Потомки двадцать первого двигателя и их особенности и различия, эволюция ГАЗ-21А Опции

[Stirlitz]

Решил я написать небольшой реферат про наш двигатель и его многочисленных отпрысков. На сегодняшний день этот мотор, может быть, безнадёжно устарел, и тем не менее ещё послужит. Наглядным доказательством этому служит то, что его прямой потомок 402 до сих пор выпускается и ставится на ГАЗели и Волги. Но в своё время, в 1950-е, это был весьма прогрессивный двигатель. К его несомненным преимуществам можно отнести простоту конструкции и высокую ремонтопригодность. Если не считать случаев разрыва блока замёрзшей водой или разрушения картера от длительной эксплуатации на воде (бывало и такое!), он практически вечен.

Хотя разрабатывался и выпускался двигатель на ГАЗе, но практически с самого начала производства Волги (где-то в 1958-1960 гг.) его производство было передано на ЗМЗ. Там впоследствии на его базе разработали ЗМЗ-24 и прочие «волговские» моторы. А сам 21-й двигатель передали на УМЗ, где на его основе разрабатывали моторы для УАЗов. Таким образом, наметились две независимые ветви со своими особенностями.

Начнём с описания основателя рода.

ГАЗ-21А (ГАЗ-21, ГАЗ-22) — 1957-1970 гг.
• коленвал и распредвал ГАЗ-21 — коренные вкладыши и втулки разной длины, крышки коренных подшипников алюминиевые, набивка. Ранние двигатели имели заднюю шейку коленвала шире, чем остальные
• степень сжатия 6.6/6.73 (под 70/72 бензин). Экспортные варианты со степенью сжатия 7.15-7.3 и 7.4-7.65 (по разным данным) под А-76 и А-80 (не АИ-80!!!)
• камера сгорания плоскоовальная
• бумажный неполнопоточный масляный фильтр
• привод трамблёра «отвёртка»
• помпа на головке
• клапана впуск 44, выпуск 36 мм
• коллектор с прямоугольными каналами и изгибами под прямыми углами
• сталебаббитовые вкладыши
• однокамерный карбюратор (К-22, К-105, К-124)
• шпильки ГБЦ 11 мм
• мощность 70-72 л.с., потом (после повышения степени сжатия и замены распредвала) — 75 л.с. Экспортные варианты под А-76 и А-80 — 80 и 85 л.с. соответственно (ГАЗ-21АЕ)
• под гильзами резиновые кольца
• масса маховика 12.5 кг

УМЗ-451
• коленвал и распредвал ГАЗ-21, набивка, крышки коренных подшипников алюминиевые, задняя крышка отлита заодно с корпусом заднего сальника
• распредвал ЗМЗ-21
• основное отличие (внешне УМЗ-451 один к одному ГАЗ-21А, выдаёт лишь это): полнопоточный («жигулевский») масляный фильтр. Крепился справа в передней части двигателя строго горизонтально к специальной алюминиевой детали, называемой «гитара». При этом схема смазки имела особенность — на масляный радиатор масло шло мимо фильтра
• помпа на головке
• клапана впуск 44 выпуск 36мм
• однокамерный карбюратор (К-129)

УМЗ-451М
• Коленвал и распредвал в него нужны от 24 волги, т.е. все коренные вкладыши полностью одинаковые

УМЗ-451МИ
Для военных УАЗов. В чём отличия — неизвестно. УМЗ-451МИЭ — с экранированной системой зажигания.

УМЗ-414 (УАЗ-469)
• коленвал и распредвал ГАЗ-24, набивка; предположительно чугунные крышки коренных а также отдельный от последней крышки коренного подшипника держатель набивки(позволяет заменить все коренные вкладыши не снимая коленвала и не прикасаясь к набивке
• распредвал ЗМЗ-24
• степень сжатия 6.7
• камера сгорания грушевидная
• жигулевский фильтр
• поменялась и схема смазки — теперь масло в масляный радиатор также поступает через фильтр, непосредственно из канала смазки коренных подшипников.
• помпа на головке
• клапана впуск 44 выпуск 36 мм
• коллектор с каналами круглого сечения и плавными изгибами
• однокамерный карбюратор (К-129В, К-131)
• воздушный фильтр инерционно-масляный
• блок с ребрами жесткости

УМЗ-417 (УАЗ-3151)
• коленвал ГАЗ-24, набивка
• степень сжатия 7.0
• распредвал УМЗ-417 чугунный
• жигулевский фильтр крепится прямо на блок без «гитары» с небольшим наклоном вверх
• помпа на головке
• клапана впуск 47, выпуск 36 мм
• коллектор под двухкамерный карбюратор
• воздушный фильтр сухой бумажный

УМЗ-417-2000
• коленвал УМЗ-421, сальник 2108 вместо набивки. Соответственно, прощание с коленвалом ГАЗ-24. Коленвал в такой блок также нужен под сальник, а не под набивку. Ну и маховик к этому коленвалу специальный должен быть
• степень сжатия 7.0
• жигулевский фильтр
• клапана впуск 47, выпуск 36 мм
• без водораспределительной трубы (если помпа стоит на голове, водораспределительная труба — обязательно. Но с 2000 г. на 417 помпа тоже переехала на блок. Поэтому применяется на всех моторах ГБЦ УМЗ-421. А в ней нет водораспределительной трубы)

УМЗ-421
Трёхлитровый двигатель (100-мм цилиндры), гильзы сухие (запрессованные в блок). В остальном как будто бы идентичен УМЗ-417. Инжекторная версия 4213 развивает мощность 115 л.с. (на АИ-92) и момент 22.5 кг·м.

ЗМЗ-24 (ГАЗ-24)
• коленвал невзаимозаменяем с ГАЗ-21, набивка, крышки коренных подшипников чугунные, втулки и вкладыши одинаковой длины
• вкладыши сталеалюминиевые; заднего коренного не имеют второй канавки и отверстия для сброса масла
• маховик меньше в диаметре
• распредвал ЗМЗ-24 стальной
• степень сжатия 6.7 (под 76 бензин) либо 8.2 (под 93) для ЗМЗ-24-01 и ЗМЗ-24Д соответственно
• бумажный полнопоточный фильтр со сменным элементом в стакане с правой стороны двигателя
• масляный радиатор
• шестигранник в приводе маслонасоса и трамблёра (менее надёжен, чем «лопатка»)
• двухкамерный карбюратор (К-126)
• помпа на головке
• двойной ремень помпы
• клапана впуск 47 выпуск 36 мм
• коллектор с каналами круглого сечения и плавными изгибами
• шпильки ГБЦ 12 мм
• гильзы отличаются от 21 и при этом в верхней части блока нет перекрытия — то есть при вставленных гильзах видно рубашку охлаждения, они просто «стоят» в блоке, и фиксируются ГБЦ
• под гильзами медные кольца
• на блоке — рёбра жёсткости; сам блок — литой под давлением; тем не менее, блок менее жёсткий, чем у 21А и его УАЗовских отпрысков
• бензонасос невзаимозаменяем с ГАЗ-21
• мощность: двигатель ЗМЗ-24-01 в отличие от двигателя ГАЗ-21А имеет мощность 85 л.с только из-за применения ГБЦ имеющей круглое сечение каналов и увеличенных впускных клапанов, т.к. все остальное у него почти такое же как и у 21-го. Двигатель ЗМЗ-24Д за счет повышения степени сжатия развивает уже 95 л.с.

ЗМЗ-402 (ГАЗ-24-10)
• коленвал ГАЗ-24, набивка
• распредвал 24-10 стальной
• степень сжатия 8.2 (под 93 бензин; мотор с Е=6.7 обозначен как 4021)
• бумажный полнопоточный фильтр
• привод трамблёра «вилка»
• двухкамерный карбюратор (К-151)
• помпа на блоке (более надежная, т.к. в ней используется вазовский сальник, а не фибра)
• клапана впуск 47 выпуск 39 мм
• настроенный выпуск («штаны», резонатор-глушитель-резонатор)
• бензонасос невзаимозаменяем с ГАЗ-21
• мощность 100 л.с. за счёт увеличенных выпускных клапанов и настроенного выпуска, момент — 18.6 кгс·м (у 4021 — 90 л.с. и 17.6 кгс·м)
• ВСХ

ЗМЗ-410
• ЗМЗ-402 с диаметром цилиндра 100 мм и соответств. рабочим объёмом 2.89 л. Всё, кроме гильз, поршней и ещё чего-то совпадает с ЗМЗ-402. Снят с производства из-за недостаточной жёсткости конструкции
• мощность при степени сжатия 6.7 — 100 л.с., а крутящий момент — 22 кгс·м.
• ВСХ

Примечания.

Все двигатели выше имеют ход поршня 92 и диаметр цилиндра 92 мм (кроме 410), мокрые гильзы. Блоки цилиндров у всех двигателей алюминиевые. Головки на двигателях с ГАЗ-21 по УМЗ-417 взаимозаменяемы, кроме ЗМЗ-402, на ГАЗ-21 правый ряд шпилек короче. Распредвал, поршни, кольца, толкатели и штанги одинаковые; шатуны не одинаковы, но взаимозаменяемы. Различие между УМЗ и ЗМЗ в гильзах (только форма под посадку в блок; кстати, ЦПГ УМЗ идентична ГАЗ-21А), в маховике (у ЗМЗ-402 он меньше диаметром, и соответственно колокол тоже меньше и сцеплении — у ЗМЗ площадь накладок меньше (это хуже)). Установка набивки: у ЗМЗ она закладывается в канавку в блоке и крышке коленвала, а у ГАЗ-21А и УМЗ привинчивается и обжимается штампованными стальными пластинками, которые сами по себе ненадежно держат набивку. В установке набивки ЗМЗ лучше. У ЗМЗ помпа подает охлаждающую жидкость в блок а забирается из головки, у УМЗ помпа подает жидкость в головку и забирает из головки. Первый вариант лучше, так собственно говоря на ГАЗе добились равномерного охлаждения всех цилиндров. (Что касается постоянного перегрева этих моторов на Газелях и Волгах, то это только из-за глупости инженеров ГАЗа — ставить одно- и двухрядные радиаторы — это смерти подобно. Вообще с УАЗовским трехрядным радиатором перегрев исключен).

Хочется обратить внимание волговодов, что для установки на ГАЗ-21 УМЗ подходит значительно лучше, так эти моторы с 451 по 417 практически являются несколько модернизированным 21-м без существенных отличий, и ставятся в ГАЗ-21 как родные. А на ЗМЗ наоборот пошли по пути создания нового мотора на базе 21-го, в результате его установка в ГАЗ-21 сопряжена со значительными трудностями. К тому же УАЗовские моторы надёжнее и от них подходит больше деталей, так что есть смысл при выборе нового мотора остановится на УМЗ. С другой стороны, качество ЗМЗ и УМЗ различается далеко не в пользу последних.

А вот ВСХ двигателей:

[Mayor]

У меня в подчинении всё больше было АБ-8 на базе МЗМА-407 . Были и АД-20 с дизелями воздушниками , что водились на Беларуси.