставив крест на десятилетии дорогостоящих опытно-конструкторских работ. Возврат к этому материалу произошёл лишь в начале семидесятых, и вновь — с катастрофическими последствиями для надёжности, хотя уже и несколько по иной причине.

Производственная документация и оснастка на 215-й мотор впоследствии были проданы англичанам из фирмы Rover, которые довели силовой агрегат и технологию его производства до ума, после чего ставили его на самые разные автомобили — от спорткаров MG до «джипов» LandRover — до самого 2006 года. Кстати, именно одну из модификаций этого силового агрегата (3,9 литра, инжектор) в своё время ставила на «Волги» НАМИ и нижегородская фирма «Техносервис».

В 1961-63 годах алюминиевый мотор — рядную шестёрку в 225 кубических дюймов (3,7 литра) — предлагал Chrysler. Алюминиевый 225-й двигатель был выпущен ограниченным тиражом — всего 52 000 штук, и предлагался в виде опции. У него были несъёмные чугунные гильзы, непосредственно залитые в блок. Они его и сгубили: со временем из-за разницы в коэффициентах расширения материалов они отслаивались и блок терял герметичность. Кроме того, из-за состава используемых сплавов отмечалась повышенная коррозия при использовании в системе охлаждения воды.

В том же 1961 году свои алюминиевые двигатели представила и малоизвестная у нас компания AMC (см. также статью о них на английском языке) — и… тоже отказалась от них уже в 1964 по сути по тем же причинам — чувствительность к перегреву, коррозия и преждевременный выход двигателей из строя из-за разницы в электродных потенциалах и коэффициентах расширения алюминиевого блока и чугунных головки и гильз, а также — высокая стоимость производства.

За пределами США дела с освоением алюминия в двигателестроении шли лучше. В 1960 году очень удачный двигатель Cléon-Alu с алюминиевым блоком представила фирма  Renault. За этим последовали BMW (1961), Reliant (1962), Hillman (1963), Honda и другие.

Тем не менее, только на ГАЗ-е из алюминия делали даже массовые двигатели грузовиков ГАЗ-53 («Москвич» тоже освоил выпуск алюминиевых двигателей для своих легковушек в конце шестидесятых годов, которое вскоре было передано на Уфимский завод авиамоторов). Причём очень сложно отнести это на счёт дороговизны алюминия на Западе и дешевизны в СССР, так как Советский Союз, как раз, сильно отставал от тех же американцев в его производстве (в середине шестидесятых 60% мирового производства алюминия приходилось на США), к тому же алюминий всегда был и остаётся важным стратегическим сырьём, основным потребителем которого является авиация.

Так что, видимо, причина была всё же в другом: американские двигатели рассчитывались на выпуск в количестве сотен тысяч и миллионов, а при этом основную роль играли вопросы технологичности крупносерийного массового производства. Расточить цилиндры в отливке чугунного блока на станке было, естественно, куда проще и и технологичнее, чем отдельно изготавливать блок и чугунные гильзы с довольно жёсткими допусками, а потом вручную собирать их. Видимо, такая конструкция просто плохо вписывалась в ориентированную на количественные показатели американскую систему производства, обходясь в рамках неё чрезмерно дорого и не вызывая у производителей желания доводить конструкцию и технологию производства алюминиевых двигателей до ума. Ведь машины отлично покупали и с чугунными. Кроме того, чугунный блок хорошо выдерживал наплевательское отношение к обслуживанию, уже тогда характерное для американцев, в частности — мог долго работать при пониженном уровне воды / антифриза.

При этом преимущества алюминиевого блока американские конструкторы понимали не хуже других: недаром в начале семидесятых годов GM так ухватилась за заведомо недоведённую технологию, позволявшую избавиться от тех самых гильз и ощутимо сэкономить на этом (см. статью).

А вот ГАЗ, с его меньшими масштабами выпуска мог позволить себе использовать менее технологичные «на потоке» и сравнительно дорогие, но более технически совершенные конструктивные решения — так же, как и европейские производители, использовавшие для своих двигателей алюминиевые гильзованные блоки, такие, как Rover, Jaguar, Hillman, BMW, многие французские фирмы.

Нижняя часть блока играет роль верхней части картера, верхняя — рубашки охлаждения цилиндров.

Ещё одно из принципиальных отличий блоков 21А / УМЗ и 24Д / 402 — конструкция разъёма блока цилиндров с поддоном картера.

У 21А и моторов УМЗ по сей день разъём картера проходит прямо по постели коленчатого вала, а поддон, соответственно, имеет две выштамповки в форме полукруга, повторяющих форму линии разъёма. Штатная прокладка поддона у этих моторов состоит из четырёх частей — двух плоских боковых и двух изогнутых, что делает обеспечение герметичности несколько нетривиальной задачей. Кстати, такая же конструкция применялась на многих американских двигателях, например Chevrolet Small-block V8, и неизменно подвергалась критике. Окончательно решить проблему герметичности позволила лишь недавно появившаяся в продаже силиконовая прокладка поддона для УМЗ-4216, представляющая собой цельный отформованный кусок силикона с залитыми в него шайбами.

Начиная с 24Д на моторах ЗМЗ появился картер с прямой линией разъёма, проходящей ниже постели коленчатого вала, соответственно, прокладка — цельная. На форкамерных 4022 и некоторых 402 поддон был сделан из алюминия и имел оребрение для улучшения теплообмена.

Сравнительно лёгкие поршни из закалённого алюминиевого сплава с высоким содержанием кремния имеют стальные терморегулирующие вставки и три поршневых кольца — два компрессионных, одно наборное маслосъёмное, составленное из четырёх частей. У 21А компрессионные кольца имеют толщину 2,5 мм, против 2 мм у более новых моторов (не взаимозаменяемы !), а маслосъёмное — коробчатое чугунное. На заводе верхнее компрессионное кольцо устанавливалось более стойкое хромированное, а нижнее — лужённое; запчастные кольца мне встречались только лужённые. Пальцы плавающие, не закреплённые ни в шатуне, ни в поршне (хотя на практике сажаются в поршень с достаточным натягом). Шатуны — кованые стальные, со стержнями двутаврового сечения. На 24Д и далее — более тяжелые, массивные и прочные по сравнению с 21А.

Коленчатый вал — из высокопрочного чугуна, пятиопорный. Шатунные и коренные подшипники — со сменными вкладышами: сталебаббитовыми у мотора 21А и старых моделей УМЗ, сталеалюминиевыми у 24 и далее.

Стоит отметить, что слухи о разительных отличиях в живучести и долговечности между сталебаббитовыми и сталеаллюминиевыми вкладышами сильно преувеличены.

Низкая долговечность была характерна для цельных баббитовых вкладышей, у которых толщина слоя баббита достигала нескольких миллиметров, из-за чего происходило его выкрашивание в процессе эксплуатации, и вкладыши ходили в лучшем случае до 100 тыс. км, а часто и менее того. У сталебаббитовых вкладышей ГАЗ-21 толщина слоя баббита составляет лишь 0,35 мм и проблема выкрашивания для них малоактуальна (чем тоньше слой баббита — тем дольше он служит). Несколько худшая несущая способность баббита компенсирована большей шириной вкладышей и, соответственно, меньшими удельными нагрузками.

На многих современных моторах используются вкладыши, у которых фрикционный слой выполнен из того же баббита, но на подложке из бронзы — так называемые триметаллические; они считаются более надёжными и долговечными по сравнению как со сталебаббитовыми, так и со сталеаллюминиевыми (в СССР применялись на нижневальных моторах «Москвичей»).

У большинства моторов 21А ширина коренных вкладышей 30,5 мм (вкладыш аналогичен переднему вкладышу моторов семейств ГАЗ-11 и М-20), а на последней шейке — 39,5 мм (уникальный для этого мотора). В настоящее время для этого мотора выпускаются наборы коренных вкладышей с шириной 25,5 мм, кроме последней шейки, вкладыш которой имеет штатную для этого мотора ширину. Кажется, на моторах УМЗ вплоть до 414 тоже используются широкие вкладыши.

Все вкладыши (и верхние, ставящиеся в постель, и нижние, стоящие в бугеле) имеют проточку — канавку для подачи масла. Дело в том, что у коленчатого вала 21А отверстие для забора масла в коренных шейках сделано только с одной стороны, соответственно, если поставить в бугели вкладыши без проточки, как на современных двигателях — половину оборота вала, когда это отверстие проходит вкладыш без проточки, масло к шатунной шейке почти не будет подаваться.

У 24Д и 402, моторов УМЗ начиная с 417, а также самых последних выпусков 21А — все коренные вкладыши по 25,5 мм, включая и заднюю шейку (несколько лучшие характеристики фрикционного материала и повысившееся качество моторных масел позволили уменьшить ширину вкладышей без ущерба для их долговечности, и тем самым снизить потери на трение). Коренные шейки коленчатого вала этих моторов имеют сквозное сверление, поэтому нижние вкладыши (как более нагруженные при рабочем ходе поршня) проточек не имеют, что также отчасти компенсирует меньшую ширину вкладышей.

Крышки коренных подшипников — дюралевые у 21А и ранних УМЗ, из ковкого чугуна у более поздних моторов. Передний конец вала уплотнён резиновым сальником, задний — сальниковой набивкой из асбестовой нити (на поздних УМЗ вместо неё стоит обычный сальник).

Сальниковая набивка — это уплотнение отверстия в торце блока цилиндров, через которое проходит задняя коренная шейка коленчатого вала. Сама по себе она имеет вид шнурка с рисунком плетения «ёлочкой», сплетена из асбестовой нити со специальной пропиткой и графитированием (на совсем музейных, ещё довоенных и первых послевоенных моторах могла быть даже из хлопчатобумажных нитей с пропиткой белым воском).

При сборке двигателя этот шнурок укладывается с натягом в специальную кольцевую канавку в постели коренного подшипника на блоке цилиндров и в держателе набивки, после чего набивка обжимается по размеру шейки, образуя колечко сальника. Когда картер заполняется маслом, набивка впитывает некоторое его количество, от чего слегка разбухает и плотно охватывает шейку коленвала, удерживая масло внутри.

Набивка aka rope rear main crankshaft oil seal была практически на всех американских моторах эпохи 1940-х — 60-х годов и на многих 1970-х — 80-х. До 1940 года часто не было и её, присутствовал лишь маслоотражатель (oil slinger) — стальной диск на конце вала, который просто именно что, отражал вытекающее из двигателя масло, когда тот работал, отбрасывая его обратно в картер за счёт центробежной силы.

На двигателях ГАЗ набивка появилась в конце тридцатых вместе с документацией на крайслеровскую рядную шестёрку (в варианте Dodge D5). Примерно с 1959 года «Шевроле» стал ставить на некоторые новые двигатели неопреновый разрезной сальник, но ещё в конце семидесятых rope seal был достаточно распространён, например, на фордовских 302 V8. Mercedes-Benz использовал набивку в некоторых из своих двигателей до 1990-х годов. Эта набивка (каталожный номер A0019971241) подходит и на моторы ЗМЗ вместо штатной, с небольшой «доработкой напильником».

Когда эти машины были новыми, набивка в их двигателях работала в целом адекватно, и ощутимо подтекать начинала лишь по мере естественного износа, после длительного простоя без проворачивания коленвала двигателя, либо как результат постоянного и ну очень уж жгучего отжига.

На изношенных и просто старых моторах она подтекает практически гарантированно, причём течь существенно усугубляется при наличии избыточного давления картерных газов (вследствие износа цилиндро-поршневой группы) и неработающей вентиляции картера — правда, в этом случае масло может выдавливать из мотора и другими путями. Замена набивки обычно требует частичной разборки двигателя.

Из ГАЗовских автомобилей резиновый сальник заднего коренного подшипника коленвала появился впервые на «Чайке» ГАЗ-13. Однако он оказался неудачным и вызывал периодическое подтекание масла, так что начиная с двигателя №241 был заменён жгутовой набивкой. Видимо, при тогдашнем уровне технологий это было более надёжное решение.

Головка блока цилиндров также выполнена из алюминия, в неё запрессованы направляющие втулки (8) из металлокерамики (металлографитная порошковая композиция) и сёдла клапанов из тугоплавкого легированного чугуна (7). У двигателя 24Д / 402 высота головки составляет 94,4 мм (под бензин марки АИ-93), у 2401 / 4021 — 98 мм (А-76).

Стоит отметить, что советский этилированный бензин АИ-93 имел октановое число по моторному методу (ОЧМ) в 85 единиц, и из современных топлив ему соответствует бензин АИ-95 (ОЧМ = 85). В инструкции к автомобилю также напрямую указано, что использовать топливо с ОЧМ ниже 85 в двигателе 24Д запрещается (естественно, заводская рекомендация дана с некоторым запасом).

На АИ-92 (ОЧМ = 83) двигатели 24Д, 4022 и 402 работают, но на пределе детонации. А учитывая неизбежные вариации между отдельными экземплярами двигателей и в качестве топлива — некоторые сочетания в некоторых условиях могут  давать и детонацию.

Так что стоит либо лить в бак всегда АИ-95, что соответствует требованиям производителя, либо, если вы совсем уж помешаны на экономии — хотя бы подмешивать его к АИ-92. А ещё лучше — пождать голову ещё немного (93…93,5 мм) и переходить на АИ-95 окончательно.

Камера сгорания — самая простая, плоскоовальная, с едва заметным вытеснителем в районе свечи зажигания.

Компоновка головки и конфигурация каналов в ней не вполне оптимальные — пропускная способность ограничена из-за резкого изгиба каналов и выраженного выступания в канал направляющей клапана, как итог на высоких оборотах наполнение цилиндра несколько ухудшается. Однако такая ситуация вполне стандартна для «гражданских» нижневальных двигателей со штанговым приводом клапанов, и по меркам этой конструктивной схемы пропускная способность впускных каналов достаточно неплохая, хотя и имеет резерв для улучшения.

Разрез ГБЦ мотора ЗМЗ-402.10 по впускному…

…и выпускному клапану. Фото © Mortis.

Избавиться от такого резкого перегиба каналов в головке при сохранении общей схемы газораспределения можно лишь применив полностью иную компоновку головки — например, как у американских моторов семейства HEMI фирмы Chrysler, имеющих полусферическую камеру сгорания, подходящие к ней по радиусам полсуферы впускные и выпускные каналы и два ряда клапанов, приводимых в движение через расположенные в виде буквы V штанги толкателей. При штанговом приводе клапанов такая конструкция получается громоздкая и достаточно сложная, а также не очень удобная в обслуживании — например, свечи у HEMI находились на дне глубоких колодцев, и извлекались с элементами акробатики. Но с несколько лучшими показателями. Кстати, на ГАЗе для ГАЗ-21 сначала тоже спроектировали такой мотор, однако в серию он так и не пошёл, а пошёл хорошо известный нам, который изначально предназначался для грузовика ГАЗ-56.

Справа на ГБЦ расположены один над другим алюминиевый впускной (по заводской терминологии — впускная труба) и чугунный выпускной коллекторы, контактирующие друг с другом через металлическую пластину, так, что выпускной коллектор подогревает впускной, улучшая испарение топлива и смесеобразование, в особенности при холодном пуске — благодаря подогреву от выхлопных газов впускной трубопровод двигателя быстро прогревается, способствуя более стабильной и равномерной работе двигателя при прогреве (по сравнению, например, с подогревом охлаждающей жидкостью, как у автомобилей ВАЗ).

Тем не менее, подогрев впускного трубопровода выхлопными газами имел и недостаток — в жаркую погоду поступающий в цилиндры воздух могу перегреваться, что, в частности, обуславливало затруднённый пуск горячего двигателя, а в особо запущенных случаях — даже закипание бензина в поплавковой камере карбюратора. У мотора 21А управление подогревом смеси во впускном трубопроводе было выполнено автоматическим — биметаллическая пружина на холодном двигателе держала заслонку выпускного коллектора открытой, перепуская часть выхлопных газов к впускному коллектору, а по мере прогрева двигателя — закрывала её, устанавливая минимальный подогрев смеси. На двигателем 24Д автоматику ликвидировали, установив ручной привод заслонки с двумя положениями — зимним и летним, который очень любит обламываться из-за сильной коррозии, которой подвержены все детали выпускной системы. Тем не менее, работоспособность данного узла вполне себе стоит восстановить, поскольку он действительно работает, улучшая пусковые качества двигателя зимой, летом же дополнительный подогрев впускной трубы соврешенно ни к чему.

У двигателя 21А впускной коллектор имел прямоугольное сечение каналов; на 24Д появился новый, с более совершенным с точки зрения газодинамики эллиптическим профилем. Соответственно отличается и форма каналов в головке — у 24Д она лучше проработана.

Распределительный вал расположен слева в приливе блока цилиндров, привод осуществляется через малошумную текстолитовую шестерню, находя­щуюся в зацеплении с шестерней ко­ленчатого вала (если бы стояла стальная — двигатель был бы непереносимо шумным). Его кулачки через короткие толкатели приводят в действие дюралевые штанги (5), передающие усилие на коромысла (3), которые качаются на установленной на головке блока общей оси (конструкция, характерная в большей степени для моторов европейской школы, у американских двигателей обычно каждое коромысло установлено на отдельном пальце, что дешевле и проще, но уступает по надёжности схеме с коромыслами на общей оси). Клапана (6) расположены в головке вертикально в ряд. Диаметр их по тарелке: у 21А впускной — 44 мм, выпускной — 36 мм; у 24Д и 2401 впускной — 47 мм, выпускной — 36 мм; у 402 впускной — 47 мм, выпускной — 39 мм. Диаметр стержней клапанов одинаков у всех моторов семейства — 9 мм.

На моторах 21А и ранних выпусках 24 маслоотражательные колпачки (в обиходе называемые грибками или зонтиками) были только на впускных клапанах, они устанавливались именно на сами клапана (на их стержнях для них были специальные проточки). Позднее появились более сложные и совершенные маслосъёмные колпачки сальникового типа (с пружинкой, 1 на рисунке), которые устанавливались на направляющие втулки клапанов, но всё ещё только впускных клапанов. У 402-го двигателя они стоят уже на всех клапанах.

Кроме того, на 402 появились двойные клапанные пружины, которые были призваны повысить надёжность узла — при разрушении внешней пружины внутренняя удерживала клапан на месте, предотвращая дальнейшее повреждение мотора.

Такова названая заводом официальная причина, неофициальная же — в том, что в своё время смежники ГАЗа просадили качество одинарных пружин, отчего они и стали ломаться, так что потребовалась их замена на двойные. В любом случае стоит отметить, что клапанные пружины на этих моторах и изначально-то обычно слишком слабы (видимо, завод таким образом пытался предупредить повышенный износ распредвала и передаточных звеньев ГРМ при недостаточной подаче масла или его низком качестве, снизив усилия в зоне их контакта; кстати, если пружины планируется заменить на более сильные в порядке тюнинга — в двигатель станет обязательно лить только хорошее масло, имеющее высокие противоизносные характеристики — с соответствующими изменениями во всех остальных системах — уплотнениях, фильтрации масла и т.д.), а в процессе эксплуатации ещё и садятся, что ощутимо сказывается на мощности и приемистости.

Также у оси коромысел ЗМЗ-402 появились две дополнительные стойки по краям (24-1007107), положительно сказавшиеся на жёсткости конструкции.

У форкамерного двигателя 4022 полностью своя головка блока, с тремя клапанами на цилиндр (всего 12 клапанов): помимо двух обычных, впускного и выпускного, в ней имеются дополнительные клапана, через которые обогащённая смесь из третьей камеры карбюратора подаётся в форкамеры камер сгорания, вырывающийся из которых факел горячих газов осуществляет воспламенение основного заряда обеднённой горючей смеси. Привод этих дополнительных клапанов осуществляется от коромысел впускных (см. рисунок).

Смазка двигателя осуществляется под давлением, создаваемым расположенным в картере шестерёнчатым насосом, который имеет общий с прерывателем-распределителем системы зажигания привод от распределительного вала через шестерню. Масло подаётся под давлением к коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала, подшипникам распределительного вала, упорным подшипникам коленчатого и распределительного валов, втулкам коромысел и верхним наконечникам штанг толкателей. Пара «цилиндр-поршень» смазывается разбрызгиванием через отверстия в шатунах, а кулачки распредвала — маслом, стекающим из головки вниз по штангам и собирающимся внутри толкателей, через отверстия в стенках которых оно изливается на кулачки. Это общие моменты, теперь — немного об отличиях.

У двигателя 21А масло забирается из картера установленным на масляном насосе плавающим маслоприёмником в виде полого поплавка с фильтрующей сеткой, плавающего на поверхности масла и обеспечивающего его поступление в двигатель преимущественно из верхних и средних слоёв, содержащих меньше загрязнений (которые под действием силы тяжести опускаются на дно картера). Из насоса масло подаётся сначала в фильтр грубой очистки (ФГО), на тот случай, если насос всё же «хапнул» из картера что-то «не то», а из него — в расположенную внутри блока цилиндров продольно справа главную масляную магистраль. Через неё масло распределялось по всем смазываемым под давлением парам трения.

Фильтрация масла была двухступенчатой: всё масло, проходящее через систему, попадало только в фильтр грубой очистки с металлическими пластинами, а фильтр тонкой очистки со сменным картонным элементом был подключён параллельно масляной магистрали, так, что через него при каждом обороте проходило лишь сравнительно немного масла; видимо, конструкторы опасались, что при определённых условиях масляный нанос не сможет «продавить» через картонный фильтр тогдашние масла с их низкими эксплуатационными качествами из-за большого внутреннего сопротивления и в двигателе возникнет масляное голодание, что куда опаснее плохой очистки масла. Кроме того, фильтр тонкой очистки имел очень большое внутреннее сопротивление, а из-за этого — низкую производительность, что не позволяло прогонять через него всё масло, проходящее через насос.

При такой системе фильтрации в масле достаточно быстро накапливались загрязняющие частицы — фильтр грубой очистки задерживал лишь самые крупные из них, а неполнопоточный фильтр тонкой очистки лишь замедлял процесс накопления загрязнений, а не предотвращал его. Это и предопределяло очень небольшой интервал между заменами масла — всего 2…3 тыс. км. Иногда масло темнело и раньше, что говорило о том, что фильтр тонкой очистки забился и перестал фильтровать вообще — в этом случае ставили новый фильтр без замены масла, и если масло ещё не достигало к этому времени предельного состояния — оно со временем очищалось, снова становясь светлым. Разумеется, такие чудеса были возможны только со старинными маслами (Автол, Индустриальное-50), которые не содержали присадок и по сути представляли собой обыкновенные средневязкие машинные масла, аналогичные использовавшимся для смазки станков и прочего промышленного оборудования.

С современными моторными маслами, содержащими диспергирующие и моющие присадки, такая система вообще нормально не работает — фильтр грубой очистки просто перестаёт что либо отфильтровывать, а фильтр тонкой очистки — быстро забивается, так что масло начинает идти в обход него практически без очистки. Именно поэтому от неё быстро отказались — уже на ближайшем потомке 21А из Ульяновска, УМЗ-451 1972 года, появился ВАЗ-овский полнопоточный масляный фильтр. Создатели же мотора 24Д пошли своим путём.

У 24Д и 402 маслоприёмник неподвижный, а масло из насоса подаётся частично в фильтр и далее по двигателю, а частично (при открытом кране) в маслорадиатор, проходя через который оно охлаждается и затем сливается обратно в картер.

Фильтрация масла в этих моторах полнопоточная — всё масло в системе при каждом обороте проходит через фильтр тонкой очистки со сменным бумажным элементом, за исключением режима прогрева, когда густое холодное масло направляется в обход фильтра за счёт перепускного клапана.

Привод масляного насоса в моторах семейств 24 и 402.

Ещё одно отличие — в приводе масляного насоса: у 21А и УАЗ-ов промежуточный валик, передающий вращение от распредвала на масляный насос, соединяется с валом масляного насоса через соединение типа «шип-паз», а у 24 и далее — через простой шестигранник (8 на чертеже). УАЗ-овцы утверждают, что шестигранник этот иногда срезает — впрочем, для этого, видимо, необходим брак самого валика.

Кроме того, на ГАЗ-24 и некоторых УАЗ-ах появился масляный радиатор для дополнительного охлаждения масла при тяжёлых условиях эксплуатации и в жару. Сама по себе идея эта вполне здравая, но, к сожалению, конкретная реализация её несколько невнятна и страдает от излишней упрощённости. Дело в том, что, во-первых, через маслорадиатор проходит лишь часть масла, выходящего из насоса (причём, судя по всему, небольшая), после чего оно сливается обратно в картер — остальное же масло идёт в фильтр и далее в масляную магистраль безо всякого охлаждения. А во-вторых — управление отбором масла в радиатор осуществляется вручную, краником, что значительно снижает эффективность работы системы, поскольку не даёт ей возможности подстраиваться под условия работы двигателя.

В более нормальной реализации, встречающейся, к примеру, на некоторых внедорожниках, используется термостат, который открывается при достижении маслом определённой температуры, после чего всё масло, выходящее из насоса, направляется в масляный радиатор и охлаждается в нём, и лишь затем подаётся в масляную магистраль. В том же варианте, который применён на «Волге», большого толку от маслорадиатора нет — зато падение давления с ним достаточно порядочное, да и подтекание масло из краника и шлангов не принадлежит к редким явлениям. Всё же, совсем убирать его не стоит, но использование оправдано лишь при действительно тяжёлых условиях эксплуатации — постоянно по пробкам, с прицепом и т.д.

Система охлаждения всех волговских нижневальных моторов — жидкостная, закрытого типа, в общем стандартная по своему устройству, но с целым рядом нюансов в зависимости от модели.

Общей конструктивной особенностью всех моторов семейства, приём весьма положительной, является то, что «мокрые» гильзы цилиндров со всех сторон окружены охлаждающей жидкостью, включая развитые протоки между цилиндрами, что повышает эффективность теплоотвода. Тем не менее, назвать систему охлаждения этих двигателей идеально спроектированной вряд ли можно.

У моторов 21А и 24 насос системы охлаждения монтировался на головке блока и, в расчёте на использование воды в качестве охлаждающей жидкости, смазывался через пресс-маслёнку консистентной смазкой. Охлаждение гильз цилиндров происходило преимущественно за счёт разности температур (термосифон) — горячая жидкость в рубашке охлаждения блока поднималась наверх в головку, холодная опускалась из головки вниз; под давлением ОЖ циркулировала только внутри головки, куда попадала прямо из насоса и далее распределялась по цилиндрам через окна проходящей в левой части головки штампованной водораспределительной трубки («флейты»).

Роль расширительного бачка изначально играл массивный верхний бачок радиатора.  С апреля 1975 года систему охлаждения с завода стали заполнять антифризом, который имеет больший коэффициент расширения по сравнению с водой, что потребовало введения отдельного от радиатора расширительного (переливного) бачка, в который уходила часть расширяющегося при нагреве антифриза (иначе он просто выливался бы на улицу через пароотводную трубку, что и происходило в системах охлаждения автомобилей, выпущенных до 1975 года при использовании антифриза).

Забор горячей воды для отопления кузова производился через штуцер на правой стенке блока в районе 4-ого цилиндра, причём радиатор отопителя разместили достаточно высоко, чтобы вода из него легко сливалась самотёком при открытом кране в блоке. Из-за этого циркуляция охлаждающей жидкости через «печку» оказалась несколько затруднена и чувствительна к образованию воздушных пробок. Тем не менее, при исправном радиаторе эффективность отопителя вполне достаточная, и на ГАЗ-21, и на ГАЗ-24. Жалобы отдельных владельцев на систему отопления связаны главным образом либо с плохим состоянием радиатора (в особенности это касается радиатора отопителя ГАЗ-21, имеющего неудачную конструкцию, с легко перегнивающей перегородкой между впускным и выпускным патрубком, после чего вода практически перестаёт циркулировать через его трубки), либо с неумением пользоваться как собственно системой отопления (увы, управление ей на обеих моделях сложно назвать интуитивным, требуется вдумчивое изучение инструкции), так и системой охлаждения двигателя в целом (конструкция которой подразумевает необходимость для поддержания нормального теплового режима зимой активного использования жалюзи радиатора, теплоизолирующего «намордника», снятия на зиму части лопастей крыльчатки, и т.п. меры).

Опыт спортивного применения данных двигателей выявил недостатки системы охлаждения при жёстких режимах работы — эффективности термосифонного охлаждения гильз не хватало, в особенности в районе водяных протоков четвёртого цилиндра, что вызывало локальный перегрев и повышенный износ.

В наибольшей степени на этих моторах изменялась конструкция термостата и малого круга системы охлаждения.

В изначальном варианте, применявшемся в системе охлаждения двигателя 21А, использовался «победовский» двухклапанный термостат модели ТС-6 / 20-1306010, сам по себе очень необычный, с полностью закрытым латунным корпусом в виде бочонка. При его срабатывании по мере прогрева двигателя открывался верхний клапан, который открывал воде доступ в радиатор, и одновременно нижним клапаном перекрывались отверстия в корпусе термостата, перепускающие воду по малому кругу, канал которого располагался прямо в корпусе водяного насоса.

Этим инженеры завода по какой-то причине не удовлетворились, и на первых выпусках ГАЗ-24 с двигателем 24Д была применена система охлаждения с одноклапанным термостатом 13-1306010-А, который работал только на закрытие и открытие радиатора. Малый круг системы охлаждения же обеспечивался за счёт наличия в корпусе водяного насоса под термостатом постоянно открытого перепускного отверстия диаметром 9 мм, через которое вода при закрытом клапане возвращалась к водяному насосу.

Видимо, из-за утечек воды через постоянно открытое перепускное отверстие такая упрощённая система охлаждения работала не столь хорошо, как того хотелось бы конструкторам, поэтому на двигателях 24Д более позднего выпуска вернулись к двухклапанному термостату (ТС107 / 13-1306010-01). Теперь при открытом термостате перепускное отверстие, диаметр которого увеличили до 30 мм, стало перекрываться нижним клапаном термостата. Улучшилась работа охлаждения как в режиме малого круга, так и при открытом термостате. Эта же конструкция перешла и на 402-й мотор.

На этом, впрочем, приключения термостата и малого круга системы охлаждения на моторах этого семейства не закончились — так, на «газелевском» 4025 опять перекроили конструкцию корпуса термостата, с уменьшенным до 18 мм перепускным отверстием малого круга.

Стоит отметить, что на двигатель с отверстием малого круга 9 мм можно устанавливать как одноклапанный, так и двухклапанный термостат (с последним она даже будет работать нексколько лучше, хотя он для неё и не является штатным), однако на двигатель с отверстием малого круга 30 мм можно ставить только двухклапанный термостат, поскольку иначе охлаждающая жидкость даже при открытом верхнем клапане почти не будет попадать в радиатор, а вся пойдёт в малый круг, и двигатель перегреется.

На 4022 появилась, и позднее перешла на 402, «помпа», установленная на блоке цилиндров, что полностью изменило работу системы охлаждения: у этих моторов охлаждающая жидкость циркулирует под давлением как через ГБЦ, так и через блок цилиндров, причём для того, чтобы компенсировать большую эффективность работы системы в непосредственно близости от насоса — в протоках вокруг первого цилиндра, при недостаточной вокруг наиболее отдалённого от него четвёртого, была изменена конфигурация отверстий в прокладке ГБЦ — в районе первого цилиндра они были уменьшены, а в районе последнего — добавлены дополнительные.

Отмечаемые на некоторых двигателях с такой системой охлаждения проблемы с прогаром прокладки ГБЦ в районе средних шпилек (где расположены расположенные рядом друг с другом выпускные клапана второго и третьего цилиндров) из-за ослабления затяжки гаек, которые вместе с шайбами вдаливает в алюминий головки, относится скорее к случаям перегрева двигателя в целом. В любом случае, однако, периодически контролировать затяжку гаек ГБЦ не помешает.

Отбор ОЖ для отопления кузова перенесли на заднюю стенку головки, туда, где ранее располагалась технологическая крышка — её заменил так называемый «танчик» со штуцером.

К сожалению, практически на всех моторах данного семейства сохранялся фундаментальный недостаток системы охлаждения — постоянное принудительное охлаждение радиатора вентилятором, посаженным на вал помпы. Казалось бы — предельно просто и надёжно, но в данном случае именно эта простота оборачивается ощутимыми проблемами в эксплуатации.

Так как обороты помпы ограничены (при превышении ими определённого предела в прокачиваемой через неё жидкости начинается процесс кавитации, быстро приводящий к выходу узла из строя), посаженный на её вал вентилятор тоже оказывается весьма тихоходным, что значительно снижает его эффективность. Как следствие — радиатор очень большого объёма, призванный обеспечить приемлемый температурный режим двигателя в любых климатических и погодных условиях, и довольно ощутимые потери мощности на привод вентилятора, даже тогда, когда он совершенно не нужен и двигатель приходится утеплять «намордником», чтобы не допустить его переохлаждения (некоторые водители на зиму вообще снимали крыльчатку, или ампутировали часть лопастей у разборной).

Использованная на ранних 24-х двигателях конструкция с автоматически отключаемым электромагнитной муфтой вентилятором, к сожалению, решала проблему лишь отчасти — расположение вентилятора на валу помпы сохранялось — да и от неё в скорости отказались из-за проблем с надёжностью муфты. То же касается и используемой на некоторых двигателях УМЗ вискомуфты (вязкостной муфты), с поправкой на ещё более низкую надёжность. Применённая на ГАЗелевском ЗМЗ-4025.10 крыльчатка с приводом через не связанный с валом помпы шкив, увы, тоже была по сути полумерой — объём радиатора удалось уменьшить, но проблема постоянного принудительного охлаждения осталась.

Наиболее радикальное решение данной проблемы в современных условиях — установка электровентилятора и радиатора уменьшенного объёма (от 3110 или иномарок).

Система питания по мере эволюции моторов семейства менялась, пожалуй, в наибольшей степени.

Самые ранние моторы 21А снабжались ещё победовским однокамерным карбюратором К-22И. Около 1960 года на части машин появился совершенно новый, но тоже однокамерный К-105, затем — его дальнейшие модификации, К-124 и К-129. Последний до сих пор выпускается в запчасти для старых УАЗ-ов под обозначением К-131 (различия минимальны).

На ГАЗ-24 начали ставить двухкамерный карбюратор К-126Г, являющийся модификацией карбюратора, уже применявшегося к тому времени на двигателях «Москвичей» и ГАЗ-53 и унаследовавший часть конструктивных решений у однокамерного москвичёвского К-59. Это простая, надёжная машинка, полностью лишённая каких либо электронных или пневматических «приблуд», но при технической исправности и правильной настройке обеспечивающая вполне приемлемую работу двигателя.

На 402-м моторе появился новый карбюратор К-151, который был сложнее и несколько современнее по конструкции, и при этом не имеет существенных эксплуатационных преимуществ в сравнении с К-126 (Г, ГМ, …). Он был спроектирован таким образом, чтобы практически на всех режимах работы до возможного предела обеднять топливо-воздушную смесь, что позволило вписаться в новые экологические нормативы. Кроме того, были внедрены автономная система холостого хода (АСХХ) и экономайзер принудительного холостого хода (ЭПХХ).

Однако новый карбюратор оказался очень чувствителен к точности изготовления и регулировки: малейшие технологические отклонения элементов дозирующей системы от нормативных параметров в процессе производства, равно как и неквалифицированная регулировка, приводили к излишнему обеднению смеси и неустранимому без «доработки напильником» нарушению работы двигателя. Его работа на разгонных режимах оказалась неустойчивой и сопровождалась резкими «провалами» тяги. К этому добавлялся целый ряд конструктивных недоработок, в частности, неудачный привод воздушной заслонки, который был устроен таким образом, что для того, чтобы её прикрыть, необходимо нажать предварительно на педаль газа — попытка сделать это без нажатия педали могла привести к поломке привода. Последнее неудобно не только с точки зрения обычной эксплуатации, но и (с современной точки зрения) тем, что на такой карбюратор невозможно корректно установить систему автозапуска с брелока. Кроме того, к девяностым годам основательно просело качество изготовления.

К середине девяностых К-151 «без буквы» сменила его модернизированная версия — К-151С, наконец-то доведённая до мало-мальских пригодного для нормально эксплуатации вида. Значительным изменениям, в частности, были подвергнуты воздушный тракт и дозирующая система, форсунка ускорительного насоса стала работать на обе камеры, появился плавный бесступенчатый привод воздушной заслонки. Главное — работа карбюратора стала удовлетворительной даже при резких переходных режимах («тапка в пол»), а надёжность — существенно повысилась. Небольшое снижение макимальной мощности оказалось воплне приемлемой платой за доработки. При этом часть машин с ЗМЗ-402 продолжала оснащаться и модернизированным К-126ГМ, с увеличенным до 26 мм диффузором вторичной камеры, что дало аналогичный К-151 прирост мощности.

Поясняю, почему более современный по конструкции К-151 ничем не лучше «устаревшего» К-126. Все основные конструктивные решения карбюраторов, направленные на повышение основных характеристик автомобиля — приемистости, экономичности, надёжности и лёгкости пуска, и так далее — даже в рамках советского автопрома были реализованы уже в шестидесятые годы. Верхом развития отечественных массовых карбюраторов в этот период стали тот самый К-126 (ЛенКарЗ) и лицензионный жигулёвский «Вебер» (ДААЗ).

Начиная с семидесятых годов главной задачей разработчиков стало «вписать» двигатель в постоянно ужесточающиеся нормы по вредным выбросам, для чего моторы ощутимо «придушили», а в их конструкцию стали вводить сложные и часто бесполезные, а порой и напрямую вредные с точки зрения непосредственно работы двигателя, дополнительные системы, что коснулось и карбюраторов, которые постепенно стали превращаться в опутанных проводами и шлангами вакуумных приводов электромеханических монстриков. Как известно, эта линия развития оказалась в целом тупиковой: никакие конструктивные ухищрения не позволяли одновременно добиться высокой экономичность, низкого уровня вредных выбросов в течение длительного срока эксплуатации без регулировки и высоких динамических качеств. Полноценным решением проблемы в такой её постановке (именно с учётом экологических требований) оказался лишь переход на впрысковую топливную аппаратуру.

До СССР эта волна докатилась ближе к концу семидесятых — началу восьмидесятых годов, следствием чего стало появление новых жигулёвских карбюраторов типа «Озон» (с 1980, также ставились на «Москвичи») и «Солекс» (с 1982), а также — волговского К-151, разработанного на ЛенКарЗ-е. Главные их отличия от предшественников — обеспечение работы двигателя преимущественно на обеднённой топливной смеси с целью снижения тех самых выбросов и (очень небольшого) повышения экономичности, а также — наличие так или иначе реализованных автономной системы холостого хода (АСХХ) и экономайзера принудительного холостого хода (ЭПХХ) с электронным управлением (исключение составляет «Солекс», у которого АСХХ отсутствует, хотя на этапе разработки она предусматривалась).

Ни то, ни другое, ни третье не даёт никаких радикальных преимуществ по сравнению с более ранними конструкциями с точки зрения основных эксплуатационных качеств автомобиля (и на практике на большей части автомобилей часть из этих систем вообще отключена). Выигрыш в экономичности при реальной эксплуатации может быть и есть, при условии идеальной работы всех систем карбюратора, добиться которого не так то просто с учётом качества современных запчастей — но он копеечный, на уровне потерь от неправильного давления в шинах или аэродинамического сопротивления открытых окон. Экологические стандарты семидесятых-восьмидесятых годов уже давно устарели, а в установленные для старых машин нормативы вполне вписывается и хорошо отрегулированный К-126. Зато на стороне карбюраторов предыдущего поколения — конструктивная простота  и вытекающая из неё надёжность работы.

Вывод, на мой взгляд, очевиден — если на машине стоит К-126 (Г, ГМ), менять его на К-151 (С) смысла нет, а стоит как следует перебрать и настроить (см. статью), чтобы получить примерно тот же (или даже лучший) результат, что и при замене на новый из магазина. И уж тем более не на жигулёвские, они ни по пропускной способности, ни по температурному режиму работы не подходят к вологовскому мотору, поэтому расход топлива с ними выше, а динамика — хуже, что давно уже доказано испытаниями в Лаборатории испытаний двигателей Нижегородского технического университета (НГТУ).

Если уж и менять — то и К-126, и К-151 на что либо с большей пропускной способностью диффузоров. Но это уже полноценный тюнинг, путь проб и ошибок. Готовых решений, однозначно превосходящих эти два штатных карбюратора — на данный момент нет. Раньше был «Солекс» с увеличенными диффузорами (26/28 мм) для ГАЗ-31029, но сейчас это уже раритет, да и отзывы на него были отнюдь не однозначными.

В последнее время пошла мода на установку карбюратора К-135 от ГАЗ-3307 с диффузорами 27/27, которая, по отзывам, даёт также неплохие результаты — этот карбюратор является вариантом того же 126-ого. Однако данный карбюратор имеет синхронное открытие дроссельных заслонок, что не обязательно хорошо — на малых оборотах такая пропускная способность карбюратора четырёхцилиндровому двигателю просто не нужна, а вот разрежение в диффузорах в районе распылителя главной дозирующей системы у него будет ниже, чем у стокового карбюратора с последовательным открытием заслонок. В результате вполне вероятно ухудшение распыления топлива и, соответственно, работы двигателя в режимах малых оборотов.

Итого, данный карбюратор, вероятно, будет хорош только для форсированного по оборотам мотора, для которого «низы» большой роли не играют, а на «верхах» будет востребована его увеличенная пропускная способность. На «стоковом» же двигателе с ним вполне возможно даже некоторое ухудшение характеристик в значительной части рабочего диапазона.

Именно по причине неудовлетворительной работы двигателя на низких оборотах и частичных нагрузках от использования «синхронных» карбюраторов отказались в своё время на «Москвиче-408» — с 1965 года на него стали устанавливать карбюратор К-126П с последовательным открытием заслонок.

Другой вариант: установка несколько однокамерных карбюраторов, по одному на один-два цилиндра — горизонтальных мотоциклетного типа или с падающим потоком автомобильного типа, либо двух двухкамерных — по одному на каждые два цилиндра. Так порой делали на гоночных двигателях (не только от «Волги», но и от «Победы», ЗИМа, и т.д.). Для этого необходимо изготовление специальных впускных коллекторов. Для повседневной эксплуатации такие установки обычно малопригодны, в частности — в них отсутствует подогрев впускного коллектора, что затрудняет эксплуатацию зимой.

Дополнение: вроде как появился в продаже некий Солекс-Спорт с диффузорами 28/28.

Впоследствии (кажется, уже после снятия ГАЗ-24-10 с производства, в районе середины 1993 года) на автомобилях с карбюратором К-151 появилась система рециркуляции отработанных газов (СРОГ, EGR). Эта система при работе двигателя на режиме частичной нагрузки подаёт в цилиндры часть отработанных газов, за счёт чего снижается температура в цилиндре и уменьшаются выбросы оксидов азота. Никакого смысла с точки зрения непоредственно работы двигателя эта экологическая приблуда не имеет, хуже того — все остальные его параметры с ней хуже, чем без неё; в частности — несколько выше расход топлива. На автомобилях с К-126ГМ она отсутствовала (что является ещё одним аргументом за него).

Кстати говоря, столь же бесполезен и имеющийся в К-151 экономайзер принудительного холостого хода (ЭПХХ), единственная задача которого — сокращение выбросов углеводородов в режиме торможения двигателем. При этом конструктивное совершенство и надёжность данной системы — отнюдь не на высоте, а её неполадки или выход из строя грозят неработоспособностью двигателя в целом.

Более подробный анализ конструкции карбюраторов К-126 и К-151 уже выполнен к.т.н. Анатолием Дмитриевским в его статьях «Карбюраторы К-151», «Карбюраторы малых грузовиков и грузопассажирских автомобилей» и «Карбюраторы УАЗов и «Газелей»». Мне к нему добавить, в общем-то, нечего. См. также статью «Нужен ли «Волге» Solex, или резервы экономичности».

Воздушные фильтры: у 21А — инерционно-маляный, расположенный прямо на карбюраторе («кастрюля»); у 24Д и 2401 — вынесенный вперёд-вправо со смоченным маслом фильтрующим элементом из металлической сетки-путанки и глушителем шума всасывания («хобот» корпуса фильтра) и системой подачи холодного воздуха; у 4022 и 402 — обычного типа, со сменным сухим бумажным элементом.

Различалась на различных моторах этого семейства и система вентиляции картера, предназначенная для удаления из него прорывающихся через поршневые кольца выхлопных газов и продуктов их взаимодействия с маслом, причём её эволюция шла весьма извилистыми путями.

Ранний (слева) и поздний (справа) варианты системы вентиляции картера на моторах модели 21А.

Самые первые двигатели модели 21А имели закрытую систему вентиляции картера, в которой отсос картерных газов осуществлялся за счёт вакуума во впускном коллекторе, а свежий воздух подавался в полость картера через штатный воздушный фильтр карбюратора. Отличительной особенностью таких моторов является герметичная пробка маслозаливной горловины (причём было два её варианта — ранний, с притягивающей крышку к горловине пружинкой, которая мешала заливать в двигатель масло, и появившийся в начале 1960-х более удобный, с защёлкой-шариком), а также — дополнительные патрубки под шланги системы вентиляции на воздушном фильтре. С технической точки зрения этот вариант более совершенен.

Однако со временем стали накапливаться жалобы эксплуатантов на то, что из-за отвода картерных газов в воздушный фильтр происходит загрязнение карбюратора смолистыми веществами, в особенности на изношенных моторах, имелись у закрытой системы вентиляции и другие недостатки. Поэтому в начале шестидесятых годов, с приходом на ГАЗ нового главного конструктора Александра Просвирина, сразу же занявшегося «рационализацией» модельного ряда с устранением из конструкции автомобилей всех интересных, но сложных или сомнительных в отношении надёжности решений, был совершен переход к открытой системе вентиляции картера. Воздухообмен в ней происходил за счёт разницы между давлением в подкапотном пространстве и под машиной, куда с крышки толкателей была опущена специальная вытяжная труба. Когда автомобиль находился в движении, в подкапотном пространстве создавалось повышенное давление, а под машиной — наоборот разрежение, за счёт чего свежий воздух входил внутрь двигателя через отдельный воздушный фильтр-«грибок», надетый на маслозаливную горловину (также имелось два типа, ранний и поздний), а картерные газы — вытягивались в вытяжную трубу и уходили под машину.

К сожалению, у данной системы также имелось немало недостатков: так, она практически не работала на стоящем автомобиле, когда перепад давления и создаваемая им тяга отсутствовали, а на высоких оборотах — вытягивая из картера двигателя частички масла, за счёт чего ощутимо увеличивался его расход (зато в виде побочного эффекта — постоянная «антикоррозийная обработка» днища). Кстати, во многом именно с работой этой системы связан специфический «волговский» запах горелого масла в салоне.

Система принудительной вентиляции картера на ГАЗ-24 поздних выпусков. Подробное описание её работы доступно по клику на этой картинке.

Снова вернуться к закрытой системе вентиляции картера, и на этот раз уже навсегда, заставили появившиеся в середине семидесятых экологические стандарты — выбрасываемые под автомобиль картерные газы, да ещё с изрядной примесью масла, оказались чуть ли не вреднее, чем выхлопные, к тому же оказалось возможным за счёт подачи их в цилиндры несколько снизить токсичность самого двигателя. Произошло это на ГАЗ-24 в конце 1975 или 1976 году. Новая система вентиляции отличалась тем, что в полость картера вообще не подавался свежий воздух — в ней поддерживалось постоянное небольшое разрежение, что снижало окисление горячего масла и позволяло исключить выдавливание масла из двигателя через уплотнения из-за избыточного давления воздуха (естественно, при исправной системе вентиляции). Для предотвращения же загрязнения карбюратора внутри клапанной крышки на пути отсасываемых картерных газов был установлен эффективный маслоотделитель лабиринтного типа.

Система зажигания двигателей 21А и 24 — контактная, с механическим прерывателем-распределителем, центробежным и вакуумным регуляторами и ручным октан-корректором. К сожалению, на простоте её преимущества заканчиваются: среди причин нарушения нормальной работы двигателя и падения его мощности неисправностям контактной системы зажигания отведено видное место, что усугубляется плохим качеством и низкой живучестью современных аналогов наиболее ходовых её частей (катушка, бегунок, конденсатор, контакты прерывателя). Единственная существенная модернизация — переход в конце 1960-х годов от распределителя Р-3Б с «низкой» крышкой к К-119Б с «высокой».

В 1981 году на двигателе 4022 (форкамерном) появилась контактно-транзисторная система зажигания, в которую был добавлен транзисторный коммутатор. Он разгружает контакты прерывателя от высокого (6-8 А) силового тока, вместо которого на них подаётся управляющий ток в 0,5…0,8 А, благодаря чему срок их службы существенно возрастает.

Затем на ЗМЗ-402 была применена уже электронная бесконтактная система зажигания, в которой вместо механического прерывателя-распределителя появился датчик-распределитель с электромагнитным датчиком вместо контактов прерывателя. Вторая ключевая её деталь — электронный блок-коммутатор, который преобразовывает поступающие с датчика управляющие импульсы в разряды катушки зажигания, направляемые на бегунок распределителя, который обеспечивает их распределение по цилиндрам в соответствии с необходимым порядком работы. При всех своих преимуществах, она не избавляет от периодической чистки, регулировки и замены контактов распределителя, к чему добавляется настоятельная необходимость постоянно возить с собой запасной коммутатор, выход которого из строя не принадлежит к особо редким явлениям.

Конкретно по этому пункту, как, в принципе, по всей автомобильной электронике вообще, проявилось явное отставание от Запада, поскольку там внедрение электронных систем зажигания (точнее — в основном аналогов нашей контактно-транзисторной) произошло существенно раньше, во второй половине шестидесятых — начала семидесятых годов. Что, правда, отчасти компенсировалось выпускавшимися в СССР уже в семидесятые годы наборами для самостоятельной установки электронного зажигания. Однако внедрять их в серии завод не торопился (хотя на V8, для которых из-за вдвое большего числа цилиндров проблема подгорания контактов куда более актуальна, контактно-транзисторная система зажигания появилась намного раньше). Более современная система зажигания («полностью бесконтактная») с датчиком Холла и двумя катушками ставилась с завода только на моторы 406-го семейства.

Характеристики

Указанные в технических характеристиках цифры пиковых мощности и крутящего момента двигателя лишь отчасти раскрывают его характер работы. Гораздо больше информации можно извлечь из его скоростных характеристик, представленных в виде графика:

В первую очередь, отметим очень ровную кривую крутящего момента, без «подхватов» или «провалов» и с неярко выраженным пиком около 2 400 оборотов. Минимальные и максимальные значения во всём рабочем диапазоне от 1 000 до 5 000 оборотов в минуту отличаются лишь на 5 кг·м (50 Н·м), или примерно 25% от максимального значения, а в основном эксплуатационном диапазоне, от 1 500 до 3 500, момент вообще остаётся практически неизменным («полка» крутящего момента). В пределах всего этого диапазона, соответствующего низким и средним оборотам, двигатель обеспечивает очень высокую эластичность и приспособляемость к нагрузкам.

Лишь после 3 500 оборотов начинается падение значения момента, в основном обусловленное ухудшением наполнения цилиндра рабочей смесью, а также практически прекращается рост мощности (между 3500 и 4500 об/мин она повышается всего на 10 л.с.), из чего и вытекает «сдыхание» двигателя и снижение интенсивности разгона именно после 3 500 оборотов, что при штатной конфигурации трансмиссии соответствует скорости в 105…115 км/ч на прямой передаче, в зависимости от передаточного числа главной пары заднего моста.

Максимальные обороты двигателя, а значит — и непосредственно связанная с ними максимальная мощность, в штатной конфигурации ограничены 4 500 — 5 000 в минуту, но ограничение это исходит из заводской настройки мотора, включая подбор фаз газораспределения, характеристик системы питания и выпуска (достаточно сказать, что коэффициент наполнения у этого мотора в заводской комплектации не превышает 0,8 и быстро падает с ростом оборотов; для сравнения у ВАЗ-овских двигателей он достигает 0,9 и выше), а вовсе не из его врождённой и неискоренимой «тракторности».

На самом деле, геометрия цилиндро-поршневой группы (диаметр цилиндра и ход поршня) у этого двигателя нейтральная, 92×92 мм — отнюдь не низовая, как, допустим, у «Победы» (82×110 мм) и многих американских рядных шестёрок (225 Chrysler Slant-Six, 292 Chevrolet, …), без какой либо заведомой предрасположенности к низким оборотам. По геометрии ЦПГ этот двигатель стоит в одном ряду с такими моторами, как BMW M52B28 (84×84 мм), Mercedes-Benz M117 (96,5×94,8 мм), Toyota 2JZ-GE (86×86 мм), и так далее. Все — отнюдь не «слоупоки».

Газораспределительный механизм с длинными штангами действительно несколько ограничивает «крутильность» мотора, но на самом деле инерционность такого ГРМ, ограничивающая высоту и скорость подъёма клапанов, тоже нисколько не мешает ему крутиться выше 5 000. У моторов ГАЗ-21 ранних выпусков действительно имелась проблема с клапанами, работа которых нарушалась из-за резонанса клапанных пружин после 4 500 оборотов в минуту, но она была решена уже в течение выпуска этой модели. Сам же по себе клапанной механизм OHV максимальные обороты жёстко не ограничивает: NASCAR-овские болиды с их большими V8, тяжёлыми поршнями и принципиально таким же ГРМ (отличия от штатных — более жёсткие клапанные пружины, более жёсткие стальные или титановые штанги) крутятся до 9-10 тысяч без каких либо негативных последствий для себя. Да и те же волговские моторы, (глубоко) доработанные для кольцевых гонок, тоже вполне себе спокойно раскручиваются до примерно 7 000 оборотов.

Не вполне оптимальная компоновка головки блока, с вертикальными клапанами, поперечными им впускными каналами и близко расположенной к краю камеры сгорания тарелкой впускного клапана, действительно ограничивает максимальные обороты двигателя из-за ухудшения наполнения цилиндров по мере их роста, но для преодоления рубежа в 5 000 оборотов препятствием, опять же, не является.

Как ни странно, в большинстве случае основной проблемой, мешающей старым моторам «Волги» «раскручиваться» до приличных оборотов, являются «севшие» в процессе эксплуатации клапанные пружины, которые обуславливают «подвисание» клапанов (при котором они садятся на сёдла с отставанием) уже начиная с 4000 оборотов.

Вообще говоря — давайте сначала вспомним, как шла эволюция моторов этого семейства.

Первый в нём двигатель, 21А, был за счёт крошечных клапанов и однокамерного карбюратора «задушен» по впуску настолько, что выдавал лишь 70-75 л.с. Но при этом пик крутящего момента располагался уже на 2 000 оборотов в минуту, как у дизельного двигателя, за счёт чего «Волга» ГАЗ-21 легко обходилась тремя передачами, из которых первая служила исключительно для трогания с места, третья же использовалась практически постоянно, без необходимости переключаться «вниз» при снижении скорости — почти как режим D на «автомате». На ГАЗ-12 / ЗИМ, как и на американских машинах с двигателями большого рабочего объёма, имеющими примерно такую же моментную характеристику, вообще в обычных условиях трогались на второй передаче, а первая использовалась лишь при трогании на подъёме или грунте с повышенным сопротивлением.

В те годы даже был в ходу такой параметр для оценки динамических качеств автомобиля, как величина подъёма, преодолеваемого на прямой передаче без переключения на пониженную. Так, «Победа» преодолевала на прямой передаче подъём в 4º, ГАЗ-21 — 5º4′. Это считалось большим преимуществом, так как позволяло реже переключать передачи, облегчая работу водителя.

На разгонную динамику же большого внимания не обращали — до максимальной скорости машина рано или поздно разгонится, а обгонять на дорогах тех лет было в основном некого, разве что плетущийся по трассе на 60-70 км/ч грузовик, что вполне по силам и «Победе», и «Волге».

Между тем, со временем стала брать верх тенденция к увеличению средних и максимальных скоростей движения легковых автомобилей, что потребовало большей мощности двигателя и его способности развивать более высокие обороты.

При переходе от 21А к 24 простое улучшение наполнения цилиндров рабочей смесью за счёт увеличения диаметра впускных кланов, введения впускного коллектора более совершенной формы и двухкамерного карбюратора в сочетании с незначительным повышением степени сжатия уже позволило повысить мощность более, чем на четверть — с 75 до 95 л.с. При этом расход топлива не увеличился, а ресурс лишь возрос благодаря внедрению новых конструкционных материалов и более совершенной фильтрации масла. Зато понадобилась уже четырёхступенчатая коробка передач, а эластичность, хоть и оставаясь впечатляющей, всё же ощутимо пострадала из-за выноса пика крутящего момента с 2 000 на 2 200… 2 400 оборотов в минуту.

Форкамерный двигатель 4022.10 стал ещё более мощным и высокооборотным — но и ещё менее эластичным, с пиком крутящего момента, смещенным к 3 000 оборотов, ещё худшими «низами» и его несколько снизившимся пиковым значением.

И на этом резервы форсирования по мощности далеко не были исчерпаны.

Как показывает практика спортивной доработки двигателей «Волги» (об это см. например здесь), мощность в районе 120 л.с. достигается на ЗМЗ-402 (модификация с самым большим в семействе размером клапанов) путём простого дальнейшего повышения производительности системы питания — до уровня, наконец-то соответствующего полноценному наполнению рабочей смесью его цилиндров при всех доступных с такой конструкцией ГБЦ оборотах. Например, установкой нескольких горизонтальных карбюраторов мотоциклетного типа, или одного сдвоенного, но с увеличенным сечением диффузоров, в сочетании с доработкой выпускной системы. Чуть более серьёзно вмешавшись в конструкцию мотора, можно даже не трогая ничего кроме газораспределительного механизма (тюнинговый распредвал с изменёнными фазами газораспределения, более жёсткие клапанные пружины, и так далее) снять с тех же 2,5 литров уже 130…150 л.с.

Но… «низовой» характер двигателя при этом полностью теряется, а пик крутящего момента смещается в район 3 500 оборотов в минуту. В результате получается мотор, существенно «взбодрённый» после 3,5 тысяч и крутящийся до 5 500…6 000 оборотов, как у «Жигулей» (больше со штатной конфигурацией каналов в головке всё же не выйдет) — но, взамен, с ощутимо более слабыми «низами», а также повышенной шумностью из-за работы преимущественно на средних и высоких оборотах: за всё хорошее приходится платить ! Естественно, для успешной и длительной работы мотора с такими переделками требуется также вмешательство в систему охлаждения, позволяющее компенсировать увеличившееся тепловыделение, и тому подобные мероприятия.

Современные электронные «фокусы» позволяют получить мотор, который имеет и хорошие «верхи», и вполне достойные «низы»: например, у ЗМЗ-406 благодаря настройке управляющей электроники два пика крутящего момента — в районе 2 500 и 4 000 оборотов в минуту, а между ними — провал, «круизный режим» со сниженным удельным расходом горючего.

Но в то время приходилось выбирать — или, или.

И если бы выбор был сделан в пользу высоких оборотов, то, выиграв в мощности, максимальной скорости и приемистости в диапазоне 100-130 км/ч, мы существенно потеряли бы относительно штатной конфигурации в разгонной динамике, эластичности и приспособляемости в диапазоне 0-100, а особенно — в наиболее актуальном при движении в городских условиях 0-60. Отчасти компенсировать такое изменение характера мотора могла бы и коробка передач с широко разнесёнными 5-6 ступенями, что является нормой в наши дни, но в те годы большинство машин и так ограничивалось тремя; кроме того, это лишь увеличило бы количество переключений ещё больше, усложняя работу водителя.

Собственно, здесь мы подошли к причине такого подбора заводских характеристик двигателя. Дело в том, что для «гражданского» мотора, стоящего на рядовом серийном автомобиле, а тем более — специализированном автомобиле-такси, мощность зачастую не является основополагающей характеристикой. Более того — существуют и другие, зачастую более важные в данном конкретном случае, показатели, повышение которых входит в прямое противоречие с задачей повышения мощностной отдачи. Особенно чётко это проявляется в специфических условиях эксплуатации — например, таких, какие имелись в те годы в СССР.

Мощности двигателя ГАЗ-24 без запаса хватало для того, чтобы машина развивала сумасшедшую по меркам советских дорог того времени скорость — 145 км/ч, а типичная скорость междугородного шоссе — 90…110 км/ч — развивалась с некоторым запасом для обгона и перестроения. Динамические качества автомобиля на момент его разработки были не просто адекватными, а, с учётом плотности транспортного потока, даже избыточными. При таком раскладе достигаемые за счёт смещения «полки» крутящего момента в зону низких-средних оборотов преимущества были намного более важным аргументом, нежели тривиальное увеличение максимальной скорости на пару десятков километров в час (реализовать которые всё равно будет по большому счёту негде) или сокращение времени разгона до сотни на несколько секунд (всё равно бесполезных с учётом малой загруженности дорог в те годы).

Среди этих преимуществ — ровные тяговые характеристики, приспособляемость и эластичность, дающие водителю возможность намного реже переключать передачи, без переключения вниз снижая скорость для преодоления подъёмов, проезда трамвайных путей и иных препятствий на дороге; ломовой крутящий момент на низких оборотах, позволяющий трогаться «на холостых» и уверенно ползти по разбитой грунтовке (недаром по сути тот же мотор, но ещё более дефорсированный и низкооборотный, использовали на вездеходах Ульяновского завода); практически полное отсутствие влияния загрузки автомобиля на его динамические качества (сотня килограмм груза в багажнике на динамике практически не сказывается); высокий моторесурс при использовании доступных смазочных материалов; низкие обороты двигателя при движении по шоссе на крейсерской скорости, а следовательно — меньшие уровень шумности и расход топлива.

То же самое, в принципе, пишут и сами разработчики в книге, описывающей устройство автомобиля, правда, заостряя внимание лишь на одной стороне — увеличении моторесурса:

Двигатели умеренно форсированы по мощности и частоте вращения, что обусловливает невысокие нагрузки на поршень и гильзу, а также невысокую среднюю скорость поршня. Это обеспечивает малое изнашивание цилиндро-поршневой группы и высокую долговечность узла.

Разумеется, ваши личные приоритеты могут быть кардинально противоположны тем, которые ставили перед собой заводские конструкторы в середине шестидесятых годов; именно поэтому и возникло такое явление, как технический тюнинг. Конструкторы же серийного автомобиля всегда вынуждены учитывать множество взаимно противоречивых факторов, часто вовсе не очевидных для конечного пользователя их продукции.

Чтобы совместить высокие скоростные и динамические качества с этими преимуществами низкооборотного малофорсированного мотора, ГАЗу пришлось бы пойти по пути, по которому традиционно шли американцы — то есть, при сохранении характера мотора нарастить его рабочий объём. Такой мотор развивал бы те же самые 95 л.с. уже не при оборотах, близких к максимальным, как «Волговский», а при средних, что позволило бы за счёт соответствующего подбора передаточных чисел трансмиссии увеличить максимальную и крейсерскую скорость.

Американцы так и делали, ставя на автомобиль того же класса «низовой» мотор рабочим объёмом 3,5…4 литра и максимальной мощностью порядка 150 л.с., который разгонял его до 170…180 км/ч при весьма пристойной разгонной динамике. Однако соответственно рос и расход топлива (правда, не прямо пропорционально увеличению объёма, так как более мощный двигатель большую часть времени работал на более выгодных с точки зрения экономии топлива режимах, но всё же весьма ощутимо).

«Волга» и без того считалась по советским меркам весьма прожорливой, и её повседневная эксплуатация частнику «влетала в копеечку» даже при тогдашних, буквально копеечных ценах на топливо. Но хуже того — увеличение рабочего объёма в её случае потребовало бы разработать полностью новый двигатель, так как имеющийся четырёхцилиндровый находился практически «на пределе» возможностей своей компоновки — дальнейшее увеличение рабочего рабочего объёма для четырёхцилиндрового двигателя, лишённого балансировочных валов, привело бы к выходу за пределы комфортного по меркам легкового автомобиля уровня вибраций при его работе. Что, собственно, и произошло с его 2,9-литровыми вариантами, которые оказались пригодны лишь для грузовиков и вездеходов УАЗ.

В принципе, именно разработка принципиально нового двигателя как раз входила в изначальные планы создателей автомобиля — «топовые» комплектации «Волги» должны были оснащаться трёхлитровой V-образной шестёркой мощностью порядка 130…140 л.с., однако в серию она по целому ряду причин так и не пошла.

При этом не дала бы какого либо роста качеств автомобиля и потенциально возможная альтернатива — установка вместо умеренно форсированного 2,5-литрового мотора высокофорсированного рабочим объёмом 1,8…2,0 литра, например — реально существовавшего варианта двигателя «Москвича-412» с увеличенным рабочим объёмом и мощностью в районе тех же 90…100 л.с., который был спроектирован для опытных «Москвичей» в конце шестидесятых. С ним машина при сохранении той же динамики ощутимо потеряла бы в эластичности, комфортности вождения и грузоподъёмности, а главное — ресурс самого силового агрегата оказался бы существенно ниже, и «Волга» ходила бы до капремонта уже не по 200…250, а всего по 150 тысяч км, как тот же «Москвич».

Не было бы даже и существенного выигрыша в топливной экономичности, поскольку высокофорсированный малолитражный двигатель, поставленный на тяжёлую машину, большую часть времени работал бы на таких режимах, в которых удельный расход топлива был бы вполне сравним с 2,5-литровым.

Чудес не бывает: для того, чтобы перемещать в пространстве полторы с хвостиком тонны металла со скоростью 100 км/ч, в любом случае нужно не менее 75…80 л.с., а чтобы эти лошадиные силы получить — нужно сжечь определённое количество бензина, смешанного с воздухом в строго определённой пропорции. По большому счёту всё равно, каким образом это достигается — за счёт увеличения напрямую количества топлива, сжигаемого за один рабочий цикл (увеличением рабочего объёма цилиндров), или увеличения количества этих циклов в минуту (форсированием двигателя, повышением максимального числа оборотов). Наш гипотетический малолитражный двигатель развивал бы эти 75…80 л.с. при 4,5…5 тысячах оборотов в минуту, засасывая в свои маленькие цилиндры примерно столько же рабочей смеси в единицу времени, что и «волговский», выдающий ту же мощность уже при 3 тысячах об/мин.

Разумеется, данное высказывание является не вполне точным. Так, у двигателя меньшего рабочего объёма в общем случае ниже насосные потери на впуск топливо-воздушной мести и выпуск отработанных газов, что несколько повышает его КПД. Тем не менее, общая зависимость именно такова.

Что касается зарубежных аналогов, то невысокая степень форсирования ради эластичности и комфорта вождения была характерна в первую очередь для моторов американской школы.

Например, очень похожие характеристики и «поведение» имела рядная «четвёрка» (кстати, верхневальная — безо всяких штанг !) от «Шевроле-Веги» (1971 год, на иллюстрации выше): с 2,3 литра её рабочего объёма конструкторы GM сняли «всего» 80 л.с. (90 SAE bhp) при 4 400 оборотах в минуту — зато крутящий момент составлял внушительную цифру — 165 Н·м — уже при 2 400 об/мин.

В результате двигатель «Веги» в значительной степени копировал привычное американским водителям поведение традиционных больших и «ленивых» V8: в сочетании с главной парой заднего моста, имеющей передаточное отношение 2,53:1, он позволял сравнительно лёгкой машине с максимальной скоростью в 148 км/ч без особого напряжения «крузать» по хайвэю на обычной для тех лет крейсерской скорости — чуть за 110 км/ч — уже при 2 600 оборотах в минуту, то есть, в районе пика крутящего момента — сохраняя тишину и покой в салоне, способствуя работе двигателя в наиболее экономичном режиме, и при этом — обеспечивая достаточный запас мощности для резкого ускорения при манёвре скоростью, обгоне или перестроении.

Попробуйте-ка проделать всё то же самое на малолитражке с форсированным 80-сильным мотором рабочим объёмом около полутора литров — хотя бы той же ВАЗ-2106 ?!

Разумеется, платой за комфорт был расход топлива, даже по данным производителя достигавший 12 л/100 км.

«Волга» крупнее «Веги» и тяжелее примерно на 300 кг, так что у неё тем же 2 600 оборотам коленчатого вала на прямой передаче (наиболее гибкий и экономичный режим работы двигателя в соответствии с его кривой крутящего момента) соответствуют лишь 80…85 км/ч (в зависимости от передаточного числа главной пары заднего моста — 4,1 или 3,9) — что и является для неё «крейсерским» режимом движения. При 110 км/ч обороты уже приближаются к 3 500, после чего начинается падение крутящего момента, так что дальнейший разгон вплоть до максимальной скорости в 147 км/ч происходит весьма неспешно. Видимо, советские конструкторы рассчитывали на более низкую крейсерскую скорость движения по загородным дорогам, чем в США — при практически той же самой максимальной скорости автомобиля.

Впрочем, даже в США эпохи «мускулистых» автомобилей вполне существовали примеры близкого к «Волге» соотношения массы и мощности двигателя — скажем, Chevrolet Nova конца семидесятых годов с базовым двигателем 153 Chevy Super-Thrift (90 bhp / 75 л.с. — 1340 кг). Конечно же, по меркам американцев эпохи «стальных мышц» динамика её была черепашьей, и вскоре этот двигатель был заменён на рядную шестёрку в полтора раза большего рабочего объёма и несколько большей мощности — ещё менее форсированную и более «низовую»; тем не менее пример достаточно показателен, тем более, что всего лишь через какие-то лет десять, на гребне волны бензинового кризиса, мотор с весьма схожими характеристиками — 151 Pontiac Iron Duke — был возвращён на продукцию GM этого размерного класса.

Не далеко ушли и, например, «компакты» фирмы Chrysler — Plymouth Valiant и Dodge Dart, которые при массе около 1 400…1 500 кг имели в базовой комплектации рядные шестицилиндровые двигатели Slant-Six рабочим объёмом 2,8…3,7 литра и мощностью 95…105 л.с. (110-115 bhp), ещё более дефорсированные и с откровенно «низовым» характером.

Кстати, в Австралии тот же Slant-Six предлагался и в существенно «взбодрённом» варианте Six Pack с тремя веберовскими «горизонталками», которой оказался вполне конкурентоспособным по динамике с небольшими V8.

В отношении европейских, и в первую очередь — немецких, люксовых седанов класса «Волги» необходимо отметить, что в них конструкторами закладывалась заведомо избыточная для повседневной городской езды максимальная мощность двигателя, позволяющая поддерживать высокую скорость на знаменитых автобанах, с их отсутствием ограничений скоростного режима. При этом, ввиду соображений экономии топлива и лучшего вписывания машины в характерную для Европы систему налогообложения, в которой налогооблагаемая база рассчитывалась на основе рабочего объёма двигателя, эту мощность старались снять с как можно меньшего рабочего объёма, что приводило к появлению сравнительно небольших по объёму, но высокофорсированных «крутильных» двигателей, со сложной конструкцией, требовательных к расходным материалам и обслуживанию.

Характерным в этом отношении может считаться 2,5-литровый мерседесовский двигатель M123, который свои 127 л.с. развивает при 5 500 оборотах в минуту, а пик крутящего момента в 192 Н·м приходится на 3 500. Близкими характеристиками обладал и баварский M30B25 – 147 л.с. при 5 500 оборотах, 215 Н·м при 4 000.

Цифры выглядят, конечно, впечатляюще, но на деле они являются в определённой степени бумажными – как уже говорилось, пиковые значения мощности и момента красиво выглядят, но не дают полной информации о характере работы двигателя. Преимущество таких моторов перед волговским проявлялось в полной мере на высоких оборотах; при этом до 3 500…4 000 оборотов, то есть, в основном эксплуатационном диапазоне при езде в городе, они не превосходили его по мощности, и уступали по крутящему моменту.

Если посмотреть на графики их скоростных характеристик, то окажется, что кривая мощности у них более полога, но «продлена» относительно мотора «Волги» в сторону больших оборотов, а кривая момента, напротив, более крута, с ярко выраженным пиком в районе максимума, и уже не сулит таких «сочных» низов. Чтобы такая машина «ехала», её мотор приходится постоянно «крутить», держа в области сравнительно высоких оборотов, что вполне соответствовало задачам, которые ставили перед собой их конструкторы. Нечто подобное было знакомо и нашим автолюбителям по мотору 412-го «Москвича», который тоже хорошо крутился, но терялся на низах, и уже в его случае это едва ли было преимуществом.

Впрочем, стоит сделать оговорку: в Европе уже тогда были популярны легковые дизели, а у них моментная характеристика как раз напоминает даже на 24-тый, а 21-вый мотор; впрочем, дизели тех лет были настолько специфичны, что считались практически исключительно уделом такси или самых экономных владельцев, готовых сильно поступиться всем остальным.

Американским конструкторам такой путь был чужд вплоть до восьмидесятых годов, то есть, до тех пор, пока соображения обеспечения комфорта для водителя и гибкости эксплуатации автомобиля был более существенны, чем задача экономии топлива. При необходимости получить большую мощность просто наращивали рабочий объём, сохраняя «низовой» характер работы мотора. Даже сегодня американцы с теплотой вспоминают потрясающую гибкость в эксплуатации старых легковых автомобилей с малофорсированными двигателями явно избыточного рабочего объёма, которые были способны при необходимости без напряжения ездить с полной загрузкой и тащить тяжёлый прицеп-трейлер, для чего в наше время приходится специально заводить truck (пикап или внедорожник, которые в США классифицируются как лёгкие грузовики). При этом сами моторы оставались достаточно консервативны по конструкции, в расчёте на возможность недорогого обслуживания и ремонта в гаражных мастерских.

Так что мотор «Волги» по своим характеристикам (но не многим особенностям конструкции) — это в гораздо большей степени 2,5-литровый мотор американской малолитражки, от которого ждут сравнительной экономичности и ровной тяги для спокойного, размеренного перемещения в пространстве со всеми домочадцами и скарбом на борту, чем 2,5-литровый же мотор роскошного европейского седана, формально относящегося к её размерному классу, вроде тех же «Мерседеса» и BMW, созданных для высоких скоростей и получения удовольствия от активного вождения.

В связи с этим можно вспомнить один интересный случай из истории сразу и американского, и немецкого автопромов. Когда в шестидесятых годах Opel решил создать конкурента моделям Mercedes-Benz с большими V8, оптимальным решением посчитали оснастить модель одного с «Волгой» размерного класса Opel Diplomat 5,4-литровым мотором Chevrolet small-block V8, импортировавшимся из США. По американским меркам это был весьма совершенный мотор новейшей разработки — ровесник двигателя «Волги», созданный в середине пятидесятых в качестве лёгкого и технологичного в массовом производстве силового агрегата для сравнительно небольших и лёгких, по местным меркам, «Шевроле».

Между тем, на испытаниях оснащённых этим двигателем прототипов «Опеля» случился большой конфуз. Как один из основных режимов движения немцы рассматривали невиданный для Америки (американцы ездят намного медленнее европейцев) «автобанный» цикл — с непрерывным движением в течение часов со скоростью до 125 миль в час (200 км/ч). И тут оказалось, что такого темпа не выдерживали не только тихоходные малооборотные моторы от обычных серийных «Шеви», но и даже спортивный двигатель от Chevrolet Corvette ! На скоростных тестах в Германии были успешно «убиты» по очереди: серийный двигатель, мотор, модифицированный отдельными деталями от «Корвета», и, наконец, серийный двигатель от самого «Корвета». В конечно итоге «Опелю» были поставлены гоночные моторы от «Корвета» особой серии для endurance racing («гонки на выносливость»), так как только они выживали в требуемых немцами для вполне серийной машины условиях.

Проецируя данную ситуацию на «Волгу», можно отметить, что, с учётом разницы в передаточном числа главной пары заднего моста (4,1:1 против 3,6:1 у «Опеля») для неё тому же критическому режиму примерно соответствовала уже скорость в 140+ км/ч. Это было абсолютно честно отражено и в инструкции по эксплуатации, которая напрямую рекомендовала избегать длительного постоянного движения со скоростями более 115-120 км/ч (130 км/ч для ГАЗ-24-10 с парой 3,9:1) во избежание снижения ресурса двигателя и трансмиссии. И тут же следовало напоминание о том, что Правилами дорожного движения скорость ограничена: 90 км/ч на обычных загородных дорогах и 110 км/ч на специальных автомагистралях.

Кстати, эта ситуация реально повторилась с нашим «Москвичом-408», который вызвал в Европе нарекания как раз из-за того, что его двигатель не выдерживал длительного (часами) движения с максимальной скоростью. Видимо, европейские покупатели просто не удосужили себя чтением инструкции к автомобилю, напрямую запрещавшей подобные упражнения. По-настоящему популярным оказался лишь следующий «Москвич» — 412-й, высокооборотный двигатель которого издевательства европейцев выдерживал с честью.

Расход топлива, шумность, надёжность и долговечность

Не стоит забывать, что помимо чисто технических характеристик, выражаемых кривыми мощности и крутящего момента, у любого двигателя есть ещё и характеристики потребительские — такие, как расход топлива, уровень шумности и вибраций, долговечность.

По расходу топлива силовой агрегат «Волги» вполне соответствовал своему рабочему объёму.

Указанная в технических характеристиках цифра контрольного расхода в 10,5 л на 100 км при постоянной скорости 80 км/ч является вполне реальной — при условии действительно равномерного движения автомобиля на этой скорости, когда педаль «газа» нажимается лишь настолько, насколько это необходимо для того, чтобы машина продолжала катиться не замедляя движения.

Более того: расход топлива может достигать и 8—8,5 л / 100 км — при постоянном движении на скорости 35…40 км/ч, соответствующей режиму наиболее экономичной работы двигателя.

Превышение данного расхода в указанных условиях является признаком износа или технической неисправности двигателя, либо наличия каких либо иных факторов, способствующих снижению экономичности.

В реальных режимах движения расход топлива, естественно, существенно выше: 11…13 л / 100 км по трассе, 13…15 и более в городском цикле — при условии технической исправности автомобиля и отсутствия резких ускорений. Что, в принципе, вполне сравнимо с современными автомобилями с тем же рабочим объёмом двигателя: хоть ты лопни — хоть ты тресни, а меньше 12-13 л на 100 км в городском цикле полуторатонный автомобиль с 2,5-литровым мотором несмотря ни на какие технические ухищрения расходовать не будет.

Например, для Ford Mondeo предыдущего поколения (собственная масса 1 458…1 510 кг) с 2,5-литровым мотором Duratec-VE (V6, 170 л.с.) и механической коробкой передач производитель заявляет расход топлива в черте города 14,2…14,7 л на 100 км, в зависимости от размерности колёс и типа кузова. Естественно, «едет» он при этом ощутимо «веселее», но это уже, как говорится, совсем другая история.

Что касается уровня вибрации и шумности, то для четырёхцилиндрового двигателя такого рабочего объёма без валов-успокоителей, с не уравновешенными силами инерции второго порядка, они вполне приемлемые. Главное — помнить, что это всё же не рядная шестёрка, которая при условии хорошей настройки работает так плавно, что на воде в поставленном на крышку клапанов стакане не будет кругов.

Технически исправный, нормально отбалансированный и собранный, хорошо отрегулированный двигатель «Волги» на оборотах холостого хода (600—650 об. / мин) работает с трудноуловимой глазом вибрацией и издаёт «равномерный стук клапанов и толкателей, сливающийся в общий шум» — примерно вот так. Ни то, ни другое из салона практически не ощущается. По мере роста оборотов, уровень шума растёт — двигатели с таким ГРМ вообще шумные, особенно без гидрокомпенсаторов, а вибрация становится всё более ощутимой, но дёргаться при постоянных оборотах мотор всё равно не должен во всём рабочем диапазоне — это уже признак неисправности, причём на первом месте в списке причин стоит система зажигания. При условии, что это не порванные резиновые подушки силового агрегата.

Сразу стоит отметить, что термин вибрация в данном случае обозначает именно мелкую дрожь двигателя при работе, ощущаемую положенной на него рукой, и не имеет никакого отношения к его дёрганью и раскачиванию с амплитудой порядка нескольких миллиметров, а то и сантиметра, при котором рычаг коробки передач хлещет водителя по правому колену, что иногда пытаются выдать за якобы вполне нормальное для этого силового агрегата и обусловленное его сравнительно большим, для рядной четвёрки, рабочим объёмом и плохой балансировкой.

Такая большая рядная четвёрка, да ещё и без балансировочных валов, в любом случае будет работать сравнительно грубо и иметь высокую чувствительность к настройке. И определённые проблемы с балансировкой у двигателя «Волги» действительно присутствовали, в особенности после того, как на Заволжском моторном стали шлифовать шейки коленчатых валов по бесцентровому методу, что было быстрее, но давало более грубый результат. Однако уровень вибрации всё же находился в диапазонах приемлемого во всём рабочем диапазоне, в особенности после того, как на удлинителе коробки передач появилась эффективно гасящая её резиновая муфта, а под самой коробкой — более мягкая опора с витыми пружинами вместо резиновой подушки. Иными словами — всё вышесказанное совершенно не значит, что мотор должен при работе выпрыгивать из-под капота.

Не отрицаю при этом, что на практике для моторов ЗМЗ не являются редкостью прямо-таки криминальные случаи неустранимой никакими мерами вибрации и раскачивания при определённых режимах работы. В чём причина ? К сожалению, дать однозначный ответ здесь сложно, так как проблема эта носит комплексный характер. Но, как правило, это признак либо мотора, собранного на заводе «немытыми ногами» в лихие девяностые (в те годы многие из двигателей сразу же после выхода с завода по-хорошему требовали переборки со шлифовкой коленвала и комплексной балансировкой всех подвижных частей), либо агрегата с ремзавода с теми же симптомами, либо с теми же результатами прошедшего через «заботливые» «руки» дядьваси из соседнего гаражного бокса, в процессе чего оригинальная заводская комплектация была обильно разбавлена магазинными запчастями, начисто лишёнными таких «никому не нужных вещей», как балансировка и посадочные допуски.

Долговечность двигателей этого семейства вызывает, видимо, наибольшие разночтения.

Начнём хотя бы с того, что в разных источниках указаны весьма сильно различающиеся нормативы долговечности этого двигателя:

• В книге 1975 года издания довольно туманно указывается на то, что необходимость в ремонте двигателя при нормальной эксплуатации автомобиля наступает примерно через 150 тыс. км пробега;
• В книге по ГАЗ-24 1989 года издания (репринт) также довольно абстрактно указано, что средний пробег двигателя 24Д до капремонта составляет более 200 тыс. км;
• В руководстве к ГАЗ-24-10 упоминается, что ресурс двигателя 402.10 до капитального ремонта составляет 250 тыс. км пробега по дорогам первой категории;
• В книге по ГАЗ-3102 также указывается, что ресурс двигателя 4022.10 (форкамерного) увеличен с 200 до 250 тыс. км за счёт целого ряда мероприятий технологического характера.
• Наконец, в книге О.В. Ярёменко «Твой друг — автомобиль» утверждается, что нормативный ресурс всего автомобиля до первого капитального ремонта составляет 300 тыс. км для ГАЗ-24 и 350 тыс. км — для ГАЗ-24-01.

Истина, как обычно, где-то там в том, что долговечность двигателя определяется в первую (и во вторую) очередь условиями его эксплуатации, включая качество обслуживания и используемых материалов.

Следует отметить, что в данном случае речь идёт о так называемом гарантированном заводом среднем пробеге до капитального ремонта, который характеризует некий среднестатистический двигатель, собранный на заводе со средним качеством и эксплуатирующийся в среднестатистических условиях. Разумеется, на практике решающее влияние на долговечность конкретного силового агрегата оказывали условия его эксплуатации. Если говорить не о сферическом моторе в вакууме, то для волговских моторов советского выпуска эти цифры отнюдь не являлись предельными. У аккуратных водителей они вполне ходили без поломок и по 300-350 тысяч до первой переборки (даже не полноценного капитального ремонта), а машины в целом — по полмиллиона километров и больше.

Долговечность двигателя — очень сложная величина, весьма сильно варьирующаяся от экземпляра к экземпляру, на которую оказывает влияние множество факторов. Поэтому и методик её оценки очень много.

Например, средний ресурс получают, сложив сроки службы всех агрегатов в исследовавшейся выборке и разделив на их количество. Но в большинстве случаев в качестве норматива долговечности указывается не он, а так называемый 90%-й ресурс, цифра которого означает срок службы, до которого проработали 90% агрегатов в исследуемой выборке. Очевидно, что средний ресурс всегда будет выше, чем 90%-й — в любой выборке найдётся 10% таких изделий, который выйдут из строя за срок существенно менее среднего для всей выборки. Ещё выше 10%-й ресурс — срок службы, до которого дотянули лишь 10% из исследуемых агрегатов, а оставшиеся 90%, соответственно — «ниасилили».

Также следует иметь в виду, что под ресурсом двигателя в технической литературе понимают такой пробег, при котором двигатель достигает установленного эксплуатационными нормативами предельного состояния, что выражается в существенном снижении мощности и надёжности, повышении расхода топлива и масла, ухудшении пусковых свойств, и так далее. С точки зрения составителей нормативов, эксплуатация двигателя в таком состоянии уже не имеет экономического смысла, хотя вполне вероятно, что для индивидуального владельца он «ещё похо-о-одит».

Известен рекордный случай, когда таксишная «Волга»-универсал с двигателем 2401 прошла до первого капремонта 700 тыс. км без снижения характеристик ниже предельных нормативных. Естественно, это был образцово-показательный прецедент, эксплуатация автомобиля должна была быть очень бережной, к тому же что-то мне подсказывает, что на каком-то этапе двигатель всё же вскрывался для текущего ремонта вроде замены компрессионных колец.

Вообще, важно не путать капитальный и текущий ремонт, пусть даже сопряжённый с разборкой двигателя. Когда говорят о «движках-милионниках» — серьёзные люди имеют в виду именно пробег до капитального ремонта, то есть, замены поршневой или расточки блока. Для того, чтобы даже просто доездить до такого пробега, двигатель придётся множество раз перебрать для замены колечек и прочего текущего обслуживания. В противном случае не заменённые вовремя убитые кольца очень быстро доведут и цилиндры до капиталки.

Тем не менее, затягивать с капремонтом при наличии объективных для него предпосылок всё же не имеет смысла, даже если двигатель продолжает заводиться и ехать, и вот почему: при работе изношенного двигателя износ отдельных его частей ускоряется многократно и становится неравномерным, начинают изнашиваться даже части, которые при обычной эксплуатации износу практически не подвержены. Поэтому последующий капитальный ремонт такого уезженного двигателя становится существенно сложнее и дороже, а риск его внезапного полного выхода из строя прямо во время поездки существенно возрастает. К тому же, расход бензина и масла при эксплуатации изношенного мотора существенно превышают нормативный, а динамические качества ощутимо ухудшаются, не говоря уже о невозможности прохождения технического осмотра. Большинство двигателей ремонтировали превентивно, не доводя дело до «рекорда».

Как и все низкооборотные двигатели, волговский не любит высоких оборотов, длительная работа на которых ощутимо сокращает его ресурс. Если быть более точным — все двигатели не любят высоких оборотов, просто у волговского их диапазон наступает раньше обычного. Как уже упоминалось — руководство по эксплуатации не рекомендовало длительное время двигаться со скоростями выше 115-120 км/ч для ГАЗ-24 и 130 км/ч для ГАЗ-24-10.

Впрочем, не стоит понимать фразу о сокращении жизни двигателя высокими оборотами слишком уж буквально: речь вовсе не идёт о мгновенном выходе двигателя из строя при более или менее длительном движении с какой либо принципиально доступной автомобилю скорости, лишь о сокращении срока службы. На проценты, десятки процентов — не более. Это не двигатель ГАЗ-21, у которого могли тупо выплавиться залитые баббитом (свинцовый сплав) вкладыши коленчатого вала — чтобы при нормальном масле и соблюдении температурного режима двигателя что-то сотворить со сталеалюминиевыми, надо ну очень постараться.

В конце концов, то же руководство по эксплуатации предлагает для проверки исправности силового агрегата разогнать автомобиль на четвёртой (прямой) передаче до скорости в 140 км/ч. Если не разгоняется — значит, двигатель не исправен. Правда, на какой именно дороге можно провести такой тест — в руководстве не уточняется 😉 на самом деле, есть более гуманный и безопасный способ — тем же оборотам двигателя, если посмотреть на представленную выше диаграмму, соответствует скорость почти в 100 км/ч, но на третьей передаче. Учитывая погрешность родного спидометра, можно считать, что двигатель развивает полную мощность, если машина на третьей передаче разгоняется до 100 км/ч по его показаниям. При этом является нормой некоторая атипичная вибрация силового агрегата, следствие того, что со штатной системой питания ему на таких оборотах уже не хватает воздуха.

Главным же образом «силён» этот мотор в плане долговечности был даже не своим исходным заводским ресурсом до капитального ремонта, который находился на хорошем, но всё же близком к среднему для тех лет для моторов близкого рабочего объёма уровне, а тем, что благодаря конструкции блока с легкосъёмными гильзами он был практически «вечным» при условии своевременного и качественного ремонта.

Дело в том, что вместо растачивания самого блока на специальном станке с последующим хонингованием стенок цилиндров при капитальном ремонте цилиндро-поршневая группа у него просто заменяется в сборе — гильзы и поршни, они так и идут комплектом.

В принципе, сами гильзы тоже могли растачивать под ремонтный размер. Но это не от хорошей жизни. Штатный способ капитального ремонта этого мотора — замена поршневой.

Остальные детали пригодны для вторичного использования после восстановления, требующего существенно более простого оборудования, чем расточка блока и имевшегося в любой достаточно крупной ремонтной мастерской: шейки коленчатого и распределительного вала перешлифовываются под ремонтный размер; шатуны и коромысла перевтуливаются; и так далее. Ресурс капитально отремонтированного мотора составляет при этом от 40 до 80% от исходного заводского. Впрочем, если применить творческий подход — в отдельных случаях можно добиться и повышения ресурса относительно исходного, например — если устранить допущенные на заводе косяки, из-за которых в своей первой «инкарнации» мотор попал в скорбные 10% безвременно усопших, которых считают при определении 90%-го ресурса.

Всего двигатель был рассчитан как минимум на четыре-пять последовательных капитальных ремонта — если судить по выпускавшимся в запчасти размерностям поршневых колец и вкладышей для коренных и шатунных подшипников. Итого, если считать по 200 тысяч, до 1 000 000 километров пробега. На практике считалось целесообразным делать не более двух-трёх последовательных капремонтов.

К сожалению, в настоящее время задача качественного капитального ремонта этих двигателей упирается в две проблемы — отсутствие мастеров, обладающих необходимыми знаниями и желанием их применить на практике, и нижайшее качество магазинных запчастей. Эти две проблемы порождают в свою очередь третью, вторичную — высокая стоимость подобного мероприятия. Пока что найти ещё живой мотор заводской сборки в приличном состоянии обходится дешевле. Но, видимо, не за горами времена, когда и у нас серьёзно займутся качественным восстановлением этих моторов, как это уже давно делают в Штатах со своей классикой.

Стоит отметить, что в те годы машины вообще служили намного меньше чем сейчас. В США вплоть до семидесятых-восьмидесятых годов автомобиль с пробегом более 100 тысяч миль (160 тыс. км), что соответствовало примерно 6…10 годам эксплуатации средней интенсивности, уже считался близким к предельному износу; по воспоминаниям самих американцев часто машины с таким пробегом отправлялись прямиком на джанкъярд (автомобильную свалку), потому что в ближайшей перспективе требовали дорогостоящего ремонта, так что содержать машину для большинства водителей, не обладавших, в отличие от их отечественных коллег, навыками автослесаря, становилось очень накладно. А в пятидесятые годы те же 100 тысяч миль считались настолько хорошим сроком службы для легкового мотора, что Pontiac использовал эту цифру в своей рекламе.

Впрочем, и на большей части территории Союза, и в схожих по климату штатах (так называемый «ржавый пояс», rust belt), кузов изнашивался всё же намного быстрее, чем агрегаты, в результате чего автомобиль терял товарный вид и отправлялся на помойку или в капитальный ремонт даже с ещё вполне пригодными для эксплуатации агрегатами.

Сравнение с аналогами

Сразу же отметим полное отсутствие каких либо прямых аналогов или прототипов волговского силового агрегата среди зарубежных моторов.

Как известно, четырёхцилиндровые моторы ГАЗ-А и «Эмки» ГАЗ-М-1 представляли собой более или менее точные копии фордовских Ford A и Ford B, соответственно. Рядные шестёрки семейства ГАЗ-11, ставившиеся на модернизированную «Эмку» ГАЗ-11-73, ЗиМ ГАЗ-12 и грузовики ГАЗ-51 и 52, выпускались по документации фирмы «Крайслер», а четырёхцилиндровый силовой агрегат «Победы» и ГАЗ-69 был по сути вариантом того же мотора, «укороченным» на два цилиндра.

У спроектированного в середине пятидесятых годов в заводском КБ под руководство Гарри Вольдемаровича Эварта силового агрегата ГАЗ-21, от которого напрямую происходит всё рассматриваемые нами семейство, никаких конкретных прототипов уже не было. Если говорить просто о похожих конструкциях, то окажется, что по общей архитектуре двигателя — что-то близкое подобрать можно вполне, по отдельным конструктивным и технологическим решениям — тоже, а вот так, чтобы всё это вместе, в одном двигателе — такого нет.

Собственно говоря, даже сам по себе «типоразмер» этого мотора — четыре цилиндра и 2,5 литра — достаточно малораспространённый. Просто так уж сложилось, что по европейским меркам 2,5 литра — это уже весьма большой мотор, заведомо предназначенный для дорогого и престижного автомобиля; так что если такие моторы и делали — то это были обычно рядные шестёрки, более сложные и дорогие, но лучше уравновешенные. А что касается Америки, то по тамошним меркам вплоть до самого конца пятидесятых годов 2,5 литров было, наоборот, откровенно маловато даже для самых лёгких из доминировавших в те годы «полноразмерных» автомобилей. Единичные модели американских «компактных» автомобилей выпуска пятидесятых годов были спроектированы производителями второго эшелона и оснащались устаревшими нижнеклапанными четвёрками предыдущего поколения, явно не представляющими интереса в контексте нашего сравнения. Первые современные двигатели сравнимого рабочего объёма появились там только в начале шестидесятых.

Среди иностранных аналогов для сравнения я бы в первую очередь назвал:

1. 153 CID Chevrolet Super-Thrift

2. 151 CID Pontiac 2500 /Iron Duke / Tech-4

3. 2139 cc Triumph TR4

4. GM 122 / Vortec 2200

5. Volvo B18 / B20

6. 195.5 CID Pontiac Trophy-4

7. 150 CID AMC Straight-4

Примечание: в различных странах приняты разные стандарты измерения мощности двигателей, поэтому сравнивать значения мощности иностранных двигателей надо осмотрительно.

Больше всего отличается американский стандарт, использовавшийся до 1971 года (SAE gross) — по нему двигатель испытывали без выпускной системы и навесного оборудования, что давало сильно завышенные результаты. В этой таблице мощность, измеренная по этому стандарту, дана как bhp — brake horsepower. Измеренная по этому стандарту, мощность двигателя «Волги» ГАЗ-24 указывалась в рекламных брошюрах для стран, где этот стандарт использовался, и составляла 110 bhp.

В 1972 году в США был введён стандарт SAE net, по которому мотор испытывали уже с навесным оборудованием, воздушным фильтром и штатной выпускной системой.

В Европе одним из основных был и остаётся германский стандарт DIN (стандартизирован в Евросоюзе как ECE R24), по которому двигатель также испытывался в полной комплектации.

В СССР тоже был свой ГОСТ, который предписывал испытывать двигатель с навесным оборудованием и тарированной имитацией выпускной системы, что даёт результат, незначительно завышенный по сравнению с DIN, но всё же ощутимо ниже, чем SAE gross. Также могут незначительно отличаться и сами национальные эталоны лошадиной силы.

Первый двигатель в нашем списке появился в конце 1961 года — на 5 лет позже «волговского». Первая «четвёрка» на «Шевроле» с самого 1928 года. По сути — «обрезанная» на два цилиндра версия шестицилиндрового мотора Chevrolet третьего поколения, который ставился на легковые «Шеви» с 1962 по 1979 год, а на «траки» (пикапы и джипы) — до конца девяностых и сам по себе был отдалённым потомком всех рядных «шестёрок» Chevrolet начиная с 1929 года (Stovebolt Six), а также приходился дальним родственником нижневальным рядным шестёркам германского «Опеля». Вполне, кстати, вероятно, что все эти моторы GM предыдущих поколений послужили в своё время инженерам ГАЗ-а хорошим пособием для изучения современного двигателестроения. Именно так — не копирования, а изучения, оценки, вычленения отдельных удачных конструктивных решений.

Этот двигатель и «волговский» являются примером решения разными конструкторами одной той же задачи — создания предельно облегчённого силового агрегата для автомобилей близкого размерного класса — схожими, и вместе с тем абсолютно противоположными способами.

Рабочий объём — 153 кубических дюйма, то есть, почти ровно 2,5 л; мощность — 90 bhp, в наших лошадиных силах будет чуть меньше — 75 л.с. По компоновке довольно близок к моторам ЗМЗ, даже внешне похож — но с поправкой на «зеркальное» расположение всех узлов и навесного оборудования: впускной и выпускной коллекторы с генератором — слева, стартер, свечи и распределитель-прерыватель — справа.

Чугунный блок цилиндров без гильз изготовлен по специально разработанной GM для этого семейства двигателей технологии тонкостенного литья, максимально облегчён и адаптирован для крупносерийного массового производства — как и чугунная головка блока. Коромысла, приводящие в движение клапана, качающиеся на отдельных упорных болтах с шаровыми пальцами (ball seats; примерно как рычаги клапанов у самого первого мотора «Жигулей») — конструкция, характерная для американских двигателей вообще. Гидравлические толкатели клапанов, в США к тому времени ставшие стандартом де факто для легковых моторов.

153-й мотор значился в производственной программе единственной «компактной» модели Chevrolet Chevy II / Nova вплоть до 1970 модельного года включительно, тем не менее никогда не был любимцем публики, а после появления в 1968 модельном году нового, ощутимо более тяжёлого поколения «Новы» и вовсе перестал пользоваться спросом, после чего тихо и незаметно для всех был убран из списка опций к 1971. Для эпохи «стальных мышц» он и правда выглядел как своего рода насмешка, что становилось особенно очевидно на фоне того факта, что в том же 1970 году «Нову» можно было заказать с существенно более сексапильными 396-кубовым (6,4 л) или даже 402-кубовым (6,6 л) V8. Правда, всего лишь один год — уже в 1971 максимальный рабочий объём двигателей был урезан до 350 кубиков (5,7 л). И это было только началом…

Между тем, после «отставки» жизнь этого довольно удачного двигателя далеко не окончилась. До 1971 года его устанавливала фирма Jeep на некоторые свои модели, а его версия с уменьшенным за счёт диаметра цилиндра до 2,3 л рабочим объёмом устанавливалась на автомобили GM, выпускавшиеся в Южной Африке, до 1982 года. Наконец, версия Vortec 3000 с увеличенным до 181 куб. дюйма (3 л) рабочим объёмом до сих пор выпускается в качестве двигателя для катеров и стационарных установок. Как видим, и здесь прослеживается явная аналогия с силовым агрегатом ЗМЗ, который также ставился и на маломерные суда, и на стационарные установки (ЗМЗ-320).

Второй мотор в нашем списке очень часто путают с первым, но на самом деле это никак не связанная с ним напрямую конструкция, разработанная к 1977 модельному году уже в недрах другого подразделения General Motors, «Понтиака». Основные цели при проектировании — простой, надёжный, долговечный, сравнительно экономичный (по сравнению с большими V8) и имеющий невысокий уровень выбросов в атмосферу силовой агрегат для комплектации бюджетных вариантов «компактных» (класса «Волги») автомобилей в условиях пика бензинового кризиса семидесятых годов.

Объём — 151 кубический дюйм, опять же примерно 2,5 литра. Мощность — 87 л.с. с карбюратором. В 1984 году появилась новая ГБЦ с вихревыми камерами сгорания и повышенной с 8,2 до 9,0 степени сжатия, примерно тогда же стали ставить моновпрыск (TBI), в таком виде мощность мотора достигла 90 л.с. Компоновка на этот раз напоминает уже нижневальный мотор старых «Москвичей» 407-408, но тоже «отзеркаленный»: впускной коллектор — слева, выпускной — справа. Та же цельночугунная конструкция, что и у 153 Chevy, ориентированная на дешевизну массового производства. Как видно, даже в середине семидесятых западные конструкторы продолжали проектировать новые моторы с примерно такой же архитектурой, как у силового агрегата «Волги».

Этот двигатель ставился на легковые автомобили различных марок GM, например Chevrolet Lumina, Buick Skylark и Pontiac Firebird вплоть до середины девяностых годов, а также — на некоторые модели компании AMC .

Двигатель английского спорткара Triumph TR4 выпуска 1961 года только на первый взгляд попал в наш список случайно. На самом деле в лице этого мотора мы, как ни странно это может показаться, имеем один из наиболее близких аналогов «волговского» силового агрегата по архитектуре.

Рабочий объём — 2,1 литра, причём мотор более форсирован, чем остальные в списке, поэтому несмотря на меньший рабочий объём с него снимаются 105 bhp (в варианте без приводного компрессора) — то есть, примерно те же 90…95 л.с. Съёмные мокрые гильзы, с верхней фиксацией, установленные в чугунном блоке цилиндров. Накрывающая его также чугунная ГБЦ, в ней — общая ось, на которой качаются коромысла клапанов. Впускной и выпускной коллекторы — справа один над другим, свечи слева. Но при всём при этом… Цепной привод ГРМ. Три коренные шейки коленчатого вала. Привод прерывателя-распределителя между I и II цилиндрами. Плавно, без резкого «излома» изгибающиеся впускные каналы в головке блока. Совершенно иное конструктивное решение остальных узлов.

Между прочим, с дальним предком этого мотора — силовым агрегатом модели Standard Vanguad — на ГАЗ-е были в середине пятидесятых весьма неплохо знакомы: «Стендерды» наряду с иными иностранными автомобилями-аналогами катались вместе с прототипами ГАЗ-21 на ходовых испытаниях. Правда, то был двигатель меньшего рабочего объёма, но конструктивные решения у него были во многом схожи.

GM 122 / Vortec 2200 ведёт свою родословную от 1,8-литрового двигателя, который с 1982 года устанавливался на автомобили GM американского рынка, построенные на платформе J body. В 1990 году рабочий объём нарастили до 2,2 литров и вплоть до 2003 года ставили на различные легковые автомобили платформ J (Chevrolet Cavalier) и L (Chevrolet Beretta), а также – пикапы и внедорожники платформы S (Chevrolet S-10).

Рабочий объём — 2,2 литра, мощность в разные годы составляла от 95 л.с. с моновпрыском TBI (карбюраторов на 2,2-литровый вариант уже не ставили) до 110…120 л.с. с распределённым. Конструкция уже чуть современнее, чем у Iron Duke. Чугунный блок, накрытый алюминиевой ГБЦ, в ней — необычное «шахматное» расположение клапанов с наклоном. Двигатель рассчитан на поперечное расположение, впускной коллектор — справа, выпускной — слева. Привод расположенного в блоке цилиндров распредвала короткой цепью; длинные толкатели, коромысла, установленные на традиционных для GM упорных болтах c ball seats.

Очень простой, но надёжный и беспроблемный мотор, который могли починить в любой американской гаражной мастерской. Как видим, даже после перехода на передний привод американские конструкторы не стали отказываться от проверенной архитектуры нижневального мотора, которую у нас называли архаичной ещё в семидесятых, а просто приспособили к ней впрыск — «от добра добра не ищут». Современный уровень эксплуатационных качеств достигался при этом не за счёт изменения архитектуры самого мотора, а благодаря применению современных решений в обслуживающих его системах — подачи топлива, зажигания, охлаждения.

Стоит отметить, что сами по себе понятия «устаревший / современный» применительно к конструкции поршневого двигателя внутреннего сгорания вообще в любом случае весьма и весьма условны. Все основные конструктивные решения в двигателестроении, за исключением чисто-электронных систем, были известны уже в тридцатых годах XX века, и в массовую продукцию внедрялись по мере надобности. Например, советский танковый дизель В-2 (Т-34, КВ, ИС и так далее) уже в сороковых годах имел расположенные в головках блока четыре распределительных вала, четыре клапана на цилиндр, непосредственный впрыск, сухой картер и другие решения, которые в массовых моторах легковых автомобилей появились лишь тридцать-сорок лет спустя — тогда, когда в них появилась надобность для дальнейшего повышения характеристик моторов.

Двигатели Volvo — знаменитые B18 и B20, потомки разработанного ещё во время войны двигателя B4B, устанавливавшегося на первые послевоенные автомобили этой марки. Это семейство моторов выпускалось очень долго, до начала восьмидесятых годов, и ставилось на модели P-1800, 122, 140 и 240 наряду с появившимся в 1976 году модернизированным B21 с алюминиевой головкой блока и перенесённым в неё распредвалом. Шведы, как видим, тоже отнюдь не стеснялись утилизировать свои старые проверенные конструкции вновь и вновь. Очень надёжные и долговечные двигатели, как утверждают фанаты марки — самые долговечные в мире. Один Volvo P-1800S шестидесятых годов выпуска вошёл в Книгу рекордов Гинесса, пройдя на своём родном моторе B18 аж 4 000 000 километров с двумя капитальными ремонтами. Впрочем, это всё же единичный случай — со слов американских вольвоводов, на практике обычно уже к 350-400 тысячам расход масла становится закритическим, хоть ездить ещё можно.

B20 имел почти 2 литра рабочего объёма. Чугунный блок цилиндров, накрытый чугунной головой. Компоновка похожа на волговский мотор — впускной и выпускной коллекторы справа, распределительный вал с шестерённым приводом слева. Большинство машин для Швеции имели самый простой однокамерный карбюратор и низкую степень форсирования, что давало характерное поведение низкооборотного мотора, полюбившееся местной публике. На экспорт же шведы предлагали «взбодрённую» версию с двумя карбюраторами или, в позднем варианте, бошевским инжектором D-Jetronic или K-Jetronic, которая «крутилась» до 6 500 оборотов.

Понтиаковская рядная четвёрка 195.5 CID Trophy-4 представляла собой весьма необычный мотор. Руководивший подразделением Джон Делореан видел под капотом разрабатываемого его инженерами компактного «Понтиака» экономичный четырёхцилиндровый двигатель, но средств на освоение полностью новой конструкции не нашлось. Поэтому он был получен «отпиливанием» одной банки цилиндров от существующего 389-кубового V8. Практически в буквальном смысле: первый прототип мотора представлял собой восьмёрку с отключенными четырьмя цилиндрами. Естественно, в серийном производстве появились уже свои блок цилиндров, коленвал и некоторые другие детали, но широкая унификация с V8 сохранялась.

Объём 3,2 литра, три доступных с завода степени форсирования на любой вкус — 115, 140 или 160 bhp, от спокойного мотора семейного седана с хорошей тягой на низах до «горячего» гоночного двигателя с четырёхкамерным карбюратором и «злым» распределительным валом. Унаследованный от V8 тяжёлый толстостенный чугунный блок с наклонёнными почти на 45º цилиндрами, благодаря которому двигатель был довольно увесист — 280 кг, на сотню килограмм больше, чем у «Волги». Длинный впускной коллектор — половина «паука» от восьмёрки — справа, выпускной слева. Цепной привод ГРМ. Непомерно высокий уровень вибраций при работе даже несмотря на специальный гаситель колебаний (harmonic balancer), встроенный в шкив на коленчатом валу — как у ЗМЗ-402.

Этот двигатель разрабатывался специально для модели Pontiac Tempest, в которой и без него более, чем хватало необычных решений. С ней в её изначальном виде он и умер, выпускаясь всего три года — с 1961 по 1963. Тем не менее, до сих пор довольно широко известен в узких кругах поклонников модели. Умельцы доводят его до 300 л.с. в атмосферном варианте, и до 500 с компрессором. С вибрацией борются за счёт более точной балансировки всех деталей на современном оборудовании.

Карбюраторный

С распределённым впрыском

Двигатель AMC Straight-4 / Hurricane — хронологически самый поздний из всех рассматриваемых. Он был разработан в первой половине восьмидесятых годов на основе рядных шестёрок той же фирмы и уже не предназначался для легковых автомобилей — этот двигатель создавался специально для знаменитых «Джипов», под капотом которых он должен был заменить описанный выше понтиаковский Iron Duke, закупавшийся у GM.

Его рабочий объём 2 464 см³, геометрия цилиндра — 98,4×80,1 мм. Чугунные блок и головка цилиндров, впускной и выпускной коллекторы расположены слева. Мощность — от 105 л.с. с карбюратором (до 1986 года) до 120 л.с. с распределённым впрыском.

Этот двигатель успешно дожил в серийном производстве до 2002 года. Несмотря на низкую по американским меркам мощность, пользовался любовью за полную беспроблемность в эксплуатации.

Итоги

Двигатели «Волги» не были копиями каких либо конкретных иностранных прототипов. По своей конструкции они не принадлежали ни к чистой американской, ни к «континентальной» школе проектирования силовых агрегатов, сочетая черты, присущие как той, так и другой, с рядом оригинальных конструктивным решений, на тот момент практически не применявшихся в подобных  двигателях других производителей, вроде алюминиевого блока цилиндров.

Конструктивные решения — вполне на уровне аналогичных иностранных двигателей, разработанных в широкий временной промежуток с конца пятидесятых по конец семидесятых годов, и лишь незначительно уступают двигателям такого типа, разработанным в начале восьмидесятых. По своим характеристикам двигатели этого семейства в целом вполне соответствовали двигателям одноклассных с «Волгой» американских (в широком смысле, т.е. американской школы) автомобилей малого литража, но при этом были хорошо приспособлены своими создателями ко вполне конкретным условиям производства, эксплуатации и ремонта, наличествовавшим в СССР, что накладывало специфические ограничения на такие вещи, как требования к эксплуатационным материалам и уровень ремонтопригодности.

Конструкция моторов этого семейства — не самая простая, и уж тем более не примитивная по меркам их времени. На самом деле, во многих местах (к примеру — те же мокрые гильзы цилиндров) конструкторы сознательно пошли на значительное усложнение конструкции ради повышения тех характеристик двигателя, которые считались на момент проектирования основополагающими (в случае с гильзами — возможность ремонта в условиях минимально оборудованной мастерской автопарка). С другой стороны — для повышения некоторых характеристик, к примеру, удельной мощности, сделано минимальное количество усилий, но это говорит о том, что данная характеристика просто не считалась достаточно важной, а не о неумелости конструкторов. Кроме того, надо помнить, что двигатель создавался в расчёте на длительный срок производства, а значит — в нём были изначально заложены резервы для дальнейшего повышения характеристик, модернизации.

Не обошлось, разумеется, и без целого ряда неудачных конструктивных решений, однако двигатели данного семейства выпускались в течении длительного срока (впрочем, не намного более длительного, чем некоторые иностранные аналоги) и постоянно подвергались текущей модернизации, в ходе которой выявленные эксплуатацией неудачные решения заменялись на другие. Порой — также не вполне удачные, но, увы, таков путь эволюции любого технически сложного изделия, выпускаемого крупной серией. Не один из этих недостатков не был фатален и не препятствовал нормальной по меркам своего времени эксплуатации автомобиля.

Не стоит забывать и о том, что за столь длительный срок коренным образом поменялись требования к работе многих систем двигателя. Так, система обогрева салона ГАЗ-21 для своего времени могла считаться практически эталонной по эффективности, но по сравнению с автомобилями середины-конца 1960-х годов она уже не выдерживал критики, так как за это время многократно возросли требования к работе данного агрегата (в пятидесятые годы приятно было уже само по себе наличие на борту полноценной «печки», многие бюджетные европейские автомобили её вообще не имели). Система охлаждения двигателя, применённая на ГАЗ-21, с термосифонным током охлаждающей жидкости в блоке и огромным трёхрядным радиатором, постоянно обдуваемым вентилятором, насаженным на вал помпы, была вполне стандартной по конструкции и принципу действия для своего времени, но на момент появления ГАЗ-24, на который она перешла с незначительными изменениями, уже могла считаться устаревшей. И так далее.

С точки зрения технологии производства, это было достаточно тонкое техническое изделие, к тому же — довольно чувствительное к культуре изготовления и качеству сборки, в частности — к соблюдению внутренней геометрии блока, что особенно характерно для моторов 24Д и 402, у которых применены гильзы с нижней фиксацией. Если у 21-ого двигателя и его потомков из Ульяновска гильзы, зафиксированные в блоке за верхний край, снизу были закреплены только резиновым уплотнением и могли свободно расширяться при нагреве, то в 24-том блоке с фиксацией гильз за нижнюю часть на собранном моторе они зажаты между медной прокладкой снизу и головкой блока сверху, и расширяться им особо некуда. При этом особое значение имеет соблюдение установленных при проектировании мотора посадочных допусков.

Многие считают это просчётом конструкторов, но на самом деле это не конструктивный недостаток: проектировали мотор далеко не дураки и при соблюдении установленных допусков такая конструкция вполне надёжна в любых штатных режимах эксплуатации. Та же нижняя фиксация мокрых гильз в открытом сверху блоке (open deck block) использовалась, скажем, в двигателях Jaguar V12 и Triumph TR — о последнем мы уже говорили выше по тексту; «Хонда» в своих моторах использовала как нижнюю, так и верхнюю фиксацию мокрых гильз, а в самых новых — сухие гильзы, впрессованные в специальные выросты самого алюминиевого блока и с охлаждающей жидкостью не соприкасающиеся.

Для двигателя с мокрыми гильзами очень важным является соблюдение геометрии самих гильз и посадочных мест под них в блоке, и наиболее критическим параметром является выступание гильзы над плоскостью блока на строго определённую величину, обеспечивающее её герметизацию, причём все гильзы должны выступать строго одинаково — иначе те, которые выступают ниже остальных, не обожмутся прокладкой. Пока производство на ЗМЗ обеспечивало соблюдение этих параметров с достаточной точностью — никаких проблем с такой конструкцией блока у эксплуатационников не возникало. Но… если допуски самих гильз и колодцев под них в блоке просажены, гайки головки плохо протянуты, а её прокладка головки некондиционная — прокладка при сборке должным образом не обжимается и в ходе эксплуатации быстро происходит разгерметизация гильз, охлаждающая жидкость начинает попадать в цилиндры. То же самое касается и прочих узлов этих двигателей — многие из них отнюдь не столь грубы и чугунявы, как принято думать, и требуют достаточно высокой культуры изготовления и сборки.

Вполне достаточная иллюстрация: та же гильза цилиндра является высокоточным изделием и поставляется в нескольких размерных группах, отличающихся по диаметру (буквенное обозначение) и высоте (цифровое) на некие сотые доли миллиметра. Соответственно, при сборке двигателя соответствующие детали должны подбираться одних и тех же размерных групп, что и обуславливает их успешную работу в паре друг с другом. К сожалению, в «лихие девяностые», а во многом — и позже, завод себя подобными вещами уже «не напрягал». В результате, хотя сами по себе детали зачастую продолжали изготавливаться с более или менее приемлемой точностью (и то, увы, не всегда), добиться от них совместной работы не удавалось, поскольку фактически случайно подобранные детали из разных размерных групп нормально работать отказывались наотрез.

То же самое касается и капитального ремонта двигателей этого семейства: доверять его следует только человеку, который действительно знает, что делает, в идеале — себе лично: всё же ничего волшебного в этом нет, подборка заведомо кондиционных запчастей, тщательная балансировка силами конторы, имеющий специальное оборудование, и аккуратная сборка чистыми руками на трезвую голову часто оказываются важнее опыта. Стоит отметить, что репутацию простого в ремонте этот мотор получил исключительно благодаря созданной ещё при СССР системе обслуживания, ориентированной именно на такие двигатели, и накопленному за полвека их эксплуатации опыту. Это не, скажем, мотор «Победы», который действительно был простой, чугунный и без фокусов ремонтировался «на коленке» (впрочем, видимо, то же самое говорили и о нём мастера тех лет, сравнивая, скажем, с мотором ГАЗ-А, у которого коренные подшипники заливали баббитом и шабрили по размеру шеек коленвала прямо в мастерской).

Собственно, в основном именно ввиду такой чувствительности к качеству изготовления 402-е двигатели выпуска девяностых годов, когда это самое качество упало ниже плинтуса, а также многие капитально отремонтированные, и имели столь невысокий ресурс. Наилучшими по качеству в этом семействе считаются двигатели ГАЗ-21, собранные непосредственно на ГАЗ-е. После передачи производства на ЗМЗ в 1959 году был период, когда качество моторов ощутимо упало, но впоследствии они было доведено до должного уровня и оставалось на нём вплоть до середины-конца восьмидесятых годов, после чего стало ухудшаться катастрофически.

Кстати, является мифом и пресловутая «всеядность» волговского мотора в плане смазочных материалов. На самом деле заводом-изготовителем предписывалось заливать в двигатель ГАЗ-24 аналоги масел категорий SC и SD по классификации API (American Petrol Institute), то есть — новейших из доступных на момент его разработки, созданных для американских двигателей середины шестидесятых — начала семидесятых годов, что в первую очередь обусловлено применением более чувствительных к качеству самого масла и его очистки современных сталеаллюминиевых вкладышей коленвала вместо сталебаббитовых. Заливка всякого Автола (категория SA) и тому подобного гуталина никогда ничем хорошим для двигателя не заканчивалась; то есть, мгновенным выходом из строя, как в случае с современными моторами, это не грозит, но ресурс сокращает изрядно.

Если бы таковая задача была бы поставлена, этот двигатель вполне мог бы быть доведен в серийном производстве до мощности порядка 120-130 л.с., современных экологических и эксплуатационных стандартов за счёт внедрения впрысковой топливной аппаратуры, гидротолкателей клапанов, более совершенных систем охлаждения, зажигания, очистки масла и так далее — как это впоследствии отчасти сделал Ульяновский моторный с 2,9-литровым семейством УМЗ-4213 / 4216 (УАЗ, ГАЗель).

Однако Заволжский завод сделал в своё время другой выбор — в пользу более современного по конструктивным решениям, хотя и ещё сырого, недоведённого «406-го» семейства, которое оказалось не только более привлекательно для потребителя, но и менее «капризно» в производстве, что было обусловлено, в частности, возвратом в его конструкции к примитивному чугунному блоку. Это был уже совсем другой двигатель, созданный в совсем другую эпоху, в глобализированном мире которой границы между континентальной и американской школами проектирования автомобилей стали почти прозрачными. И поехала машина с ним тоже совершенно по-иному — не только в количественном, но и в качественном отношении.

Читать далее:

Вязаные береты спицами схемы фото

Ажурные жилеты вязание крючком схемы

Улан-удэ маршрут 59 схема

Сертификат своими руками родителям

Спасибо за поздравления в прозе своими словами 7