Двигатель ЗМЗ 409: конструкционные особенности и характеристики, подробное описание, причины поломок

Среди моторов российского производства можно встретить модели, обладающие рядом преимуществ, позволяющих им конкурировать с лучшими зарубежными образцами. Одним из таких двигателей является пользующийся особой популярностью в отечественном автопроме ЗМЗ-409, который часто устанавливают на внедорожники УАЗ и другие автомобили.

В отечественном автопроме особой популярностью и распространенностью пользуется двигатель ЗМЗ 409.

Комплектовались данным силовым агрегатом в основном автомобили УАЗ «Патриот». ЗМЗ 409 ставили также на «Газели» и «Соболи».

Конвейерное производство данной модели мотора началось в 1996 году. На сегодняшний день на базе данного ДВС выпускается несколько моделей агрегатов объемом от 2,3 до 2,7 литров.

Устанавливался двигатель 409 в основном на автомобили отечественного производства марок УАЗ и ГАЗ. Все силовые установки данного поколения производятся с установленным нейтрализатором газов и полностью соответствуют стандартам Евро-2. Расход топлива двигателя ЗМЗ 409 составляет 12 литров.

Двигатели ЗМЗ 409 за все время производства несколько раз изменялись и дорабатывались. В 2003 году модификации подверглась система распределительных валов.

Изготовленные из пластика башмаки натяжителей были заменены на звездочки, благодаря чему удалось избавиться от проблемы быстрой поломки гидравлических толкателей по причине загрязнения моторного масла продуктами износа пластика.

После перехода завода-производителя ДВС на импортные комплектующие была произведена замена системы распределительных валов в двигателе ЗМЗ 409. Это позволило повысить надежность силового агрегата.

Технические характеристики двигателя ЗМЗ-409

Двигатель ЗМЗ-409, являющийся усовершенствованным вариантом модели 406, начали выпускать в 1996 г. От предшественника без изменений остался только блок цилиндров, остальные элементы были модифицированы.

В состав двигателя входит инжекторный мотор, снабженный четырехрядными цилиндрами, микропроцессорным блоком управления и 16 клапанами. Охладительная система — закрытая жидкостная, с принудительной подачей.

Двигатель марки ЗМЗ-409.

Двигатель смазывается путем автоматического впрыскивания моторного масла. ЗМЗ-409 имеет такие технические характеристики:

• объем — 2,3-2,7 л (зависит от модификации);
• номинальная мощность — 141 лошадиная сила;
• крутящий момент — 230 Нм на 3900 оборотах;
• степень сжатия — 9;
• тип топлива — бензин марки АИ-92, АИ-95;
• расход топлива при езде по городу — 12 л;
• расход масла — 100 мл/1000 км;
• тип масла — 5W-30…20W-40 (зависит от климатических условий и конструкции ДВС);
• объем масла в моторе — 7 л (при замене вливают 6 л смазочного материала);
• вес — 190 кг.

Согласно указанным в техническом паспорте данным, мотор имеет небольшой ресурс — около 150 тыс. км. Отзывы владельцев свидетельствуют, что двигатель при правильном уходе нормально функционирует и при пробеге в 250 тыс. км.

Мотор устанавливался на моделях УАЗ Барс, УАЗ Буханка, УАЗ Патриот, УАЗ Хантер, УАЗ Пикап, УАЗ Карго и УАЗ Симбир.

409 двигатель – четырехцилиндровый рядный мотор, управление которым осуществляется при помощи микропроцессоров. Работа цилиндров организовывается согласно схеме 1-3-4-2, вращение коленчатого вала производится в правую сторону.

ЗМЗ 409 двигатель имеет закрытую систему вентиляции принудительного действия, работа которой основывается на разрежении в выпускной системе. Аналогичной является система смазки – комбинированная, принудительная, с разбрызгиванием смазочного материала.

Система питания двигателя ЗМЗ 409 представляет собой впрыск топливной смеси в трубу. Система охлаждения двигателя принудительная, жидкостная и закрытая. Электрическая система – однопроводная.

Особенности конструкции

Рассматриваемая модель имеет простое, но надежное устройство. Изначально планировалось, что мотор будет дополнен навесным оборудованием, поэтому конструкция предусматривает технологические отверстия и смазочные каналы. Основными элементами конструкции ДВС являются:

1. Блок цилиндров, головка которого выполнена из алюминия. Он содержит впускные и выпускные клапаны. На каждом цилиндре расположено по 4 клапана. За регулировку величины зазоров отвечают гидротолкатели. В 405-406 модификациях эти элементы часто выходили из строя, так как натяжители производились из пластика. В 409 модели полимерные башмаки заменены металлическими держателями.
2. Поршни. Эти элементы также сделаны из алюминия и снабжены терморегуляторами. Дно поршня имеет 4 технологические канавки, исключающие поломку детали при соприкосновении с клапанами.
3. Поршневые кольца. Каждый поршень имеет 3 кольца — 2 сжимающих (хромированных) и 1 маслосъемное (покрытое оловом).
4. Коленвал, отлитый из чугуна, отличается повышенной прочностью. Ход поршня в 409 модели вырос до 94 мм, что объясняется увеличением радиуса кривошипа.
5. Клапаны, выполненные из огнеупорной стали, способны проворачиваться во время работы, что обеспечивает их равномерный износ. Клапаны можно заменить соответствующими деталями от двигателя внутреннего сгорания ВАЗ-2108.
6. Инжектор. Эта часть ДВС отвечает за впрыскивание топлива в цилиндры. Функционирование системы контролирует микропроцессорный блок.

Конструкция ДВС

Блок цилиндров силового агрегата изготовлен из серого чугуна. Между цилиндрами располагаются каналы, предназначенные для циркуляции охлаждающей жидкости.

Моноблочная конструкция двигателя ЗМЗ 409 полностью подготовлена под навесное оборудование и имеет все необходимые отверстия и смазочные каналы.

В нижней части узла располагаются опоры, предназначенные для закрепления коренных подшипников и установки коленчатого вала. Крышки подшипников не заменяются.

Головка блока цилиндров полностью литая, выполнена из алюминия и оснащена выпускными и впускными клапанами. На каждый из цилиндров приходится по четыре клапана.

С левой стороны располагаются выпускные клапаны, с правой, соответственно, впускные. Ручная регулировка зазоров цилиндров больше не требуется благодаря установленным гидротолкателям. В последних модификациях ДВС – к примеру, ЗМЗ 40905 – регулировка зазоров кулачков производится в автоматическом режиме.

Поршни двигателя также изготовлены из алюминия и оснащены терморегулирующими вставками. На дне каждого поршня располагаются по четыре канавки, которые максимально предотвращают удары поршня о днище тарелок клапанов в случае неисправностей агрегата. На каждом из поршней располагаются по три поршневых кольца.

Согласно техническим характеристикам, на двигатель ЗМЗ 409 устанавливается одно малосъемное и два компрессионных кольца. Наружная поверхность компрессионного кольца покрыта слоем пористого хрома, нижнее кольцо покрывается словом олова.

Коленчатый вал изготовлен из чугуна высокой прочности. Оснащен несколькими противовесами, имеет пять опор. Хвостовик и носок коленвала оснащаются резиновыми уплотнениями. Расположенные по сторонам от третьего либо среднего подшипника шайбы предотвращают движение вала по осям. Так называемые упорные шайбы комплектуются из отдельных полушайб.

Система питания

Двигатель ЗМЗ 409 имеет систему питания на основе инжектора. Представляет собой систему впрыска топливной смеси в трубу посредством инжектора. Контроль над ним осуществляется при помощи ЭБУ либо контроллера. Система питания ЗМЗ 40901 включает в себя фильтры, электрический бензонасос, топливный бак, приводы и топливпривод для самого двигателя.

Газораспределительный механизм

Опоры распределительных валов выполнены из чугуна. В разных модификациях двигательной установки ЗМЗ-409 строение ГРМ мало отличается. Запуск механизма осуществляется за счет движения цепи, натяжение которой регулируется двумя натяжителями, расположенными на головке и крышке блока цилиндров.

Возможные неисправности и проблемы

Ремонту двигатель подвергается при условии, что его пробег превышает 300 тысяч километров. Кроме того, столкнуться с необходимостью проведения ремонтных работ можно и раньше, особенно если эксплуатация автомобиля и, соответственно, двигателя проводилась в жестких условиях.

Признаками необходимости ремонта становится понижение уровня давления масла, снижение мощности, повышение расхода топлива и появление дыма из-под капота. Запасные детали для двигателя продаются в автомобильных магазинах, так что проблем с ремонтом возникнуть не должно.

Техническое обслуживание

Исправная работа двигателя ЗМЗ 40905 обеспечивается, прежде всего, регулярным техническим обслуживанием.

Для данного силового агрегата желательно использовать топливо и смазочные материалы только высокого качества.

Регулярная проверка уровня масла, охлаждающей жидкости, уровня натяжения ремней насосов является залогом долгой и бесперебойной работы мотора. Время от времени желательно проводить чистку топливных форсунок.

Обслуживание двигателя также подразумевает под собой регулярную проверку всех систем автомобиля. Поскольку ЗМЗ 409 и его модификации устанавливается чаще всего на автомобили УАЗ, то необходимо проверять помпу и прочие детали. Регулярной замене подлежат свечи на УАЗ Патриот и помпа УАЗа.

Модификации и использование ДВС

На сегодняшний день ЗМЗ 409 является весьма распространенной моделью ДВС.

Комплектуются им в основном автомобили производства ОАО УАЗ, однако его устанавливают и на другие модели: УАЗ Барс, УАЗ «Буханка», УАЗ 3163 «Патриот» и 3164 «Патриот Спорт», УАЗ Хантер, УАЗ «Карго», УАЗ 31632 «Пикап», УАЗ 3162 «Симбир» и прочие.

Нередко двигатель устанавливается на автомобили «ГАЗель». За все время своего существования силовой агрегат на раз подвергался модификациям и доработкам, которые в основном были связаны с устранением заводских неисправностей.

Благодаря последним изменениям удалось добиться соответствия двигателя Евро, и, скорее всего, в ближайшее время будет достигнуто соответствие требованиям Евро 5.

Выпускаемые модификации двигателя:

• ЗМЗ 409.10

Полностью соответствует всем требованиям Евро 2. Мощность ДВС – 142,8 лошадиных сил.

• ЗМЗ 4091

Впервые был выпущен в 2007 году. Полное соответствие требованиям Евро 3. Изготавливался специально для комплектации автомобилей УАЗ «Буханка». Мощность ЗМЗ 4091 – 125 л.с.

• ЗМЗ 4911

Выпуск с 2012 года. Комплектуются им «Головастики» и «Буханки». Конструкция включает в себя зубчатые цепи привода ГРМ ЗМЗ 409 и датчик абсолютного давления. Мощность 125 л.с.

• ЗМЗ 40904

Комплектуются данной моделью Hunter, Cargo, Pickup и Patriot. Используется датчик абсолютного давления. На раме установлены форсунки двухпоточного распыления. Зубчатые цепи приводят в действие ГРМ. Крышка головки блока цилиндров полностью переработана и выполнена из пластика. Произведено увеличение мощности до 142,8 л.с.

• ЗМЗ 40905

Последняя модификация ДВС. Полностью соответствует ЗМЗ 409 Евро 4. По характеристикам аналогичен предыдущей модели.

Возможность проведения тюнинга и его виды

Одним из самых распространенных видов тюнинга не самого двигателя, а автомобиля УАЗ является замена силового агрегата на аналогичные ДВС других марок.

1. В основном используются дизельные модели от импортных внедорожников. У такого вида тюнинга есть огромный недостаток: для владельца автомобиля он обходится недешево.
2. Второй вариант – проведение чип-тюнинга двигателя, поскольку на ЗМЗ 409 установлен блок управления МИКАС 11 или МИКАС 7,2. Благодаря такому виду тюнинга можно изменить настройки системы, отрегулировав их согласно вашим собственным требованиям.
3. Третий вариант заключается в небольшом увеличении мощности двигателя путем установки турбо компрессора либо газовой турбины. Тюнинг двигателя ЗМЗ 409 таким способом позволяет увеличить его мощность в среднем на 30%.

Двигатель ЗМЗ 409 – весьма неплохой силовой агрегат, устанавливаемый в основном на автомобили марки УАЗ. Стоимость его небольшая, технические характеристики и рабочие параметры ненамного хуже, чем у импортных аналогов.

Отзывы о двигателе весьма неоднозначные: для езды по бездорожью он великолепен, но есть и свои минусы: большой расход топлива и тяжелый ход по асфальту или в городской черте.

На какие авто ставится

Двигателем ЗМЗ-409 снабжаются автомобили Ульяновского автомобильного завода: Барс, УАЗ Буханка, УАЗ Патриот, Хантер, Карго, Пикап. Модель УАЗ Буханка пользуется большой популярностью до сих пор.

ЗМЗ-409 под капотом УАЗ Патриот.

Машина отличается низким расходом топлива, неприхотливостью в обслуживании, хорошей проходимостью. До 2005 г. двигатель ЗМЗ-409 ставился на следующие автомобили ГАЗ Газель:

• бортовой 5 т грузовик 3302;
• грузопассажирский Фермер 33023;
• фургон с рамным шасси и цельнометаллическим кузовом 2705;
• микроавтобус 13-местный 3221;
• микроавтобус повышенной комфортности 32213;
• такси маршрутное 322132;
• скорая помощь 32214;
• ГАЗ Соболь 221717, 22171, 22177 (Баргузин) и 2217.

После истечения срока договора Горьковский автомобильный завод начать сотрудничать с другими поставщиками двигателей.

Модификации двигателя ЗМЗ-409

За годы выпуска ДВС 409 серии было создано несколько модификаций двигателей.

Чтобы оценить плюсы и минусы каждой модели, нужно рассмотреть их основные характеристики.

• Базовый мотор 409.10 под стандарт Евро-2 мощностью 143 л.с., со степенью сжатия 9, крутящим моментом 230 Нм. Зажигание модульное с пучком высоковольтных проводов, имеется датчик дроссельной заслонки.
• Улучшенная модификация 40904.10 отличается от предыдущего варианта системой зажигания – индивидуальная катушка для каждой свечи, датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ) здесь отсутствует, вместо него использован дроссельный узел для обеспечения Евро-3. Имеется автоматический натяжитель ремня генератора, который в 409.10 не предусмотрен.
• Модификация 40905.10 аналогична предыдущему, предназначена для внедорожников Хантер, Патриот и грузовиков Карго, Пикап производителя УАЗ. Соответствует экологическому стандарту Евро-4.
• Силовой привод маркировки 40911.10 обладает моментом 219,5 Нм и мощностью 125 л.с. Соответствует регламенту Евро-4, предназначен для полноприводных грузовиков УАЗ с формулой 4х4 (не отключаемая).
• ЗМЗ 4091.10 — дефорсированный низовой вариант ЗМЗ 40904.10, соответствует экологическому стандарту Евро-3. Имеет мощность 112 л.с., устанавливается на Таблетки и Буханки УАЗ 462.
• 4092.10 — несерийная модификация, создана специально для автомобилей ГАЗ Волга и УАЗ 3160 (вседорожник полноприводный). Крутящий момент в интервале 225 – 235 Нм, мощность — 160 л.с.

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».

409 10

Двигатель соответствует стандартам экологической безопасности Евро 2. Номинальная мощность составляет 142 л.с.

Двигатель ЗМЗ модификации 409 10.

4091

Эта модификация соответствует стандартам Евро 3. Первый двигатель ЗМЗ-409 Евро 3 сошел с конвейера в 2007 г. Он разрабатывался для установки на автомобили УАЗ Буханка. Заявленная производителем тяговая сила — 125 л.с.

4911

Выпуск этой модели начался в 2012 г. ДВС предназначен для установки на УАЗ 3303, УАЗ Буханка и бортовые грузовики. Двигатель снабжен датчиком абсолютного давления и зубчатым ремнем ГРМ. Указанная в инструкции мощность составляет 125 л.с.

40904

Таким двигателем оснащаются автомобили Патриот, Карго, Хантер. В ДВС, оснащенный контроллером абсолютного давления, топливо впрыскивается двумя высокопроизводительными форсунками. ГРМ снабжен цепным приводом. В этой модели обновлена крышка блока цилиндров, что позволяет увеличить мощность до 143 л.с.

40905

Современный вариант ДВС 409 серии соответствует экологическому стандарту Евро 4. Остальные характеристики идентичны параметрам модификации 40904.

Распространенные неисправности и проблемы

Ресурс двигателя ЗМЗ-409 достаточно большой. Первые неисправности начинают возникать после 300 тыс. км пробега. При эксплуатации в экстремальных условиях проблемы появляются раньше. Ремонт мотора не вызывает затруднений, поскольку детали находятся в свободной продаже.

Стук из блока поршней

Посторонние звуки возникают при соприкосновении поршней и стенок цилиндров. Стук усиливается при повышении нагрузок на малых оборотах. Его возникновению способствуют такие причины:

1. Увеличение расстояния между поршнем и цилиндром. Проблему решают расточкой цилиндрических деталей. Поршни заменяют.
2. Увеличение зазора между кольцами и канавками поршня. Кольца нужно заменить. Иногда меняют одновременно поршни и кольца.

Высокий расход масла

Увеличению расхода смазочного материала способствует подтекание масла через уплотнители мотора, засорение картера, поломка поршней, колпаков или колец. Изношенные детали подлежат замене.

Мотор не заводится

Отказ двигателя происходит из-за падения давления топлива в рампе или выхода из строя системы зажигания. В этом случае проверяют бензобак и топливные каналы. При необходимости их продувают, а неисправный бензиновый насос заменяют. Давление может упасть из-за засорения топливного фильтра, который также следует заменить. Реже выходят из строя регулятор давления, свечи, бронепроводы. Все эти детали подлежат ремонту или замене. После этого правильно выставляют уровень опережения зажигания.

Перегрев двигателя

Такая неисправность свидетельствует о выходе из строя охлаждающей системы. Нужно замерить количество жидкости и проверить состояние системы охлаждения автомобиля.

Перегрев двигателя ЗМЗ-409.

Низкое давление в масляной магистрали

Причинами неисправности могут являться:

1. Неправильный выбор типа масла.
2. Заброс в картер топлива смазочного материала или охлаждающей жидкости с дальнейшим вспениванием. Нужно срочно устранить причину этого явления и заменить масло.
3. Засорение или поломка масляного насоса, который следует промыть и при необходимости заменить.
4. Загрязнение фильтра. Деталь подлежит замене.
5. Уменьшение расстояния между маслоприемником и картером. Устройствам придают правильное положение, изношенные элементы заменяют.
6. Увеличение щели между шейками коленвала и прокладками. Шейки следует отшлифовать, а прокладки заменить.
7. Засорение форсунок, трещины в элементах масляного трубопровода. Нужно заменить блок цилиндров.

Падение мощности мотора

Главными причинами снижения мощности ДВС являются такие неисправности:

1. Неполное открытие дроссельной заслонки. В таком случае потребуется ремонт привода заслонки.
2. Поломка контроллера положения заслонки. Необходимо заменить элемент.
3. Снижение давления в топливной рампе.
4. Засорение воздушного фильтра. Деталь требует замены.
5. Неисправность системы зажигания.
6. Изменение зазоров клапанов. Требуется регулировка.
7. Нарушение целостности прокладки головки блока цилиндров, сгорание поршней, поломка колец или клапанов. Нужно проверить порядок работы цилиндров, заменить изношенные элементы.

Двигатель внезапно глохнет или работает нестабильно

Двигатель самопроизвольно отключается из-за снижения топливного давления, неисправности контроллера холостого хода, разгерметизации впускной системы.

Стук коленвальных подшипников

Посторонний звук возникает при резком нажатии педали газа на холостом ходу. При увеличении оборотов стук усиливается. Это может происходить из-за следующих неисправностей:

1. Падение давления масла. Причин может быть несколько, но их следует быстро найти и устранить, поскольку недостаточная смазка ведет к росту трения.
2. Изменение расстояния между вкладышами коленчатого вала. Требуется замена вкладышей и шлифовка шеек.

Подшипники коленвала.

Вибрация мотора

К причинам возникновения вибрации относятся следующие неисправности:

• нарушение баланса коленчатого вала (нужна балансировка);
• увеличение зазоров клапанов;
• износ опорных элементов двигателя;
• ослабление шкива коленвала.

Обслуживание ЗМЗ-409

Базовое требование для поддержания полностью рабочего состояния двигателя – использование качественного топлива и технических жидкостей. От чистоты бензина, качества смазки и охлаждающей жидкости зависит срок жизни двигателя.

Следует регулярно проверять:

• уровень моторного масла;
• количество охлаждающей жидкости;
• состояние натяжения ремней и цепей двигателя;
• состояние форсунок. Периодически, при необходимости («троение» мотора и другие проблемы) следует производить их прочистку.

Критичной слабой точкой ЗМЗ 409 принято считать помпу, за состоянием которой следует внимательно следить и менять при появлении признаков неисправности. Важно контролировать и состояние свечей зажигания.

Период проведения некоторых операций по регламенту:

• 6 месяцев/10000 км – замена моторного масла и масляного фильтра;
• 20 тыс. км. или 1 год – проверка состояния системы вентиляции картера, свечей, аккумуляторной батареи, цепей ГРМ и ременных приводов навесного оборудования;
• 1,5 года/30000 км – осмотр выпускного коллектора на прогар, замена топливного и воздушного фильтра;
• 40 тыс. или 2 года — осмотр шлангов и узлов системы охлаждения, замена жидкости в системе;
• 90-100 тысяч км. — замена цепи и роликов ГРМ с натяжителями.

Новый двигатель с бОльшим крутящим моментом от УАЗа ждали очень давно. Конечно, ЗМЗ-409 не оказался именно тем двигателем, которого хотелось, но со своими обязанностями он справляется. Хороший крутящий момент, потрясающая ремонтопригодность, надежность, доступность запасных частей — это, безусловно, плюсы двигателя.

Минусами же является недостаточная эластичность при езде по бездорожью, требовательность к качественным ГСМ (теперь нужен 92 бензин и хорошее масло), более сложное и дорогое обслуживание.

409-й более экономичен, более предсказуем и, будучи своевременно обслуживаемым, не требует промежуточных регулировок и подстроек. У него очень хороший потенциал для модернизации, широкая унификация с другими двигателями линейки.

Список моделей, где применялся ДВС: УАЗ Барс, УАЗ Буханка, УАЗ Патриот, УАЗ Симбир, УАЗ Хантер

Варианты тюнинга мотора

Для увеличения объема двигателя владельцы автомобилей заменяют отечественные моторы более мощными импортными аналогами. При этом увеличивается выносливость и улучшается управляемость автомобиля.

Однако стоимость такого тюнинга оказывается слишком высокой. Чаще выбирают более дешевые варианты усовершенствования:

1. Чипование. ЗМЗ оснащен стандартным управляющим блоком, который можно перепрограммировать. Специальное программное обеспечение улучшает параметры блока, делая мотор более мощным.
2. Установка компрессора или турбонаддува. Подобная оснастка менее затратна. Мощность турбо-двигателя в среднем повышается на 30%.

Тюнинг должен производиться мастерами. Проводить доработку ДВС своими силами не рекомендуется.