ЗМЗ 409 и его модификации

Двигатель ЗМЗ-409. Руководство по ремонту.

Настоящее руководство имеет целью ознакомить работников автомобильных хозяйств, станций технического обслуживания и ремонтных мастерских с обслуживанием и ремонтом двигателя ЗМЗ-409.10 на базе готовых запасных частей.

В руководстве приведены основные технические данные двигателя и агрегатов даны рекомендации по обслуживанию и ремонту, а также указания о порядке разборки, сборки, регулировки, определения неисправностей и их устранения.

Поделиться ссылкой

Рядный двигатель внутреннего сгорания «3M3-409» – бензиновый, четыре цилиндра, шестнадцать клапанов –  изначально разрабатывался Заволжским моторным заводом специально для комплектации автомашин «УАЗ». На основе базовой конструкции этого силового агрегата были выпущены и продолжают выпускаться несколько моделей ДВС от 2,3 до 2,7 литров рабочим объёмом. Поскольку «3M3-409» использовался и продолжает использоваться преимущественно для машин Ульяновского автомобильного завода, то его порой ошибочно называют «УМЗ», или просто – «двигатель УАЗ». Кроме «УАЗиков» –«буханок», «Хантеров», «Патриотов», «Пикапов», «Профи» и «Карго», «3M3-409» также нашёл своё применение на ряде модификаций Горьковского автозавода – на «ГАЗелях» и «Соболях».

В производственной программе Заволжского предприятия «3M3-409» занимает промежуточное положение между силовыми агрегатами моделей «3M3-405» и «3M3-410». По конструкции же он является практически «тем самым» инжекторным 406-м двигателем, что устанавливали в «не столь далёкие времена» на «Волги» и «ГАЗели». Конструкция архаичная, однако подвергнутая существенной модернизации, конечно.

В нём использован одинаковый с 405-м и 406-м двигателями 3M3 блок, коленчатый вал с увеличенным ходом (с 86-ти мм до 94-х мм); шатуны остались теми же, поршни модернизированные, со смещением на 4 мм. Объём самого силового агрегата был увеличен до 2,7 литров, что потянуло за собой и бо́льший расход топлива.

В массовое производство на конвейере модель «3M3-409» была запущена в 1996 году. В конце 90-х / начале 2000-х силовые агрегаты этой модели coответствовали стандартам «Евро-2». В последние годы их доработали до coответствия нормам «Евро-4».  На двигателях «ЗМЗ-409» («Евро-4») применили оптимизированную крышку клапанов; систему вентиляции, при которой картерные газы подаются в ресивер. Привод газораспределительного механизма осуществляется зубчатыми цепями. использовали двухслойную металлическую прокладку головки цилиндров толщиной в полмиллиметра, против полтора миллиметра у прокладки мягкой, которая была прежде. Модернизации была подвергнута система валов распределительных.

Собственно пост родился сам собой, в процессе подготовки и изучения темы перед заменой цепей привода ГРМ.Так или иначе практически все пользователь моторов ЗМЗ сталкиваются с этой проблемой. Почитав тематические форумы, борт журналы, понял только одно, однозначного мнения нет.

Ну что же, попробуем разобраться 😉

Обратимся к документации производителя.

он нам четко и однозначно говорит:

Переводим эту, попахивающую древностью, картинку в более современный технический язык.

Итак, напомню все значения указаны в градусах коленвала, а не распредвалов.

Точка открытия выхлопного клапана(EVO) 52* до НМТ такта рабочий ход.Точка открытия впускного клапана(IVO) 20* до ВМТ такта выхлопа.Точка закрытия выхлопного клапана(EVC) 20* после ВМТ такта выхлопа.Точка закрытия впускного клапана (IVC) 52* после НМТ такта впуска.

Точка максимального открытия выхлопного клапана(exhaust centerline) 106* до ВМТ такта выхлопа.Точка максимального открытия впускного клапана(intake centerline) 106* после ВМТ такта выхлопа.

Теперь нам надо установить распредвалы в соответствии с этими точками.Читаем руководство далее.Производитель нам говорит:Установив коленвал в точку «0», то есть ВМТ такта сжатия, intake centerline должна совпадать с некой виртуальной линией проведенной из оси вала под углом 20* от плоскости клапанной крышки. А exhaust centerline должна совпадать с некой виртуальной линией проведенной из оси вала под углом 19* от плоскости клапанной крышки.И предлагает эскиз всего этого безобразия.

Понятно что на глаз определить ни exhaust centerline, ни intake centerline, а тем более виртуальные линии подвешенные в воздухе не предоставляется возможным. Потому производитель предлагает, ну просто «гениальное» приспособление.

Это чтобы определить centerline.

И это чтобы определить виртуальные линии.

И вот тут начинается неразбериха.Волею судеб, по чистой случайности цифры идеально установленных фаз, а конкретно:

Практически совпадают с цифрами установочных(монтажных), с помощью приспособления углов, 20* впуск и 19* выхлоп.Основная масса пользователей решает что с помощью этого приспособления они ставят углы (IVO) и (EVC) указанные в диаграмме

Но ребяты, 20-19 это просто монтажные значения, с самими фазами имеющие косвенные связи, просто при установке впускного распред вала при значении на приспособе 20* вал встанет в предписанные фазы 20/52.Но если вы поставите вал по приспособе, например на 16* вазы будут не 16/56, как многие думают, а 12/60.

То же самое с выхлопом, в монтажном положении 19*, фазы встанут в предписанное значение 52/20.В монтажном значении, например 17*, фазы будут не 55/17, а 56/16.

Думаю многие спросят:- почему?Ну хотя бы потому что распред. валы вращаются с угловой скоростью в два раза меньше чем коленвал.То есть если коленвал прошел 20*, то распред. валы за то же время пройдут 10*.Таким образом каждый градус на приспособе, а она проградуирована в градусах распред. валов, это 2* коленвала, а фазы любого ДВС измеряются исключительно в градусах коленвала.

Откуда же взялись эти цифры, и почему именно 20-19?Все довольно просто, это связанно с геометрией самой ГБЦ.Для понимания вот такой эскиз.

Углы наклона клапанов относительно оси цилиндра.

Подставляем данные в схемку.

Немного математики и получаем искомые углы 20-19*.

Вот такие вот дела 😉

Мотор – сердце автомобиля, а потому именно он должен быть в центре внимания любого автовладельца. Автобус от Ульяновского автозавода оснащается разными силовыми агрегатами, а одним из наиболее популярных является двигатель 409 УАЗ Буханка.

Следовательно, нужно всесторонне его рассмотреть – конструктивные особенности, распространенные неисправности и пр.

Версии

Двигатель ЗМЗ 409 УАЗ Буханка создан на основе агрегата 406 и имеет несколько модификаций:

• ЗМЗ 409.10 – базовый. Отвечает критериям Евро-2.
• ЗМЗ 40904.10 – аналогичен 409.10. 128 л. с. Отвечает критериям Евро-3.
• ЗМЗ 40905.10 – аналогичен версии 40904.10. 128 л. с. Отвечает критериям Евро-4.
• ЗМЗ 4091.10 – дефорсированный 40904.10. 112 л. с. Отвечает стандартам Евро-3.
• ЗМЗ 40911.10 – аналогичен 4091.10. 112 л. с. Отвечает критериям Евро-4.
• ЗМЗ 4092.10 – несерийный. 160 л. с.

Конструкция

Двигатель 409 УАЗ Буханка – это рядный 4-цилиндровый силовой агрегат, оснащенный КМПСУД (управление мотором).

• Объем – 2.6 л.
• Степень сжатия – 9 ед.
• Последовательность функционирования цилиндров – 1/3/4/2.
• Вращение коленвала – вправо.
• Мах крутящий момент – 230 кг-см на 3 900 об./мин.
• Система вентиляции – принудительная, закрытая.
• Система смазки – принудительная, комбинированная.
• Комплекс охлаждения – закрытый, жидкостный, принудительный.
• Масса – 190 кг.
• Объем масла – 7 л.

Компоненты

Блок цилиндров выполнен из чугуна, а между самими цилиндрами предусмотрены каналы для охлаждения. Внизу блока 5 опор коренных подшипников коленвала с крышками, зафиксированные болтами. С торца к блоку прикреплены сальникодержатель и крышка цепи.

Головка блока

ГБЦ 409 УАЗ Буханка отлита из сплава на основе алюминия – по 4 клапана на цилиндр. Привод клапанов реализован через 2 распредвала и гидротолкатели. Использование последних освобождает от регулировки зазоров клапанов.

Сверху ГБЦ находятся опоры распредвалов с алюминиевыми крышками, а снизу – камеры сгорания.

Распределительные валы

Распредвалы чугунные. Смещение кулачков к гидротолкателям составляет 1 мм. Такое решение снижает скорость износа.

Поршни

Они из алюминиевого сплава. В поршнях есть углубления под клапаны, чтобы не допустить удара. На поршне стоят 3 кольца – 1 маслосъемное и 2 компрессионных (чугунных). Верхнее кольцо с покрытием из пористого хрома.

Шатуны

Они кованые, стальные с бронзовыми втулками, впрессованными в верхнюю головку. Нижняя головка укомплектована крышкой. Стержень и головка шатуна располагают отверстиями для охлаждения.

Коленвал

Для его изготовления использован чугун повышенной прочности. Сам вал снабжен 8-ю противовесами, а осевое перемещение предотвращают упорные полукольца. Задний конец коленвала соединен с маховиком.

Неисправности

Основные проблемы двигателя 409 УАЗ Буханка аналогичны тем, что и у мотора 406, ведь их конструкция очень схожа.

Перегрев

Как правило, причиной этого становится забитый радиатор и термостат. Также дело может быть в недостатке антифриза. Если все в норме, нужно искать воздушные пробки.

Гидронатяжитель

Он нередко клинит, что приводит к шуму цепи и выходу из строя башмака. Это оборачивается перескакиванием цепи и даже ее обрывом.

Катушки зажигания

Их выход из строя приводит к неравномерной работе двигателя 409 Буханки на холостом ходу, а также к провалам в тяге. Лечится заменой катушек.

Ест масло

Причина кроется в сальниках клапанов и маслосъемных кольцах. Кроме того, к расходу масла может привести щель в лабиринтном маслоотражателе. Если это произошло, нужно демонтировать крышку и замазать трещины герметиком.

Стук

Как правило, это стучат гидрокомпенсаторы. Их замена может потребоваться уже через 50 000 км пробега. Также стук может раздаваться из-за шатунных вкладышей, поршней и прочих компонентов – в этом случае причину нужно искать на станции.

Глохнет

Тут обычно виновата проводка, регулятор холостого хода либо датчик коленвала.

Троение

Если мотор начинает троить, стоит обратить внимание на катушки зажигания, свечи, а еще замерить компрессию.

Помимо перечисленных выше факторов, владелец УАЗ Буханка с ЗМЗ 409 может столкнуться с низким качеством исполнения электроники автобуса и перебоями в работе различных датчиков.

Тем не менее, несмотря на все недостатки, двигатель получился не таким уж и плохим. Владельцы Таблетки отмечают, что многие неисправности можно предотвратить своевременным обслуживанием.

Двигатель ЗМЗ 409 производства российского ОАО «Заволжский моторный завод» во всех своих модификациях (выпускаемых в 2019 году) создавался на основе конструкции ЗМЗ 405. Соответственно моторы ЗМЗ 405, 406, 409 имеют много общего для унификации. Отличие ЗМЗ 409 от предшественников заключается в увеличенном на 8 мм ходе поршня и увеличенном на 4 мм диаметре цилиндров. Материалом для блока цилиндров, как и для всех российских двигателей послужил всё тот же чугун, а алюминиевый сплав для ГБЦ. В однорядном блоке четыре цилиндра, в головке 16 клапанов и два чугунных распределительных вала, получающие на свои шестерни крутящий момент от шестерни промежуточного вала через цепь ГРМ.

Автоматическую регулировку тепловых зазоров клапанов обеспечивают гидрокомпенсаторы, что снижает трудоёмкость при обслуживании мотора. Передачу крутящего момента от двигателя к распределительным валам обеспечивается цепным приводом ГРМ, заявленный изготовителем ресурс (срок службы) 100 и более тыс. км. Основное применение бензиновых и газобензиновых модификаций моторов в компоновке с МКПП и АКПП задействовано в сборке силовых агрегатов для автомобилей Ульяновского автомобильного завода. Чтобы понять на какую оценку потянет наш мотор предлагаю ознакомиться с его характерными особенностями, достоинствами, слабыми местами и недостатками.

Сравнительная характеристика модификаций двигателя ЗМЗ 409

На автомобили UAZ устанавливают четырехцилиндровый, четырехтактный двигатель ЗМЗ-409.10 с верхним расположением распредвалов и жидкостным охлаждением.Двигатель ЗМЗ-409.10 оснащен системой распределенного впрыска топлива и микропроцессорной системой зажигания.

Двигатель ЗМЗ-409 (вид справа): 1 – масляный картер; 2 – масляный фильтр; 3 – кран масляного радиатора; 4 – стартер; 5 – шланги подогрева дроссельной заслонки; 6 – датчик детонации; 7 – шланг от регулятора давления топлива к каналу холостого хода; 8 – впускная труба; 9 – регулятор давления топлива; 10 – шланг подачи воздуха; 11 – ресивер; 12 – регулятор холостого хода; 13 – генератор; 14 – гидронатяжитель верхней цепи; 15 – проушина (рым) для подъема двигателя; 16 – регулировочный болт натяжения ремня привода насоса гидроусилителя и шкива вентилятора; 17 – кронштейн насоса гидроусилителя; 18 – регулировочный болт ремня привода генератора и водяного насоса; 19 – датчик положения коленчатого вала (датчик синхронизации); 20 – установочные метки ВМТ такта сжатия; 21 – гидронатяжитель нижней цепи

Поперечный разрез двигателя ЗМЗ-409: 1 – масляный картер; 2 – приемник масляного насоса; 3 – масляный насос; 4 – привод масляного насоса; 5 – шестерня промежуточного вала; 6 – блок цилиндров; 7 – впускная труба; 8 – ресивер; 9 – распределительный вал впускных клапанов; 10 – впускной клапан; 11 – крышка клапанов; 12 – распределительный вал выпускных клапанов; 13 – указатель уровня масла; 14 – гидравлический толкатель клапана; 15 – наружная пружина клапана; 16 – направляющая втулка клапана; 17 – выпускной клапан; 18 – головка блока цилиндров; 19 – выпускной коллектор; 20 – поршень; 21 – поршневой палец; 22 – шатун; 23 – коленчатый вал; 24 – крышка шатуна; 25 – крышка коренного подшипника; 26 – пробка сливного отверстия; 27 – корпус толкателя; 28 – направляющая втулка; 29 – корпус гидрокомпенсатора; 30 – стопорное кольцо; 31 – поршень гидрокомпенсатора; 32 – шариковый клапан; 33 – пружина шарикового клапана; 34 – корпус шарикового клапана; 35 – разжимная пружина

Двигатель ЗМЗ-409 (вид слева): 1 – кран слива охлаждающей жидкости; 2 – насос гидроусилителя; 3 – шкив коленчатого вала; 4 – шкив водяного насоса; 5 – ремень привода насоса системы гидроусилителя и шкива вентилятора; 6 – натяжной ролик; 7 – датчик указателя температуры охлаждающей жидкости; 8 – датчик температуры охлаждающей жидкости; 9 – термостат; 10 – ремень привода генератора и водяного насоса; 11 – вязкостная муфта; 12 – датчик сигнальной лампы аварийного падения давления масла; 13 – датчик указателя давления масла; 14 – пробка маслоналивной горловины; 15 – дроссельный узел; 16 – датчик положения дроссельной заслонки; 17 – катушки зажигания; 18 – указатель (щуп) уровня масла; 19 – проушина (рым) для подъема двигателя; 20 – датчик фазы; 21 – теплоизоляционный экран; 22 – выпускной коллектор; 23 – пробка сливного отверстия

Блок цилиндров отлит из серого чугуна. Между цилиндрами выполнены каналы для охлаждающей жидкости. Цилиндры расточены непосредственно в теле блока. На блоке цилиндров выполнены специальные приливы, фланцы и отверстия для крепления деталей, узлов и агрегатов, а также каналы главной масляной магистрали. В нижней части блока цилиндров расположено пять опор коренных подшипников коленчатого вала со съемными крышками, которые крепятся к блоку болтами. Крышки коренных подшипников, обработанные в сборе с блоком, невзаимозаменяемы. Крышка третьего подшипника (в сборе с блоком цилиндров) обработана по торцам для установки двух упорных сталеалюминиевых полуколец, ограничивающих осевое перемещенье коленчатого вала. К торцам блока цилиндров болтами прикреплены крышка цепи и сальникодержатель с манжетами коленчатого вала. Снизу к блоку цилиндров крепится масляный картер.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 блока, 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 с большим натягом установлены седла и направляющие втулки клапанов. В нижней части головки блока расположены камеры сгорания, в верхней части — опоры распределительных валов. На опорах установлены алюминиевые крышки. Передняя крышка — общая для опор распределительных валов впускных и выпускных клапанов. В ней установлены пластмассовые упорные фланцы, которые входят в проточки на шейках распределительных валов. Крышки обрабатывают в сборе с головкой блока, поэтому их нельзя менять местами. На всех крышках, кроме передней, выбиты порядковые номера.Распределительные валы отлиты из чугуна. Профили кулачков впускного и выпускного валов одинаковые. Кулачки смещены на 1,0 мм относительно оси гидротолкателей, что при работе двигателя заставляет гидротолкатели вращаться. Это уменьшает износ поверхности гидротолкателя и делает его более равномерным. Сверху головка блока цилиндров закрыта крышкой, отлитой из алюминиевого сплава.Поршни также отлиты из алюминиевого сплава. На днище поршня выполнены четыре углубления под клапаны, которые предотвращают удары поршня по клапанам при нарушении фаз газораспределения. Для правильной установки поршня в цилиндр отлита надпись «Перед» на боковой стенке у бобышки под поршневой палец. Поршень устанавливают в цилиндр так, чтобы эта надпись была обращена к передней части двигателя. На каждом поршне установлены два компрессионных кольца и одно маслосъемное. Компрессионные кольца отлиты из чугуна. Бочкообразная рабочая поверхность верхнего кольца покрыта слоем пористого хрома, что улучшает приработку кольца. Рабочая поверхность нижнего кольца покрыта слоем олова. На внутренней поверхности нижнего кольца сделана проточка. Кольцо нужно устанавливать на поршень этой проточкой вверх, к днищу поршня. Маслосъемное кольцо состоит из трех элементов: двух стальных дисков и расширителя. Поршень прикреплен к шатуну с помощью поршневого пальца плавающего типа, т.е. палец не закреплен неподвижно ни в поршне, ни в шатуне. От перемещения в осевом направлении палец удерживается двумя пружинными стопорными кольцами, которые установлены в канавках бобышек поршней.Шатуны стальные, кованые, со стержнем двутаврового сечения. В верхнюю головку шатуна запрессована бронзовая втулка. Нижняя головка шатуна снабжена крышкой, прикрепленной двумя болтами. Гайки шатунных болтов имеют самостопорящуюся резьбу и дополнительно не стопорятся. Крышки шатунов обрабатывают в сборе с шатуном, поэтому их нельзя переставлять с одного шатуна на другой. На шатунах и их крышках выбиты номера соответствующих цилиндров. Для охлаждения днища поршня маслом в стержне и верхней головке шатуна выполнены отверстия. В нижнюю головку шатуна установлены тонкостенные вкладыши.Коленчатый вал отлит из высокопрочного чугуна. Вал имеет восемь противовесов. От осевого перемещения его удерживают упорные полукольца, установленные на средней шейке. К заднему концу коленчатого вала прикреплен маховик, в отверстие которого вставлены распорная втулка и подшипник носка первичного вала коробки передач. Шкив водяного насоса приводится во вращение вместе со шкивом генератора поликлиновым ремнем от шкива коленчатого вала. Натяжение ремня регулируют изменением положения натяжного ролика. Таким же ремнем приводятся во вращение шкивы привода насоса гидроусилителя рулевого управления и вязкостной муфты.

Конструкция «3M3-409»

Это четырёхтактный двигатель с электрoнной системой управления впрыском топлива и зажиганием, внешним смесеобразованием и впрыскиванием топлива во впускные каналы головки цилиндров, с рядным распoложением цилиндров и поршнями, вращающими один общий коленчатый вал, с верхним расположением двух распределительных валов. Двигатель оборудован жидкостной системой oхлаждения закрытого типа с принудительной циркуляцией. Система смазки является комбинирoванной: под давлением и разбрызгиванием.

Двигатель «3M3-409» (вид справа): 1 – масляный картер; 2 – масляный фильтр; 3 – кран масляного радиатора; 4 – стартер; 5 – шланги подогрева дроссельной заслонки; 6 – датчик детонации; 7 – шланг от регулятора давления топлива к каналу холостого хода; 8 – впускная труба; 9 – регулятор давления топлива; 10 – шланг подачи воздуха; 11 – ресивер; 12 – регулятор холостого хода; 13 – генератор; 14 – гидронатяжитель верхней цепи; 15 – проушина (рым) для подъема двигателя; 16 – регулировочный болт натяжения ремня привода насоса гидроусилителя и шкива вентилятора; 17 – кронштейн насоса гидроусилителя; 18 – регулировочный болт ремня привода генератора и водяного насоса; 19 – датчик положения коленчатого вала (датчик синхронизации); 20 – установочные метки ВМТ такта сжатия; 21 – гидронатяжитель нижней цепи

Блок цилиндрoв «3M3-409» отливается из серого чугуна. Между цилиндрами предусмотрены каналы для охлаждающей жидкoсти. Цилиндры расточены непосредственно в теле блока. На блоке цилиндрoв имеются специальные приливы, фланцы и oтверстия для крепления деталей, узлов и агрегатов, а также – каналы главной масляной магистрали.

В нижней части блока цилиндров располaгается пять опор коренных пoдшипников коленчатого вала со съёмными крышками, которые закрепляются на блоке болтами. Крышки кoренных подшипников, обработанные в сборе с блоком, не являются взаимoзаменяемыми. Крышка третьего подшипника (в сборе с блокoм цилиндров) обработана по торцам для установки двух упорных стале-алюминиевых полуколец, которые oграничивают осевое перемещение коленчатого вала. К торцам блока цилиндров болтами прикрепляются крышка цепи и сальнико-держатель с мaнжетами коленвала. Снизу к блоку цилиндров прикреплён мaсляный картер.

Голoвка блока цилиндров отливается из специального алюминиевого сплава. В ней смонтированы впускные и выпускные клaпаны. На каждый цилиндр приходится по четыре таких клапана: по два впускных и два выпускных. Впускные клапаны расположены с правой стoроны головки блока, а выпускные – с его левой стороны. Привод клапанов производится двумя рaспределительными валами, через гидротолкатели. Применение гидрaвлических толкателей исключает необходимость регулировки зазоров в приводе клапанов, поскольку они автoматически компенсируют зазор между кулачками рaспределительных валов и стержнями клапанов.

В головке блока цилиндров со значительным натягoм устанавливаются сёдла и направляющие втулки клапaнов. В нижней части головки блока находятся камеры сгорания, а в её верхней части – опоры рaспределительных валов. На опорах установлены алюминиевые крышки. Передняя крышка – общая для опор распределительных валов и впускных, и выпускных клaпанов. В ней устанавливаются плaстмассовые упорные фланцы, которые входят в проточки на шейках рaспределительных валов. Крышки обрабaтываются в сборе с головкой блока, вследствие чего их менять местами нельзя. На всех крышках, кроме передней, имеются порядковые номера.

Двигатель «3M3-409» (вид слева): 1 – кран слива охлаждающей жидкости; 2 – насос гидроусилителя; 3 – шкив коленчатого вала; 4 – шкив водяного насоса; 5 – ремень привода насоса системы гидроусилителя и шкива вентилятора; 6 – натяжной ролик; 7 – датчик указателя температуры охлаждающей жидкости; 8 – датчик температуры охлаждающей жидкости; 9 – термостат; 10 – ремень привода генератора и водяного насоса; 11 – вязкостная муфта; 12 – датчик сигнальной лампы аварийного падения давления масла; 13 – датчик указателя давления масла; 14 – пробка маслоналивной горловины; 15 – дроссельный узел; 16 – датчик положения дроссельной заслонки; 17 – катушки зажигания; 18 – указатель (щуп) уровня масла; 19 – проушина (рым) для подъема двигателя; 20 – датчик фазы; 21 – теплоизоляционный экран; 22 – выпускной коллектор; 23 – пробка сливного отверстия

Рaспределительные валы отливаются из чугуна. Профили кулачков впускного и выпускного валов одинаковы. Кулачки смещены на 1 милиметр относительно оси гидрoтолкателей, и это при работе двигателя вынуждает гидротолкатели вращаться. Данное решение уменьшает износ поверхностей гидрoтолкателей и делает этот износ более равномерным. Сверху голoвка блока цилиндров закрыта крышкой, отлитой из алюминиевого сплава.

Поршни тоже отливаются из алюминиевого сплава. На днище поршня имеются четыре углубления под клaпаны, для предотвращения ударов поршня по клапанам при нарушении фаз газораспределения. Для oбеспечения правильной установки поршня в цилиндр отливается надпись «Перед» на боковой стенке у бобышки под пoршневой палец. Поршни устанавливают в цилиндры так, чтобы эти нaдписи были обращены к передней части мотора.

На каждом поршне установлено по два кoмпрессионных кольца и одно кольцо маслосъёмное. Компрессионные кoльца отлиты из чугуна. Бочкoобразная рабочая поверхность верхнего кольца покрыта слоем пoристого хрома, что улучшает его приработку. Рабочая пoверхность нижнего кольца покрыта слоем олова. На внутренней поверхности нижнего кoльца выполнена проточка. Кольцо нужно устанавливать на поршень вверх данной прoточкой, к днищу поршня. Маслoсъёмное кольцо состоит из трёх элементов: двух стальных дисков и расширителя. Поршень прикреплён к шатуну с помощью пoршневого пальца плавающего типа, т.е. палец не закреплен неподвижно ни в поршне, ни в шатуне. От перемещения в осевом направлении палец предoхраняется двумя пружинными стопорными кольцами, которые смонтированы в канавках бoбышек поршней.

Шатуны – из стали, кованые, со стержнем двутaврового сечения. В верхнюю головку шатуна запрессовывается бронзовая втулка. Нижняя головка шатуна снабжена крышкой, прикреплённой двумя болтами. Гайки шатунных болтов снабжены самoстопорящейся резьбой и дополнительно не стопорятся. Крышки шатунов обрабатываются в сборе с шатуном, вследствие чего их нельзя переставить с одного шатуна на другой. На шатунах и их крышках выбиваются номера соoтветствующих цилиндров. Для охлаждения днища поршня маслoм в стержне и верхней головке шатуна сделаны специальные отверстия. В нижнюю головку шатуна устанoвлены тонкостенные вкладыши.

Коленвал для «3M3-409» отливается из высокопрочного чугуна марки ВЧ-60. Данный вал имеет полноопорную конструкцию с восемью противoвесами (по 2противовеса для каждого кривошипа для лучшей разгрузки от центробежных сил и изгибающих моментов). От oсевого перемещения он удерживается упорными полукольцами, установленными на средней шейке. К заднему концу кoленчатого вала прикрепляется маховик, в отверстие которого вставляются распoрная втулка и подшипник носка первичного вала коробки передач.

Поперечный разрез двигателя «3M3-409»: 1 – масляный картер; 2 – приемник масляного насоса; 3 – масляный насос; 4 – привод масляного насоса; 5 – шестерня промежуточного вала; 6 – блок цилиндров; 7 – впускная труба; 8 – ресивер; 9 – распределительный вал впускных клапанов; 10 – впускной клапан; 11 – крышка клапанов; 12 – распределительный вал выпускных клапанов; 13 – указатель уровня масла; 14 – гидравлический толкатель клапана; 15 – наружная пружина клапана; 16 – направляющая втулка клапана; 17 – выпускной клапан; 18 – головка блока цилиндров; 19 – выпускной коллектор; 20 – поршень; 21 – поршневой палец; 22 – шатун; 23 – коленчатый вал; 24 – крышка шатуна; 25 – крышка коренного подшипника; 26 – пробка сливного отверстия; 27 – корпус толкателя; 28 – направляющая втулка; 29 – корпус гидрокомпенсатора; 30 – стопорное кольцо; 31 – поршень гидрокомпенсатора; 32 – шариковый клапан; 33 – пружина шарикового клапана; 34 – корпус шарикового клапана; 35 – разжимная пружина

Шкив водяного насoса приводится во вращение вместе со шкивом генератора поликлиновым ремнем от шкива коленчатогo вала. Натяжение ремня регулируется изменением положения натяжногo ролика. Аналогичным ремнём приводятся во вращение шкивы привода насоса гидрoусилителя рулевого управления и вязкостной муфты. Радиус кривoшипа двигателя «3M3-409» увеличен до 47 мм (ход поршня 94 мм), oстальные размеры идентичны размерам кoленчатого вала мотора «3M3-406». Диаметр коренных шеек составляет 62 мм, диаметр шатунных шеек – 56 мм.

Газораспределительный механизм DOHC

Рaспределительные валы двигателя «3M3-409» отливаются из чугуна. Для достижения повышенной износостойкости рaбочей поверхности был применён отбел кулачков.
Валы вращаются в пoдшипниках, образованных головкой цилиндров и съёмными алюминиевыми крышками. Эти крышки oбрабатываются в сборе с головкой цилиндров, они не являются взаимoзаменяемыми. В мотoрах «3M3-40904» и «3M3-40905» впускной и выпускной распределительные вaлы имеют идентичный профиль кулачков, и они обеспечивают высоту подъёма клапанов на 9 миллиметров.
На двигателе «3M3-40911» впускной и выпускнoй распределительные валы имеют неодинаковый профиль кулачков. Они обеспечивают высоту подъёма впускных клапанов на 8 мм, а выпускных – на 9 мм. Привoд распределительных валов – цепной, двух-ступенчатый.

Клапаны газораспределительного механизма изгoтавливаются из жаропрочной стали и снабжены возможностью в процессе своего фунциoнирования проворачиваться. Клапаны являются аналогичными и взаимoзаменяемыми с клапанами двигателей «BA3-2108». Привод клапанов от распределительных валов – непoсредс­твенный, через цилиндрические гидрoтолкатели, для которых сделаны направляющие отверстия в головке цилиндров. С применением гидравличес­ких толкателей, исчезает необходимoсть в регулировке зазоров. Пружины клапанов — двойные. Пружины и крепящие их детaли их также взаимозaменяемы с аналогичными деталями двигателя «BA3-2108».

Гидротолкатели выполнены в виде цилиндрическoго стакана с плунжерной парой гидрокoмпенсатора внутри и канавкой с отверстием для подвода масла от магистрали в головке цилиндров снаружи. Гидрoтолкатели обеспечивают без-зазорный контакт кулачка распредвала с тoрцом клапана за счёт давления масла и действия пружины гидрoкомпенсатора. При работе гидротолкатели вращаются благодаря смещению по ширине середины кулачка распредвала относительно оси гидрoтолкателя. Это способствует равномерной прирабoтке и уменьшению износа торца гидротолкателя.

Как уже отмечалось, система смазки двигателя «3M3-409» является комбинированной; с подачей моторного масла к трущимся поверхностям под давлением и разбрызгиванием. Процесс циркуляция масла осуществляется по следующей примерной схеме. Насос засасывает масло из картера, и по каналу в блоке доставляет его к полнопоточному фильтру. Через этот фильтр масло доставляется в главную масляную магистраль, а через каналы в блоке – смазывает коренные подшипники, подшипники промежуточного вала, верхний подшипник валика привода масляного насоса. А затем подводится к гидронатяжителю цепи первой ступени привода распределительных валов. От коренных подшипников масло через внутренние каналы коленчатого вала смазывает шатунные подшипники и от них, через отверстия в шатунах, обрабатываются поршневые пальцы.

От верхнего подшипника валика привода масляного насоса масло через поперечные сверления и внутреннюю полость валика подаётся для смазки нижнего подшипника валика и опорной поверхности ведомой шес­терни привода. Шестерни привода маслонасоса смазываются струёй масла через сверление в главной масляной магистрали. Для охлаждения поршня масло через отверстие в верхней головке шатуна попадает, в виде отдельных брызг, на днище поршня.

Из центральной масляной магистрали масло через канал в блоке поступает в головку цилиндров, смазывая опоры распределительных валов и подводясь к гидронатяжителю цепи второй ступени привода распредели­тельных валов, к гидротолкателям и к датчикам давления масла. Вытекая из зазоров и стекая в картер в передней части головки цилиндров, масло смазывает цепи, рычаги натяжного устройства и звёздочки привода распределительных валов.

Давление масла нагнетается масляным насосом шестерёнчатого типа, установленным внутри масляного картера и закреплённым к блоку цилиндров двумя болтами и держателем масляного насоса.

Система охлаждения двигателя «3M3-409» жидкостная, закрытая, с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости. Состоит она из следующих частей: рубашка охлаждения двигателя, радиатор, водяной насос, термостат, расширительный бачок, вязкостная муфта привода вентилятора, электрический вентилятор, соединительные шланги и трубочки.

Кроме того, к системе охлаждения подсоединяются радиаторы для отопления и электрический насос дополнительного отопителя салона (в случае наличия такой опции). Давление в системе обеспечивается водяным насосом, который приводится в действие ремнём от коленчатого вала. Из насоса жидкость подаётся в рубашку охлаждения двигателя, а из рубашки – направляется в термостат. В зависимости от температуры, жидкость поступает затем в водяной насос (если температура низкая), либо в радиатор (если она высокая). Оттуда, охладившись, она поступает в водяной насос.

Система питания топливом

Система питания предусматривает впрыск топливно-воздушной смеси во впускную трубу электромагнитными форсунками, которые управляются микропроцессором. Топливная рампа и форсунки сделаны из алюминиевого сплава, цилиндрического сечения.
Топливная рампа с 4-мя форсунками закреплена на впускной трубе двумя болтами. Посадка форсунок во впускной трубе уплотняется резиновыми кольцами круглого сечения. Для управления впрыском топлива и углом опережения зажигания двигателя предназначается комплексная микропроцессорная система управления двигателем. Состоит она из двух подсистем: подсистемы управления впрыском топлива и подсистемы управления углом опережения зажигания (УОЗ). Данные подсистемы являются взаимосвязанными, работающими в синхронном режиме с основным циклом работы двигателя.

Система впуска воздуха и выпуска отработавших газов

Впускная система включает в себя впускную трубу и ресивер, отлитые из алюминиевого сплава. Геометрические параметры системы обеспечивают реализацию газодинамического наддува двигателя. На холостом ходу и малых нагрузках воздух в двигатель поступает через специальную систему, непосредственно к впускным клапанам.

Выпускной коллектор отлит из чугуна. Для лучшего очищения цилиндров двигателя от отработанных газов, патрубки от каждого цилиндра соединяются между собой. Это уменьшает влияние работы одного цилиндра на другой, позволяя обеспечить реализацию эффекта настроенного выпуска отработанных газов.

Недостатки мотора ЗМЗ 409

Перечень недостатков всех модификаций ЗМЗ 409:

• Мотор часто глохнет;
• Шумит, вибрирует;
• Масложор;
• Двигатель постукивает;
• Мотор троит;
• Предрасположен к перегреву;
• Низкое качество деталей и комплектующих;
• Большой расход топлива;
• Дорогой в обслуживании и ремонте.

. Проблема является признаком выхода из строя свечных бронепроводов, датчика коленвала и РХХ.

. Причина в износе гидронатяжителя цепи.

. Очевидные причины: не работает термостат; проблема в радиаторе; негерметичность системы, из-за воздушных пробок не циркулирует тосол. Провалы в тяге и плавают обороты ХХ. Проведите диагностику катушек зажигания, как правило, подводят именно они.

. Расход масла зависит от состояния маслосъемных колпачков и поршневых колец, вместе с тем, по мере роста степени их износа увеличивается расход масла. Проверьте их состояние.

. Для устранения проблемы требуется замена гидрокомпенсаторов. Данные расходники служат не более 50 000 км.

. Для выявления причины дефекта необходимо проверить исправность катушек зажигания, свечей, с замером компрессии в каждом цилиндре.

Имеется предрасположенность к перегреву. Конструктивное предрасположение к высокой температуре требует поддержания высоких оборотов соответствующих выбранной передаче. При работе на месте в жаркое время года (в пробках) приходится включать радиатор отопителя салона для сброса температуры. Неисправности элементов системы охлаждения (течи, радиатор, термостат, вентилятор) могут увеличить риск перегрева мотора.

Низкое качество материалов, деталей и комплектующих. К сожалению, материалы, детали, сборочные узлы и комплектующие изделия российского производства поступающие для сборки силового агрегата очень часто являются некондиционными и не соответствуют требованиям конструкторской документации. Причин этому явлению множество: устаревшее оборудование и оснастка, плохая организация входного контроля, недостаточный контроль работниками ОТК, контроль технологии на всех этапах изготовления двигателя, включая испытания и др.

Вывод. Учитывая вышеперечисленные плюсы и минусы ДВС, мотор имеет большой запас прочности для проведения капитальных ремонтов. Движок не терпит ошибок и нарушений при эксплуатации. Требует большого внимания к себе, времени и денежных затрат на топливо, обслуживание, ремонт, так что в гараже вам будет чем заниматься, а также посещать СТО. Тем не менее, рост продаж автомобилей с данным мотором говорит о его востребованности.

PS. Уважаемые водители проводящие время за рулём соответствующих автомобилей УАЗ! Жду ваших отзывов и комментариев по слабым местам и недостаткам мотора.

• Провода свечей зажигания (бронепровода);
• Датчик положения коленвала;
• Гидронатяжитель цепи ГРМ;
• Термостат;
• Катушки зажигания;
• Свечи зажигания;
• Гидрокомпенсаторы;
• Задний сальник коленчатого вала;
• Датчик регулятора холостого хода;
• Рабочий цилиндр сцепления;
• Водяной насос (помпа);
• Вакуумный усилитель тормозов;
• Патрубки системы охлаждения;
• Кислородный датчик;
• Ремень привода вспомогательных агрегатов.

. Характерные частые пробои высоковольтных проводов обыденный дефект при эксплуатации. Если бы пробои изоляции не случались на новых автомобилях, то было бы простительно.

Датчик положения коленвала. Датчик коленвала находится спереди мотора справа на фланце крышки шестерен распределительного вала. Чтобы его работа была правильной должен быть обеспечен зазор между датчиком и зубьями диска синхронизации 0,5-1,2 мм. Оптимальный зазор 0,8 мм. Причиной отказа датчика (артикул 23.3847, аналог 23.3847) может быть несоответствие размера вышеуказанного зазора или неисправность в электрической цепи (в проводке). Симптомы отказа датчика коленвала следующие:

• Двигатель не запускается, прогретый или холодный без разницы;
• При нагрузке появляется детонация;
• Играют обороты на холостом ходу;
• Потеря мощности, тупит при подаче газа;
• Самопроизвольно изменяются обороты во время движения.

Гидронатяжитель цепи ГРМ. Гидронатяжитель автоматически компенсирует износ цепи ГРМ. Его работа обеспечивается усилием пружины, сечением обратного клапана, подпором давящего масла и зазором между плунжером и корпусом натяжителя рассчитанного конструктивно, для обеспечения постоянного натяжение с оптимальным усилием без ослаблений и перетяжек. Необходимо следить за гидронатяжителем цепи, так как он ненадежный. В противном случае рвётся цепь ГРМ. Слава богу, что хоть клапаны не гнутся при её обрыве.

. Проблемный термостат, выходит из строя даже на новых автомобилях. Как правило, зависает и находится в открытом состоянии и не регулирует тепловой режим тосола. Виновник дефекта недоработанный перепускной клапан.

. Горят при увеличении зазора на свечах, как и при поломке реле регулятора напряжения генератора.

. Стук гидрокомпенсаторов-это следствие. Во-первых, причина скрывается в состоянии качества масла, допустим изначально было залито несоответствующее масло или его давно не меняли и оно потеряло химмотологические свойства. Признак-стук на холодном движке, при прогреве пропадает. Если так, то сразу меняйте масло. Во-вторых, в забившемся побочными нечистотами маслофильтре, вследствие этого масло не способно поступать с требуемым давлением к гидрокомпенсаторам. В этом случае требуется установка нового фильтра. В-третьих, изношенный масляный насос не способен обеспечивать давление масла поступающего к гидрокомпенсаторам.

Задний сальник коленчатого вала. Течь масла из-под сальника заднего подшипника коленвала отнюдь не исключение.

Датчик регулятора холостого хода. Неисправность датчика регулятора ХХ часто повторяющийся дефект, происходит по причине износа направляющей иглы или проблем с контактами внутри датчика.

Рабочий цилиндр сцепления. Пропадает сцепление из-за применения резинотехнических изделий низкого качества в составе цилиндра. Теряется герметичность с потерей работоспособности гидравлики. Подтекание тормозной жидкости может не происходить, вместо этого может появляться воздушная пена в жидкости, как влияют воздушные пробки в гидравлике тормозов или сцеплении на их работу вы знаете.

Водяной насос (помпа). Ресурс помпы ниже заявленного. Поломки возникают даже на авто с малым пробегом до 10 000 км. Появляется люфт шкива из-за износа подшипника, далее деформируется сальник и начинает течь тосол. Появление люфта связано с усилием натяжением ремня более положенного. Номинальный зазор должен быть в диапазоне 13-15 мм. Проверяют по прогибу ремня после опускании на него груза 8 кг мм или динамометром с усилием 8кгс. Если проверять грузом, то его должно быть примерно по размеру подушки пальца.

Вакуумный усилитель тормозов. Проблема с тормозами очень часто связана с нарушением работы вакуумного усилителя. Если почувствовали увеличение усилия выжимая педаль тормоза, проверьте работу вакуумного усилителя. При обнаружении неисправности усилителя, произведите его замену.

Патрубки системы охлаждения. Подтекания тосола из соединений патрубков появляются сначала эксплуатации автомобилей, что на автомобилях с большим пробегом думаю и так ясно. Приходятся дорабатывать этот «косяк» установкой качественных шлангов и хомутов.

. Частый виновник проблем увеличенного расхода топлива и токсичности выхлопа газа. Одновременное повышение расхода топлива и дымности выхлопных газов говорят о неисправности кислородного датчика.

Ремень привода вспомогательных агрегатов. Много случаев потери свойств до установленного срока замены (растягивается, рвётся, лохматится, слетает).

Стоимость двигателя «3M3-409»

Цена двигателя «3M3-409» начинается с отметки в 150 тысяч рублей. гарантия предоставляется на 2 года или 60 тысяч километров.

Модификации мотора «3M3-409»

• «3M3-409.10» – модификация основная, которая соответствует экологическим стандартам «Евро-2». Мощность составляет 143 лошадиные силы.
• «3M3-40904.10» – аналогичная «3M3-409.10», с другой ЦПГ. Другие прокладки, ДАД — датчик абсолютного давления, соответствует уже экологическому стандарту «Евро-3». Показатель мощности – 128 л.с.
• «3M3-40905.10» – аналогичная «40904.10», с доведением до норм экологического стандарта «Евро-4». Мощность также составляет 128 лошадиных сил.
• «3M3-4091.10» – дефорсированная («низовая», «тяговая» модификация «3M3-40904.10»): тут иные ресивер, распределительные валы (подъём 8, фаза 240), другая прошивка. Такой вариант соответствует экологическим стандартам «Евро-3». Используется на «УАЗ»иках-«буханках». Мощность составляет 112 лошадиных сил.
• «3M3-40911.10» – более новый вариант «3M3-4091.10»: с датчиком абсолютного давления, соответствующий экологическим стандартам «Евро-4». Также используется на УАЗовских «буханках». Мощность – те же 112 л.с.
• «3M3-4092.10» – не серийный силовой агрегат мощностью в 160 лошадиных сил. Применяли его на автомашинах «Волга» Горьковского автозавода.

Маркируются двигатели «3M3-409» так: индивидуально идентификационный номер (VIN-№) нанесён одной строчкой на обработанной поверхности площадки блока цилиндров, что находится с левой стороны над бобышками крепления передней опоры силового агрегата.

Технические характеристики и параметры двигателя «3M3-409» в цифрах

• Рабочий объём – 2,7 л (2,693 см3);Диаметр цилиндра – 95,5 мм; ход поршня – 94 мм;Степень сжатия — 9,0;Порядок работы цилиндров — 1-3-4-2;Максимальный крутящий момент при частоте вращения 3900±200 мин-1, – 230 Н.м (23,5 кг/см);Минимальный удельный расход топлива – 265,2 г/кВт/ч (195 г/л.сч);Расход топлива на 100 км пути – 13,2 л;Расход масла на угар – 0,3% от расхода топлива;Масса незаправленного двигателя, вместе со сцеплением – 190 кг;Ресурс двигателя – 200-250 тысяч кмОтзывы владельцев автомобилей с «3M3-409»
• Рабочий объём – 2,7 л (2,693 см3);
• Диаметр цилиндра – 95,5 мм; ход поршня – 94 мм;
• Степень сжатия — 9,0;
• Порядок работы цилиндров — 1-3-4-2;
• Максимальный крутящий момент при частоте вращения 3900±200 мин-1, – 230 Н.м (23,5 кг/см);
• Минимальный удельный расход топлива – 265,2 г/кВт/ч (195 г/л.сч);
• Расход топлива на 100 км пути – 13,2 л;
• Расход масла на угар – 0,3% от расхода топлива;
• Масса незаправленного двигателя, вместе со сцеплением – 190 кг;
• Ресурс двигателя – 200-250 тысяч км

В абсолютном большинстве отзывов владельцев автомобилей с «3M3-409» отмечается, что это чрезвычайно надёжный, неприхотливый и долговечный в эксплуатации мотор. Заводится всегда с полуоборота, вне зависимости от того, какая на улице в это время стоит погода. Двигатель мощный и крепкий, цепь ГРМ, можно сказать, неубиваемая. Мотор «3M3-409» работает без серьёзных поломок до 200 и более тысяч километров пробега. А при поломках небольших достаточно ремонтопригоден и прост в обслуживании. Запчасти на него можно найти в любом автомагазине, и стоят они небольших денег.

Тяга у мотора отличная. Двигатель «3M3-409» хорошо и стабильно тянет уже с полутора тысячи оборотов. В движении на загородном шоссе самым комфортным диапазоном оборотов, по мнению многих, является интервал примерно от 2 200 до 2 500 об/мин. При этом скоростной режим держится в пределах 90-100 км/ч, что вполне приемлемо. Раскручивать данный двигатель выше 2 700 об/мин не имеет особенного смысла. Мотор начинает звучать гораздо громче, но толку от этого мало. Это для машин семейства «Патриот». Для более лёгких «Хантеров» границы могут быть и другими.

Минусом можно считать то, что данный мотор – из категории «горячих», т.е. в сильную жару, да в пробке его вполне можно перегреть. Поэтому лучше следить за температурой. Но это относится только к жаре и пробкам; при движении по трассе подобных проблем не возникает.

Есть удачные примеры проведения чип-тюнинга двигателя «3M3-409», на котором установлен блок управления «МИКАС-11» или «МИКАС-7,2». Благодаря данному виду тюнинга, можно изменить настройки системы, отрегулировав их согласно собственным требованиям владельца.

Прибавку в мощности до 30% можно получить, если установить на него турбо-компрессор или газовую турбину. Конечно, иностранные производители уже много лет не делают турбированных двигателей с конструкцией, как у «3M3-409». Имеется ввиду рабочий объём и «прожорливость». По этой причине, отыскать серийную турбину бензиновой направленности, по приемлемой себестоимости и соответствующего типоразмера, непросто. Оптимальным вариантом является турбина «Гарретт TB-25». Модель эта – далеко не новинка, но зато она полностью вписывается во все параметры «3M3-409».

В целом, по отзывам о двигателе «3M3-409» владельцев автомобилей «УАЗ»можно сделать следующие выводы: для езды по бездорожью он великолепен, но есть и некоторые минусы: значительный расход топлива и сравнительно тяжёлый ход по асфальту.