Дизельный двигатель 514. Кризис среднего возраста. Поршни и вкладыши

Рис. 5.14 . Двигатель ЗМЗ-514 (вид слева): 1 – патрубок водяного насоса подвода охлаждающей жидкости от радиатора; 2 – водяной насос; 3 – насос гидроусилителя рулевого управления; 4 – датчик температуры охлаждающей жидкости системы управления двигателем; 5 – датчик указателя температуры охлаждающей жидкости; 6 – корпус термостата; 7 – датчик сигнальной лампы аварийного падения давления масла; 8 – крышка маслоналивной горловины; 9 – передний кронштейн для подъема двигателя; 10 – рукоятка указателя уровня масла; 11 – шланг вентиляции; 12 – клапан рециркуляции; 13 – выпускной патрубок турбокомпрессора; 14 – выпускной коллектор; 15 – теплоизоляционный экран; 16 – турбокомпрессор; 17 – трубка отопителя; 18 – картер сцепления; 19 – заглушка отверстия под установочный штифт коленчатого вала; 20 – пробка сливного отверстия масляного картера; 21 – шланг слива масла из турбокомпрессора; 22 – нагнетательная трубка масла к турбокомпрессору; 23 – кран слива охлаждающей жидкости; 24 – впускной патрубок турбокомпрессора

Рис. 5.15. Двигатель ЗМЗ-514 (вид справа): 1 – стартер; 2 – фильтр тонкой очистки топлива; 3 – тяговое реле стартера; 4 – крышка привода масляного насоса; 5 – задний кронштейн подъема двигателя; 6 – ресивер; 7 – топливопроводы высокого давления; 8 – топливный насос высокого давления (ТНВД); 9 – задняя опора ТНВД; 10 – точка крепления «массового» провода контроллера системы управления двигателем; 11 – шланг подвода охлаждающей жидкости к жидкостно-масляному теплообменнику; 12 – штуцер вакуумного насоса; 13 – генератор; 14 – вакуумный насос; 15 – крышка нижнего гидронатяжителя; 16 – датчик положения коленчатого вала; 17 – шланг подвода масла к вакуумному насосу; 18 – датчик указателя давления масла; 19 – масляный фильтр; 20 – патрубок жидкостно-масляного теплообменника отвода охлаждающей жидкости; 21 – шланг слива масла из вакуумного насоса; 22 – масляный картер; 23 – усилитель картера сцепления

Блок цилиндров отлит из специального высокопрочного чугуна, что придает конструкции двигателя жесткость и прочность.

Протоки для охлаждающей жидкости, образующие рубашку охлаждения, выполнены по всей высоте блока, это улучшает охлаждение поршней и уменьшает деформацию блока от перегрева. Рубашка охлаждения открыта в верхней части в сторону головки блока.

В картере блока цилиндров установлены форсунки, предназначенные для охлаждения поршней маслом.

Головка блока цилиндров отлита из алюминиевого сплава. В ней установлены впускные и выпускные клапаны. На каждый цилиндр приходится по четыре клапана: два впускных и два выпускных. Впускные клапаны расположены с правой стороны головки, а выпускные - с левой. Привод клапанов осуществляется двумя распределительными валами через гидротолкатели. Применение гидротолкателей исключает необходимость регулировки зазоров в приводе клапанов, так как они автоматически компенсируют зазор между кулачками распределительных валов и стержнями клапанов. В головке блока цилиндров имеются посадочные места под форсунки и свечи накаливания.

Распределительные валы изготовлены из низкоуглеродистой легированной стали. Кулачки распределительных валов разнопрофильные, расположены несимметрично относительно своих осей. На задние торцы валов нанесена маркировка клеймением: на впускном валу – «ВП», на выпускном валу – «ВЫП».

У каждого вала пять опорных шеек. Валы вращаются в опорах, расположенных в головке блока цилиндров и закрытых крышками, расточенными за одно целое с головкой, поэтому крышки опор распределительных валов невзаимозаменяемы.

От осевых перемещений распределительные валы удерживаются упорными полушайбами, установленными в выточки крышек передних опор и входящими выступающими частями в проточки на первых опорных шейках распределительных валов.

Для точной установки фаз газораспределения в первых шейках распределительных валов выполнены технологические отверстия с точно заданным угловым расположением относительно профиля кулачков.

При сборке привода распределительных валов точное их положение достигается благодаря фиксаторам, установленным в технологические отверстия на первых шейках распределительных валов через отверстия в передней крышке.

Технологические отверстия необходимы и для контроля фаз газораспределения в процессе эксплуатации двигателя.

На первой переходной шейке распределительных валов есть две лыски под ключ для удерживания распределительных валов при установке звездочек.

Поршни также отлиты из алюминиевого сплава. На днище поршня отлита маркировка размерной группы диаметра юбки поршня (буквы «A», «B», «Y») и нанесена стрелка, необходимая для правильной ориентации поршня при установке в двигатель (стрелка должна быть направлена в сторону переднего торца блока цилиндров). Внизу юбки поршня выполнена выемка, которая обеспечивает расхождение поршня с форсункой охлаждения. В головке поршня выполнены три канавки: в двух верхних установлены компрессионные кольца, в нижней - маслосъемное. Канавка под верхнее компрессионное кольцо изготовлена в упрочняющей вставке из нирезистового чугуна. На каждом поршне установлены три кольца: два компрессионных и одно маслосъемное. Компрессионные кольца отлиты из чугуна.

Отечественный дизель ЗМЗ-514, отзывы о котором рассмотрим далее, представляет собой семейство четырехцилиндровых моторов с 16 клапанами и четырехтактным рабочим режимом. Объем силового агрегата составляет 2,24 литра. Изначально двигатели планировалось монтировать на легковом и коммерческом транспорте производства ГАЗ, однако широкое применение они получили на технике УАЗ. Рассмотрим его характеристики, особенности и отклики владельцев.

История создания

Как подтверждают отзывы, дизель ЗМЗ-514 начал разрабатываться в начале 80-х годов прошлого столетия. Конструкторы создавали новый мотор на базе стандартного карбюраторного аналога для «Волги». Опытный экземпляр сконструировали в 1984 году, после чего он прошел техническое и полевое тестирование. Указанная модификация получила объем 2,4 литра, уровень компрессии составил 20,5 единиц.

В конструкцию вошел алюминиевый блок цилиндров, поршни из соответствующего сплава со специальным рельефом, бочкообразные юбки, индикатор загрязненности маслофильтра, свеча предварительного нагрева, струйное охлаждение поршневой группы. В широкую серию указанная модель не пошла.

Уже в начале 90-х конструкторы Заволжского комбината вернулись к разработке дизельного мотора нового поколения. Основная задача, поставленная перед инженерами — создание не просто мотора на базе карбюраторного аналога, а изготовление агрегата, максимально унифицированного с базовым прототипом.

Особенности

Учитывая ошибки в первоначальных наработках и стремление гарантировать унификацию по максимуму с вариацией 406.10, на "движке" ЗМЗ-514 (дизель) ограничили диаметр до 86 миллиметров. В конструкцию внедрили сухую тонкостенную гильзу в чугунном монолитном блоке. При этом размеры подшипников, как коренных, так и шатунных, не изменились. В итоге конструкторы добились максимальной унификации в части коленчатого вала и блока цилиндров. Наличие в моторе турбинного наддува с охлаждением воздушных потоков планировалось изначально.

Пилотный образец под индексом 406.10 выпустили в конце 1995 года. Специальную малогабаритную форсунку под этот «движок» изготовили под заказ на Ярославском комбинате ЯЗДА. Кроме того, ГБЦ решили делать из алюминия, а не чугуна.

В конце 1999 года выпустили экспериментальную партию дизелей ЗМЗ-514. УАЗ — не первая машина, на которой он появился. Сначала моторы тестировались на «Газелях». К сожалению, уже через год эксплуатации выяснилось, что агрегаты не конкурентоспособны, сложны в обслуживании.

По мнению специалистов, имеющемуся на то время оборудованию комбината, просто не хватило технических возможностей для выпуска мотора с высокими качественными характеристиками. Кроме того, комплектующие детали также вызывали недоверие, поскольку поставлялись от разных производителей. В результате, серийный выпуск свернули, по сути, так и не начав его.

Модернизация

Невзирая на трудности, доработку и усовершенствование дизеля ЗМЗ-514 продолжили. Видоизменили конфигурацию БЦ и головки цилиндров, с одновременным усилением их жесткости. Чтобы обеспечить достойное уплотнение газового шва, установили многоуровневую металлическую прокладку зарубежного производства. Поршневую группу до ума доводили специалисты немецкой компании Mahle. Также доработкам подверглись цепи ГРМ, шатуны и множество незначительных деталей.

В результате начался серийный выпуск обновленных дизелей ЗМЗ-514. УАЗ «Хантер» — первая машина, на которую эти моторы стали ставить массово с 2006 года. С 2007-го появились модификации с элементами от «Бош» и «Коммон Рэйл». Модернизированные экземпляры потребляли на десять процентов меньше солярки и показывали лучший показатель приемистости на низких оборотах.

О конструкции дизеля ЗМЗ-514

«Хантер» получил четырехтактный мотор с рядным L-образным размещением цилиндров и поршневой группы. При верхнем расположении пары распределительных валов, вращение обеспечивал один коленвал. Силовой агрегат оборудовали закрытым жидкостным контуром охлаждения с принуждением. Смазка деталей осуществлялась комбинированным способом (подачей под давлением и разбрызгиванием). В обновленном двигателе установили на каждом цилиндре четыре клапана, при этом воздух охлаждался через интеркулер. Турбина не относится к идеалу, однако отличается практичностью и простотой обслуживания.

«Бошовские» форсунки сделаны в двухпружинном исполнении, дают возможность обеспечить предварительную подачу горючего. Среди прочих деталей:

Кривошипно-шатунный узел

Отзывы о дизеле ЗМЗ-514 указывают на то, что блок цилиндров сделан из специального чугуна в виде монолитной конструкции. Картерная часть опущена ниже оси коленчатого вала. Для хладагента предусмотрены проточные гнезда между цилиндрами. Снизу находится пять опор коренных подшипников. В картере предусмотрены форсунки для масляного охлаждения поршней.

Головка цилиндров выполнена из алюминиевого сплава путем отлива. Вверху ГБЦ имеется соответствующий механизм, состоящий из приводных рычагов, распределительных валов, гидравлических опор, клапанов впуска и выпуска. Также в указанной части находятся фланцы для подключения впускной трубы и коллектора, термостат, крышка, свечи накаливания, элементы охлаждения и смазки.

Поршни и вкладыши

Поршни сделаны из особого алюминиевого сплава, с отсеком сгорания, который сооружен в головке. Бочкообразная юбка оснащена антифрикционным напылением. На каждом элементе имеется пара компрессионных колец и один маслосъемный аналог.

Стальной шатун изготовлен способом ковки, его крышка обрабатывается в сборе, поэтому не допускается замена их между собой. Заслонка крепится на болтах, в головку поршня запрессована втулка из смеси стали и бронзы. Коленвал — стальной кованый, имеет пять опор и восемь противовесов. От износа шейки защищены газовым азотированием или ТВЧ-закалкой.

Вкладыши подшипников изготовлены из сплава стали и алюминия, на верхних элементах предусмотрены каналы и отверстия, нижние аналоги — гладкие, без всяких выемок. На фланце коленвала сзади прикреплен маховик восемью болтами.

Смазка и охлаждение

В отзывах о дизеле ЗМЗ-514 на УАЗ «Хантер» отмечается, что система смазки мотора является комбинированной и многофункциональной. Все подшипники, детали приводов, рычажные опоры, натяжители смазываются под давлением. Прочие трущиеся детали двигателя обрабатываются способом разбрызгивания. Поршни охлаждаются струйной подачей масла. Гидравлические опоры и натяжители в рабочее состояние приводятся подачей масла под давлением. Односекционный шестеренчатый насос монтируется между БЦ и фильтром.

Охлаждение — жидкостного закрытого типа с принудительной циркуляцией. Хладагент подается в блок цилиндров, обрабатывается в термостате типа с твердым наполнением. В системе присутствует центробежный насос с одним клапаном, клиновый ремень, служащий для передачи энергии от шкива коленвала.

Газораспределение

Распределительные элементы (валы) изготовлены из легированной стали с низким содержанием углерода. Они погружены стабильно на глубину 1,3-1,8 миллиметров, предварительно прошли закалку. В системе предусмотрена пара распредвалов (предназначенных для привода клапанов впуска и выпуска). Кулачки разного профиля расположены несимметрично относительно своей оси. Каждый вал оснащен пятью опорными шейками, вращается в опорах, находящихся в головке из алюминия. Детали закрыты специальными крышками. В движение распределительные валы приводятся при помощи двухступенчатого цепного привода.

Характеристики в цифрах

Прежде чем изучить отзывы о дизеле ЗМЗ-514, рассмотрим его основные технические параметры:

объем рабочий (л) — 2,23;
мощность номинальная (л.с) — 114;
оборотистость (об/мин) — 3500;
предельный крутящий момент (Нм)— 216;
цилиндр в диаметре (мм) — 87;
перемещение поршня (мм) — 94;
компрессия — 19,5;
расположение клапанов — пара впускных и два выпускных элемента;
расстояние между осями смежных цилиндров (мм) — 106;
диаметр шатунных/коренных шеек (мм) — 56/62;
масса двигателя (кг) — 220.

Дизельный ЗМЗ-514 под капотом УАЗ. Первые 100 тысяч км: хроника полной разборки мотора

«Земную жизнь пройдя до половины, я очутился в сумрачном лесу», – примерно так вслед за Данте Алигьери мог бы написать в своих дневниках этот… дизельный двигатель. Если бы, конечно, был в состоянии писать и вел дневники. Но ничего этого он делать не умеет. Мы же будем и вовсе прозаичны. Итак, на 104-й тысяче пробега мне пришлось вынуть из своего УАЗа дизельный мотор, отслуживший верой и правдой более пяти лет. Повод был абсолютно нелепым: ни с того ни с сего вдруг отломился кусок головки блока. А раз уж пришлось ее снимать, то профессиональный интерес заставил меня разобрать агрегат целиком, чтобы оценить степень его износа. С одной стороны, сто тысяч – не возраст для турбодизеля, но с другой – приличный срок для любого отечественного мотора. И, как очень скоро стало ясно, полез я в двигатель совершенно не зря. По крайней мере пищи для размышлений появилось более чем достаточно…

К ресурсу заволжского дизеля возникали претензии на протяжении всей его истории. Начать с того, что при проектировании 514-го мотора руководство завода поставило конструкторам задачу максимально унифицировать его с только что запущенным в производство бензиновым ЗМЗ406. Причем возражения, что искровой мотор по определению невозможно конвертировать в хороший дизель, «наверху» никто слушать не захотел. И тогда появился первый опытный вариант. С мощностью, экономичностью и экологией все получилось на уровне мировых стандартов. Вот только ресурс едва дотягивал до… 40 тысяч км. Пришлось все переделывать. Полностью изменились блок , головка, поршни и еще кое-что по мелочи. После испытаний, состоявшихся весной 2002 года, было принято решение о постановке мотора на конвейер, а его ресурс был заявлен в 250 тысяч. А пока суть да дело, первую товарную партию ЗМЗ514.10 вручную собрали прямо в заводском КБ дизельных двигателей. Именно из нее и был тот самый доставшийся мне мотор. Судя по номеру на блоке, в этой серии он шел пятым.

Вскоре на ЗМЗ наладили конвейерную сборку дизелей и уже было собрались начать поставки на первичную комплектацию УАЗа и ГАЗа. Но серийное производство уперлось в резкое падение качества новых моторов. Старому производственному оборудованию завода просто не хватало возможностей для поддержания надлежащего качества металла и соблюдения точности обработки деталей. И дизель, в отличие от бензиновых агрегатов, этого не простил. Плюс к этому и поставщики комплектующих внесли свою лепту в увеличение потока некондиции. Наладить стабильное серийное производство не удавалось, из-за чего автозаводы продолжали отказываться от ЗМЗ514. А нестабильность качества начала отпугивать и частных покупателей, поначалу бодро расхватывавших новые турбодизели на замену карбюраторным моторам. В результате к началу 2004 года дизельное производство на ЗМЗ было практически свернуто.

И все же доводка двигателя продолжалась. Конструкторы адаптировали мотор к имеющимся технологиям и условиям производства, одновременно устраняя собственные просчеты. Изменилась конструкция головки и блока, вследствие чего возросла их жесткость. Для лучшего уплотнения газового стыка вместо отечественной гибкой прокладки ГБЦ стали применять импортную многослойную металлическую. Доработку и изготовление поршней доверили немецкой фирме Mahle. Повышающие надежность и ресурс изменения также коснулись шатунов, цепей ГРМ и целого ряда мелких деталей. В итоге в ноябре 2005 года в цехе малых серий Заволжского моторного завода вновь началось производство дизелей под индексом ЗМЗ-5143, а с 2006-го эти моторы стали серийно ставить на UAZ Hunter. В 2007 году 514-й был адаптирован и для установки на грузовое семейство ульяновских «бескапотников».

Краткий курс истории

Надо сказать, что попавшийся мне мотор оказался откровенно удачным. На фоне пугающих историй о ранних сериях он вел себя почти идеально. «Почти», потому что с завидной регулярностью напоминала о своем существовании ненадежная и неудобная в обслуживании система натяжения и успокоения ремней ТНВД и генератора. За пять лет составляющие ее ролики разваливались у меня восемь раз то порознь, то вместе (один раз это привело к обрыву ремня топливного насоса прямо на ходу). Кроме того, по совершенно необъяснимой причине в среднем раз в год ломался на две части палец крепления генератора (видимо, изначально где-то была несоосность). Что же касается остальных деталей, то после 60 тысяч пришлось поменять уплотнительные кольца форсунок и все резинки клапанной крышки, а после 80 тысяч – компенсировать вытяжку цепей ГРМ регулировкой угла опережения впрыска.

Электрооборудование с учетом трофийно-экспедиционной жизни машины трудилось честно, и все его отказы были закономерны. Так, дважды из-за попадания внутрь забортной воды выходили из строя электронные блоки управления двигателем (после второго раза, год назад, от этого блока пришлось отказаться, переведя всю электрику на «ручное управление»). Дважды перебирали генератор, один раз – стартер (из обоих было вытряхнуто по охапке слежавшегося торфа). Кстати, оба агрегата на данном двигателе – фирмы Bosch. Попытка замены немецкого стартера российским от бензинового ЗМЗ409 (стоящим дешевле переборки оригинального) окончилась неудачей. «Бюджетная альтернатива» оказалась несравнимо более слабой и сгорела через несколько месяцев.

Причина смены головы

Первым звонком грядущего разбора мотора стал внезапный обрыв топливной трубки высокого давления четвертого цилиндра. Деталь лопнула у самой форсунки – ее как будто срезало ножом. Заменить ее было делом пяти минут, и я не придал этому серьезного значения. Трубки на моторе стояли еще с самого рождения, и, решив, что пришло их время, я морально приготовился заменить остальные. Но вместо этого недели через две снова оборвало четвертую. Это насторожило. Вторым косвенным признаком, указывавшим на «причинное место», стал внезапно ослабший ремень ТНВД. Я пошатал из стороны в сторону топливный насос, почувствовал неприятный люфт и полез разбираться. Неужели насос сам собой открутился? Реальность оказалась еще хуже. Он оторвался! Оказался сломанным нижний болт крепления кронштейна, посадочное место верхнего болта основательно разбило, а в месте крепления задней точки от головки блока вообще отломился фигурный прилив. Последнее было наиболее неприятно, так как обещало безрадостную перспективу замены всей головки блока: прилив весьма нагружен и работает на растяжение и на излом одновременно, поэтому варить его бесполезно. То есть попробовать, конечно, можно, но через какое время он отломится вновь, предсказать никто из теоретиков и практиков аргоновой сварки не брался.

На ЗМЗ по поводу отломленного прилива меня «утешили», что подобный случай далеко не первый, причем проявлялся он и при куда меньших пробегах. Но, по счастью, проблема не только давно известна, но и уже успешно устранена. На головках 5143 этот прилив усилили дополнительными ребрами жесткости, после чего известия о его «самопроизвольном отделении» поступать на завод перестали. Итак, с заменой одной детали двигателя мы определились. А в каком состоянии остальные?

Вскрытие покажет

Надо сказать, по поводу общего состояния мотора у меня особых беспокойств не было. Собранные вручную под въедливым конструкторским взором двигатели самой первой товарной партии оказались на удивление живучими. К примеру, «Соболь-Баргузин», оставшийся в распоряжении заводского отдела адаптации дизельных двигателей, прошел на дизеле из той же «партии» более 300 тысяч. Правда, бегал он исключительно по асфальту. На моем УАЗе нагрузки на мотор, безусловно, были намного выше, но все равно поводов для тревоги не наблюдалось. Двигатель не дымил и практически не расходовал масла при том, что турбина «сопливилась», начиная с двадцатой тысячи километров. Последнее, впрочем, свидетельствовало не об ее износе, а о конструктивном просчете: на больших оборотах из нее не успевает стекать масло.

Такие показатели здоровья дизеля, как мощность, тяга и способность заводиться в мороз, по субъективным ощущениям, тоже не ухудшились. Наиболее неприятным моментом стало постепенное падение давления масла, первые признаки которого появились после 75 тысяч. Впрочем, этот процесс развивался столь медленно, что до самого последнего момента я не считал его достаточным поводом, чтобы вскрывать мотор. Но раз уж жизнь подкинула другой повод, я все-таки вытащил двигатель из УАЗа, отвез его к другу-мотористу, нашел у него на верстаке место для блокнота и фотоаппарата, и мы начали разбирать агрегат, подробно фиксируя состояние деталей.

Первые внешние наблюдения: диск сцепления требует замены, поскольку на нем лопнула одна из пружин. Надо отметить, это уже второй диск (из трех), заканчивающий свою жизнь подобным образом. При этом корзина и маховик в полном порядке. Кроме того, лопнуло крепление трубки системы охлаждения, огибающей блок под выпускным коллектором, треснул теплоизоляционный экран над этим самым коллектором, и начали подтекать оба сальника коленвала. Все остальное в порядке. Разбираем!

Итак, рассказываю в порядке снятия... Легкий износ обнаружился на пластиковых успокоителях цепей и упорных фланцах распредвалов. Впрочем, было бы странно, если бы его вообще не было. Сами распредвалы визуально в норме. Замеры микрометром выявили износ опорных шеек в пределах 0,06 – 0,07 мм при заводском допуске 0,1 мм. Гидрокомпенсаторы, коромысла, клапаны и другие детали головки тоже почти как новые. Водяные каналы свободны от отложений. Масляных отложений также нигде не обнаружено. Термостат в норме, лишь окислился припой на гайке. Помпа «живая», но у нее уже заметен небольшой поперечный люфт, – в профилактических целях придется заменить. Обе звездочки натяжения цепей слегка подношены, при этом у одной почему-то погнута ось. Верхняя цепь заметно вытянулась, при этом нижняя – как будто только что из магазина. Странно. Обычно бывает наоборот. Впускной и выпускной коллекторы в полнейшем порядке. А что им будет?! Приятно удивили медные гайки нашпильках выпускного коллектора, позволившие без труда все раскрутить. Обычно на отечественных моторах это соединение закисает так, что свернуть можно только при помощи трубы. Камеры сгорания чистые, нагар на поршнях и клапанах минимален. Привод топливного (низкого давления) и масляного насосов в норме. Незначительная выработка заметна лишь со стороны топливного насоса. По непонятной причине треснул маслоуспокоитель в поддоне. Впрочем, это не критично.

Теперь о главном

А вот и первая серьезная «болячка»: две из четырех пробок коленвала выкручены больше чем наполовину! Очевидно, их плохо зачеканили при сборке мотора... В этом-то, похоже, и кроется причина падавшего давления масла. Хуже всего, что в таком случае это приводило к локальному масляному голоданию двух шатунных шеек, что ускоряло их износ, а кроме того, было чревато задиром, заклиниванием и полным выходом двигателя из строя. Опасения подтвердились. Шатунные вкладыши там оказались задраны, да и сами шейки, особенно вторая, имели следы перегрева. В то же время визуальный износ третьей и четвертой шатунных шеек был минимален, а все коренные и вовсе были в идеальном состоянии. В общем, похоже, мы разобрали мотор вовремя, и до серьезных задиров дело еще не дошло. Износ шатунных шеек составил всего 0,02 – 0,05 мм (овальность 0,01 – 0,02 мм). Износ коренных шеек – 0,04 – 0,06 (овальность до 0,01 мм). И все это при том, что первый ремонтный размер вкладышей компенсирует 0,25 мм выработки. В общем, коленвал решили оставить как есть.

Вынув поршни, я изумился еще больше. И, надо сказать, изумился неприятно. На трех из них имелись трещины в юбке! Это говорит либо о тяжелом перегреве мотора, либо о серьезной конструкторской ошибке. А между тем этот двигатель несмотря на всю свою нелегкую трудовую биографию не доходил до кипения ни разу. Значит, проблемы с охлаждением поршней и все, что они тянут за собой, имеются абсолютно на всех ЗМЗ-514.10. Скорее всего, именно они привели к тому, что на «послерестайлинговых» моторах ЗМЗ-5143 поршни стоят уже другие и по производителю (Mahle), и по конструкции. Чтож, будем надеяться, немецким инженерам удалось правильно решить задачу их охлаждения. На этом фоне степень износа поршней показалась мне деталью малозначительной. Я даже не стал отвлекаться на следы прогара между компрессионными кольцами на одном из поршней. А вот состояние цилиндров мы изучили со всей тщательностью, но никакого «криминала» не нашли. Стенки были гладкими, без задиров. Продольный износ составил 0,01 мм, а поперечный – от 0,02 мм внизу до 0,04 мм вверху. В общем, блок «почти как новый».

Что же касается вопроса «почему треснули поршни?» – то он вскоре трансформировался в вопрос «почему треснули только три?». Может быть, ТНВД подает в четвертый цилиндр меньше топлива, чем в остальные? Для проверки ТНВД был отдан в профильную лабораторию НАМИ и досконально проверен на анализаторе впрыска AVL. Но причина оказалось не в нем. «Бошевский» агрегат был в идеальном состоянии, да и форсунки тоже не ощущали груза прожитых ста тысяч километров.

Сборка

Превратив двигатель в аккуратно разложенный на верстаке набор деталей, мы оказались перед дилеммой. С одной стороны, не отломись кусок от головки блока, мотор вроде бы не нуждался в ремонте и накрутил бы еще не один десяток тысяч километров, пока… не развалились бы поршни или окончательно не вывернулись бы пробки коленвала. Какие внутренние разрушения эти события повлекли бы за собой, сказать сложно. С другой стороны, раз уж мотор полностью разобрали, не собирать же его обратно на изношенных запчастях?! В итоге привод ГРМ, свечи накаливания, прокладки, сальники и всякую другую мелочовку решено было заменить.

Надо сказать, что ситуация с запчастями на заволжский дизель в Москве в последнее время радикально улучшилась. При должной настойчивости найти можно почти любую деталь. В крайнем случае, заказать ее с поставкой в течение недели. Но для этого придется объехать весь город, собирая «по зернышку» (ни в одном из магазинов пока нет достаточного ассортимента). Второй вопрос – московские цены. Сравнив их с ценами в Заволжье, я посчитал, что с учетом количества необходимых мне «железок» дешевле выйдет съездить за ними в Нижегородскую область. Впрочем, на круг все равно набежало около 50 тыс. рублей.

На Заволжском моторном заводе тем временем происходили очередные перемены, означающие новый этап в истории нашего двигателя. В цехе малых серий, где на подвесном конвейере последние два года собирали ЗМЗ-514, все оборудование демонтировали, собираясь переносить производство этого мотора на главный конвейер. А на освободившихся площадях намеревались разместить производственную линию Iveco. Кроме того, в феврале расформировали заводской Центр адаптации дизельных двигателей, занимавшийся вопросами применения «подопытных» моторов и служивший мостом между потребителями и конструкторами.

P.S. Загружая запчасти в багажник, я обратил внимание на новую головку блока и обнаружил, что ее отливка отличается и от той, что стояла на моем двигателе изначально, и от тех, что ставили серийно полтора года назад. Помимо того, что район крепления кронштейна ТНВД здесь усилен дополнительными ребрами, на головке есть и другие отличия, очевидно, увеличивающие ее жесткость. Впрочем, при сборке двигателя на свое место она встала легко и непринужденно. Но один промах конструкторы все же допустили. Так, теперь, после увеличения толщины передней стенки головки в районе цепей ГРМ, верхний успокоитель цепи ставится на свое место с трудом. А проще говоря, требует доработки напильником в прямом смысле этого слова. Во всем остальном сборка двигателя не доставила сложностей, и он благополучно завелся. Теперь дело осталось за установкой интеркулера. Но это совсем другая история и, скорее всего, тема для отдельного материала.

текст и фото: Евгений КОНСТАНТИНОВ

Сергей АФИНЕЕВСКИЙ , Заведующий лабораторией деталей двигателей НАМИ

Надо ставить интеркулер

Двигатель хороший, очистка топлива, масла и воздуха производилась как надо. Цилиндры и коленчатый вал практически в номинале, распредвалы тоже в пределах допуска. Вкладыши подшипников имеют небольшой износ, но требуют замены. Общее состояние агрегата в целом можно считать хорошим. Трещины в поршнях – это результат высокой термической напряженности. ЗМЗ-514 считается высокофорсированным турбодизелем, а потому требует применять охлаждение наддувочного воздуха, тем более что это конструкторами предусмотрено. Но дело в том, что установку теплообменников на автомобиль должен производить не моторный, а автомобильный завод, и тут, видимо, возникли какие-то сложности. С другой стороны, вы не измерили треснувшие поршни. При сборке могли поставить поршни с повышенным зазором, из-за чего при прогреве двигателя имели место удары поршня по цилиндру, происходящие до выхода мотора на рабочую температуру. Что касается облома кронштейна на головке блока, то мне кажется, в данной ситуации дело в браке литья, но в любом случае это место требует усиления.

ЗМЗ 514 – экономичный и неприхотливый в использовании дизельный мотор, устанавливаемый на автомобили УАЗ Патриот и ряд других моделей автомобилей от автопроизводителя УАЗ.

Разработан этот силовой агрегат в 2002 году и с небольшими изменениями производится в наши дни.

Технические характеристики

Модификация двигателя ЗМЗ 514 имеет следующие характеристики:

ПАРАМЕТР	ЗНАЧЕНИЕ
Масса	220 кг
Рабочий объем	2,235 литра
Мощность	113,5 л. с. при 3500 об/мин.
Конфигурация камеры сгорания	рядный
Материал блока цилиндров	чугун
Материал ГБЦ	алюминий
Степень сжатия	19.5
Количество клапанов на цилиндр	4
Топливная система	непосредственным впрыск с турбонаддувом
Система охлаждения	жидкостная с принудительной циркуляцией
Тип топлива	дизельное
Расход топлива	12,5 на УАЗ Patriot

Двигатель устанавливается на УАЗ Patriot, Cargo, Hunter, Pickup и .

Описание

Разработка дизельного двигателя ЗМЗ 514 началась на Заволжском моторном заводе в 2002 году, который производится по настоящее время.

Но еще в 1978 году планировалось изготовить дизель с мощностью в 90 лошадиных сил, предназначенный для установки на автомобили УАЗ.

Разработка двигателя велась 15 лет, в течение которых было изготовлено несколько опытных образцов, которые не обеспечивали должной надежности и не отличались приемлемыми показателями топливной экономичности.

В 1993 году принято решение активизировать разработку дизельного мотора, а за основу был взят перспективный бензиновый . В итоге уже через два года был выпущен первый опытный образец, который получил индекс 406Д.10. Этот двухлитровый 105 сильный мотор стал базой для создания силового агрегата семейства ЗМЗ 514.

Проектирование нового силового агрегата осуществлялось силами специалистов с привлечением английских мотористов из компании Рикардо. Проведенные испытания в Англии показали несовершенство блока цилиндров, в итоге было принято решение использовать для изготовления ГБЦ не чугун, а более прочный и легкий алюминий. Блок цилиндров ЗМЗ 514 выполнен из чугуна по технологии литья под давлением.

Модификации

В 2002 году была собрана первая партия дизельных двигателей ЗМЗ 514, которые устанавливались на Газель. Однако уже в первый год эксплуатации выяснилось, что имеются сложности с обслуживанием двигателей данной серии, и спустя два года производство было остановлено.

Инженеры ЗМЗ занялись работой над мотором, которая продолжалась в течение полутора лет. В результате произведенной доработки была изменена конструкция шатунов, блока цилиндров и цепи ГРМ.

В ноябре 2005 года возобновлено производство второй генерации этого силового агрегата, которая получила индекс ЗМЗ 5143. Этот двигатель зарекомендовал себя с наилучшей стороны. Он отличался экономичностью, простотой в обслуживании и надежностью. Новый двигатель устанавливают на автомобили UAZ Hunter.
В 2012 году был начат выпуск модернизированной версии силового агрегата, которая получила индекс ЗМЗ 51432.10 CRS. Эта версия двигателя оснащалась Common Rail и полностью соответствовала жестким экологическим требованиям стандарта Евро-4. Двигатель серии устанавливался на автомобили УАЗ Patriot, Pickup, Hunter и Cargo.

Использование системы прямого впрыска топлива на ЗМЗ 51432 Common Rail позволило существенно улучшить показатели топливной экономичности. В сравнении с предыдущей генерацией этого мотора ЗМЗ 514 потреблял на 10 процентов меньше солярки и при этом обеспечивал лучшую приемистость мотора на низких оборотах.

В то же время необходимо сказать, что использование этой электронной системы прямого впрыска топлива привело к усложнению конструкции силового агрегата ЗМЗ 514, а, следственно, снизилась надежность.

Конструкция

Дизельный мотор ЗМЗ 514 отличается простотой конструкции, а благодаря широкому использованию алюминия удалось снизить вес силового агрегата до 220 килограмм.
Завод изготовить установил на данную модель двигателя увеличенный межсервисный пробег, что позволяло существенно упростить эксплуатацию автомобиля. Двигатель оказался нетребовательным к качеству масла, а продуманная система охлаждения исключала выход из строя мотора по причине его перегрева.
Этот силовой агрегат использовал цепной привод ремня ГРМ, что избавляло от необходимости проведения сложной работы по замене или регулировки цепи ГРМ.
Характерной особенностью модернизированных ЗМЗ 514 было использование комбинированной системы смазки, которая одновременно разбрызгивала масло и под давлением смазывала подвижные элементы мотора.
Межсервисный интервал смены масла составляет 15 тысяч километров. Впрочем, сами автовладельцы рекомендуют постоянно проверять уровень масла. Почерневшее масло свидетельствует о необходимости его замены и проведении других сервисных процедур с мотором.
Поршни мотора отливаются из усиленного алюминиевого сплава, что обеспечивает их максимально возможный ресурс. Юбка поршня выполнена со специальной бочкообразной формой и имеет антифрикционное покрытие. Такое покрытие не прогорает даже спустя 200 тысяч километров пробега.
Необходимо сказать, что силовая часть мотора ЗМЗ 514 зарекомендовала себя как достаточно надежная и долговечная. Прогорание поршня или поломки коленвала отмечаются крайне редко и вызваны неправильным режимом эксплуатации мотора. К подобным поломкам зачастую приводит длительная работа под нагрузкой и использование некачественного топлива.
Обновленный мотор ЗМЗ 51432 имеет по четыре клапана на каждый цилиндр, а за охлаждение воздуха, поступающего в цилиндры, отвечает интеркуллер, использование которого позволило существенно повысить мощность двигателя ЗМЗ 51432 и улучшить его поведение на низких оборотах.
Используемая турбина хоть и имеет характерную для надувных моторов турбояму, но при этом отличается надежностью и не требует какого-либо существенного ремонта. Ее ресурс равняется ресурсу всего силового агрегата.
Двигатель имеет систему питания от немецкой компании BOSCH, что позволило устранить имеющиеся проблемы с работой свечей накала. Ресурс мотора заявлен на уровне в 250 тысяч километров пробега. Капитальный ремонт может потребоваться при пробеге в 300 тысяч километров и более.

Неисправности

НЕИСПРАВНОСТЬ	ПРИЧИНА
Потеря жидкости из системы охлаждения	Причиной подобного может быть как повреждение прокладки головки блока цилиндров, так и повреждения самой ГБЦ по причине перегрева мотора. Если заменить прокладку не представляет сложности, то вот шлифовка или же замена головки блока цилиндров имеет достаточно высокую стоимость. Необходимо помнить о том, что выпускалось несколько разновидностей этого силового агрегата, поэтому ГБЦ следует выбирать по ВИН номеру.
Появление сигнала о недостаточно давлении масла в системе смазки	Виной тому может быть поврежденный масляный насос, который перестает прокачивать масло. Также производительность масляного насоса может упасть по причине забившегося фильтра. Ремонт заключается в проверке масляного фильтра и замене насоса.
Стук в двигателе и полная потеря мощности	Подобное характерно для обрыва цепи ГРМ и удара поршня о клапаны. Машину необходимо перевести в сервис на эвакуаторе и производить вскрытие мотора. В большинстве случаев требуется дорогостоящий капитальный ремонт ЗМЗ 514 с заменой клапанов и поршней.
Появилась вибрация на холодной машине	Причина может быть в вышедшей из строя свече зажигания или проблеме с катушкой. Ремонт заключается в определении вышедшего из строя узла и его замене.
Автомобиль отказывается заводиться после длительной стоянки зимой	Причиной подобного может быть использование некачественного топлива, которое замерзло в мороз. В данном случае необходимо отогнать автомобиль в теплый гараж или дождаться потепления на улице.

Тюнинг

Дизельный мотор ЗМЗ 514 имеет существенный запас надежности, что позволяет увеличить мощность двигателя путем использования перенастроенных программ управления, так и с помощью капитального инженерного тюнинга.

Занимаясь увеличением мощности этого силового агрегата, следует помнить о том, что все работы автовладелец проводит исключительно на свой страх и риск.

Самым простым и относительно надежным способом увеличения мощности ЗМЗ 514 является так называемый чип-тюнинг, который предполагает установку нового блока управления. Подобное позволяет получить прибавку около двадцати лошадиных сил. Отдельные варианты чип-тюнинга требуют удаления сажевого фильтра, что приводит к ухудшению норм выхлопа и снижает ресурс мотора.
Установка на ЗМЗ 514 облегченного коленвала и расточенных цилиндров позволяет получить дополнительно от 10 до 15 лошадиных сил.
Многие автовладельцы устанавливают облегченный маховик, что также увеличивает мощность двигателя на 5-8 лошадиных сил.
Экстремальные варианты тюнинга подразумевают замену турбины на спортивную модель с повышенным давлением. Однако в данном случае ресурс двигателя может существенно снизится.
Замена штатной выхлопной системы двигателя ЗМЗ 514 также позволит повысить показатели мощности силового агрегата. В зависимости от используемой модели спортивного выхлопа автомобиль может получить от 8 до 10 дополнительных лошадиных силы.
Еще 2-3 лошадки прибавит замена стандартного воздушного фильтра на спортивный вариант с нулевым сопротивлением.

В общей сложности проведенные работы по увеличению мощности ЗМЗ 514 позволят получить дополнительно от 40 до 60 лошадиных сил. Нужно лишь помнить о том, что при выполнении тюнинга необходимо обращаться к профессионалам, что и позволит провести всю работу технически грамотно, а ресурс вашего двигателя если и ухудшится, то незначительно.

КАТЕГОРИИ