Двигатель ЗМЗ 514 технические характеристики и основные неисправности

Двигатель ЗМЗ 514

В 2002 году с конвейеров Заволжского завода по выпуску автомобильных двигателей, вышел долгожданный дизельный силовой агрегат — ЗМЗ 514. Отечественные внедорожники, марки УАЗ, наконец-то дождались дизельный мотор. Несмотря на меньшую мощность, 98 — 114 л., сил., по сравнению с бензиновыми аналогами ЗМЗ 409, ЗМЗ 514 оказался гораздо проворнее и экономичнее.

Дизельный двигатель устанавливался на такие модели внедорожников УАЗ: Pickup, Patriot, Cargo и Hunter. Отдельные партии ЗМЗ 514 устанавливались на автомобили Горьковского автозавода Газель.

История создания ЗМЗ 514

Работы по проектированию дизельного ДВС на Заволжском заводе начались в далёком 1978 году. Уже тогда конструкторы УАЗ хотели получить для своего автомобиля дизельную силовую установку мощностью не менее чем 90 л., сил.

Но этим работам, было суждено растянутся на долгих 15 лет. За это время было создано несколько пробных образцов. Однако полученные моторы были очень прожорливыми и не отличались необходимой надёжностью.

Решающим, для создателей дизельного ДВС, был 1993 год. Тогда инженеры решили взять за основу, удачный бензиновый мотор ЗМЗ 406. А уже в 1995 году появился первый дизельный двигатель под названием 406Д.10. Именно этот ДВС, мощностью 105 л., сил., стал отправной точкой для изобретения современного дизельного мотора.

Гости из Рикардо

Проектирование ЗМЗ 514 производилось отечественными специалистами и приглашёнными мотористами компании «Рикардо». Испытания полученного опытного образца показали его слабые места. Особые проблемы часто случались с ГБЦ. На прежнем двигателе весь корпус, в том числе и головка изготавливались из чугуна. Она перегревалась, выходила из строя и даже трескалась. Поэтому, было решено создать новую, изменённую конструкцию ГБЦ. Главное изменение коснулось материала изготовления головки. Теперь, для её изготовления было принято использовать лёгкий и прочный алюминий. Блок цилиндров ЗМЗ 514 по-прежнему изготавливался из особо прочного чугуна, способом литья под высоким давлением.

В 2002 г., выпустили первую партию дизельных моторов ЗМЗ 514. Эти двигатели использовались на грузовых автомобилях Газель. В скором времени, стало ясно что с эксплуатацией и обслуживанием двигателя имеются серьёзные проблемы. Поэтому через два года выпуск моторов 514 модели приостановили.

Конструкторы Заволжского завода, начали работу над модернизацией и доработкой дизельного двигателя. Результатом этой работы была изменённая конструкция блока цилиндров, шатунов и цепи привода ГРМ.

В конце 2005 года, вышла обновлённая модель этой силовой установки. Она производилась под индексом ЗМЗ 5143. Этот силовой агрегат значительно отличался от предыдущей модификации. ЗМЗ 5143 зарекомендовал себя, просто отлично. По сравнению с предыдущим двигателем. Он был прост в обслуживании, экономичен и надёжен в эксплуатации. Этим движком комплектовался автомобиль УАЗ Хантер.

Модернизация ЗМЗ 51432.10

В 2012 г., началось производство модернизированной версии мотора, который получил обозначение ЗМЗ 51432.10 CRS. Её главное отличие от предыдущей версии успешного двигателя, это применение новой системы подачи горючего Common Rail. Благодаря этому, дизельный движок стал соответствовать экологическим нормам по соответствию допустимых выбросов вредных веществ Евро 4. ЗМЗ 51432.10 CRS устанавливали на машины марки УАЗ Карго, Pickup, Hunter и Patriot.

Применение технологии, с прямым впрыском топлива Common Rail на ЗМЗ 51432, позволили значительно уменьшить расход горючего. Если сравнивать с двигателем ЗМЗ 514, с установленной отечественной топливной системой, то экономия солярки составляет около 10 процентов. Кроме этого новая модель ДВС обеспечивает улучшенную приемистость движка на нижних оборотах. В таком виде данный двигатель дожил и успешно выпускается в наши дни.

Технические данные ЗМЗ 514

Четырёхтактный турбированный дизельный двигатель, четыре цилиндра которого расположены в один ряд, производится на ЗМЗ 514 с 2002 года, выпуск моторов успешно продолжается в наши дни.

1. Точный объём ДВС 2235 куб., сантиметров. Длинна хода поршня ЗМЗ 514 больше диаметра цилиндров, 94 и 87 мм., соответственно. Такие моторы называют длинноходными, они отличаются высокой отдачей КПД, особенно это касается низких оборотов.
2. Степень сжатия 514 движка 19.5. Цилиндры двигателя работают в порядке 1, 3, 4, 2.
3. Механизм газораспределения типа DOHC, имеет два верхнерассположенных вала газораспределения. Один вал имеет восемь клапанов, предназначенных для впуска горючей смеси, другой вал с восьмью клапанами обеспечивает выпуск отработанных газов.
4. Мощность 514 мотора при 3500 оборотов мин., от 98 до 113.5 л., сил., в зависимости от модификации. Крутящий момент максимальный при 1300 — 2800 оборотов мин., составляет 270 Нм.
5. Система питания имеет: турбонаддув, непосредственный впрыск горючего.
6. Экологические нормы соответствия европейским требованиям Евро 4.
7. Вес силового агрегата равен 220 килограмм.
8. Расход солярки при движении по городу составляет 12.2 литра на 100 км пробега, по трассе 8.9 литров, смешанный расход 10.6 литров на 100 км., пробега. Что намного меньше, чем у бензиновых ДВС марки ЗМЗ.
9. Моторная смазка используемая на 514 модели 5W30, производитель рекомендует её менять через 15 тыс., км. Однако, чтобы не сократить ресурс работы дизеля, замену моторного масла нужно производить чаще в два раза.
10. Ресурс работы мотора по заявкам производителя составляет 200 тыс., км. В реальности всё зависит от обслуживания и условий эксплуатации. Очень часто ресурс совпадает с заявленным.

Описание ЗМЗ 514

Базой для создания дизельного двигателя Заволжского завода по производству автомобильных двигателей стали бензиновые аналоги ЗМЗ 406 и ЗМЗ 409. За основу был взят мотор 406 модели, но изучив характеристики дизельных моторов зарубежного производства, стало ясно что при прежнем расстоянии хода поршня, необходимых технических показателей получить не удастся. Поэтому конструкцию коленчатого вала решили создать по примеру ЗМЗ 409. А именно, был увеличен кривошип коленвала для получения необходимой длинны хода поршня 94 миллиметра.

Если сравнивать с бензиновыми собратьями, дизельный мотор получил лучшие технические показатели, за что сразу полюбился народом.

А любить было за что, модификация ЗМЗ 51432.10 получила передовую топливную систему фирмы BOSCH. Для привода в работу ТН высокого давления, генератор и помпы использовали ремень из поликлинового материала с автоматическим натяжителем. Система подачи горючего была самой передовой Common Rail. Однако, не все системы работали идеально, неполадок случалось не мало, даже на небольшом пробеге, до 50 тыс., км. Поэтому, в последующие годы мотор нажил себе немало владельцев, негативно отзывающихся о дизельном двигателе.

Модификации ЗМЗ 514

Дизельный двигатель, как и все моторы марки ЗМЗ, имеет несколько модификаций:

• первая модель дизельного двигателя серийно выпускалась с 2002 по 2005 год. Маркировка мотора имеет вид 3М3-514.10. Данный силовой агрегат оборудован механическим ТНВД Bosch VE и ВН на генераторе. Интеркулер на данной модели отсутствует. Мощность первого дизельного мотора марки ЗМЗ составляла 98 л., сил. Мотор 514 модели соответствовал Евро 2, его устанавливался на грузовые Газели, однако сразу стали видны слабые места мотора. Через два с небольшим года, данную дизельную установку отправили на свалку истории.
• конструкторы автозавода занялись доработкой неудачной модели. Они изменили устройство конструкции блока цилиндров, шатунов и привод цепи ГРМ. На новой модели установили теплообменник, в функции которого входит охлаждение выхлопных газов для рециркуляционной системы. Речь идёт о ЗМЗ 514З.10, здесь так же использовали топливную Bosch VE, на этой модели установили вакуумный насос на БЦ, его привод осуществлялся от масляного насоса. Позже вакуумный насос перенесли на ГБЦ, а его привод осуществляли от цепи привода ГРМ. Мощность осталась прежняя 98 л., сил. Но ЗМЗ 514З.10 стал намного лучше, надёжнее и выносливее своего старшего брата. Он устанавливался на УАЗ Хантер.
• 3М3-514З2.10 более современный дизельный двигатель отвечающий требованиям Евро 4. Здесь вместо ТН высокого давления применяется система питания электронного впрыска Common Rail. Эти изменения позволили увеличить мощность до 114 л., сил. А крутящий момент 270 Нм, даже при 130 оборотов мин.

Особенности конструкции ЗМЗ 514

Дизельный двигатель, хоть и создавался на базе бензинового ЗМЗ 406 модели, но претерпел серьёзные и множественные изменения. В итоге модернизации, его конструкция получила такой вид:

• головка БЦ изготовлена из прочного сплава алюминия. На первых образцах конструкция клапанов имела V образную схему. Однако такая конструкция показала свою несостоятельность, и клапаны получили вертикальное размещение. Вертикальные клапаны в работу приводятся одно плечными рычагами с роликами, установленными на игольчатые подшипники. Для регулировки теплового зазора в клапанах используются немецкие гидравлические опоры INA;
• привод валов газораспределения — цепной, имеющий две ступени, такой же как на ЗМЗ 406 модели, но длина цепи другая. Изменена конструкция гидравлического натяжителя, вместо прежнего пластмассового башмака придумали и внедрили звёздочку. Эту конструкторскую инновацию стали использовать и на бензиновых аналогах ЗМЗ;
• БЦ выполнен из особо прочного чугуна. Отливка блока унифицированная с бензиновым аналогом ЗМЗ 406. Цилиндры растачиваются прямо в блоке. Диаметр расточки отличается от базовой модели. На 406 модели он 92 мм., здесь на 5 мм., меньше., и составляет 87 мм. В картере дизельного блока имеются специфические форсунки, через них моторная смазка поступающая под давлением из масляного канала, охлаждает поршневую систему;
• коленчатый вал имеет оригинальную, кованную конструкцию из стали. Поковку выполняет компания Камаз. Конструкция коленвала унифицирована с коленчатым валом бензинового ЗМЗ 409, радиус кривошипа составляет 47 мм., что обеспечивает необходимую длину хода поршня;
• шатун, так же создавался на заводах Камаза. Для сохранения высоты блока ЗМЗ 406, шатун пришлось укоротить. Бронзовую втулку шатуна, заменили износостойким покрытием верхней головки, той её части, которая находиться в постоянном трении с пальцем поршня;
• поршень имеет конструкцию в днище которой находиться камера сгорания. Материал изготовления специальный сплав алюминия. Поршень имеет нерезистовую вставку, для компрессионного кольца. Изготовителем поршневых колец является фирма Гётце. Юбка поршня обрабатывается антифрикционным веществом Моликот;
• на первых двух модификациях использовалась топливная аппаратура Bosch. ТНВД оборудован механическим регулятором. Конструкторы компании специально для ЗМЗ доработали распределительный насос VE. Он может развивать давление до 1100 бар. Насос корректировать вся для наддува, а так же, для быстрого прогрева мотора зимой. ТН высокого давления приводиться в работу от коленчатого вала ремнём, конструкция которого позаимствована у ВАЗ 2112. Ремень имеет защитный закрытый кожух; Двухпружинные форсунки Бог производят предварительный впрыск горючего. Фильтры для тонкой очистки солярки, ручной насос подогреватель, сепаратор воды изготовлены на фирме Bosch. Топливопроводы, по которым перекачивается солярка под большим давлением, производит фирма Гуидо. Турбокомпрессор имеет чешские корни, его производитель компания ЧЗ-Страконице АС.

Характерные неисправности и их устранение ЗМЗ 514

Несмотря на многочисленные изменения конструкции, доработки и привлечение иностранных мотористов, дизельный мотор ЗМЗ, очень часто требует вмешательства рук человеческих. Происходит это по следующим причинам:

1.  Уход рабочей жидкости их системы охлаждения. Причин здесь может быть несколько. По причине перегрева, может произойти прогар прокладки ГБЦ. При такой неисправности рабочая охлаждающая жидкость может попасть в моторную смазку. При этом, произойдёт ухудшение смазывающих свойств масла. Что может привести к недостаточному смазыванию подшипников коленчатого вала, и обеспечению дорогостоящего капитального ремонта ДВС. В данном случае прокладку нужно немедленно заменить прокладку ГБЦ, что не составит большого труда. Так же, по причине перегрева может появиться трещина в ГБЦ. Вред ДВС может быть аналогичный, как при прогаре прокладки. Но если замена прокладки не составляет больших проблем, то замена или ремонт головки, будит стоить немалых денег. Нужно не выпускать из внимания, что было несколько модификаций данного ДВС. Поэтому, в случае необходимости, выбирать другую ГБЦ нужно только по VIN коду.
2. При получении сигнала о слабом масляном давлении ДВС, нужно немедленно остановить двигатель и выяснить причину неисправности. Без устранения проблемы движок запускать нельзя. Причиной неполадки может быть некачественная сборка масляного насоса или сильно загрязнённый масляный фильтр. Замена фильтра и замена или ремонт ТН решат проблему.
3. Стук в движке и потеря мощности говорит о серьёзной проблеме. Возможно произошёл обрыв цепи привода механизма газораспределения, в результате чего между поршнями и клапанами произошло столкновение с разрушениями. Автомобиль нужно доставить на эвакуаторе в сервис и лишь там проводить разборку ДВС. Скорее всего, потребуется дорогой капремонт ДВС, где предстоит заменить полностью поршневую группу ДВС и клапана.
4. Вибрация на холодном автомобиле означает сбой работы электроники, забитые форсунки или не стабильную работу ТНВД. К сожалению подобные проблемы самостоятельно, без проведения диагностики решить не получиться, придётся машину отправлять в ремонтную мастерскую.
5. Мотор отказывается запускаться в зимнее время, особенно после продолжительной стоянки. Виновницей поломки может быть горючее низкого качество. Оно может быть с водой, которая при замерзании перекроет топливную магистраль. В этом случае машину нужно согреть, отогнать в тёплое помещение, через час будит все в порядке.
6. На дизельных моторах ЗМЗ, часто происходит отгорание тарелки клапана, и дальнейшее её попадание в цилиндр. Последствия этой поломки могут быть крайне неприятными, вплоть до капитального ремонта двигателя.
7. Много проблем может составить перескок или обрыв ремня приводящего в работу ТНВД. Неплохо если есть с собой запасной ремень, в обратном случае придётся вызывать эвакуатор.

Тюнинг ЗМЗ 514

Данный дизельный мотор, как ни какой другой подходит для увеличения мощности. Выполнить это можно, как путём перепрограммирования управления, так и за счёт вмешательства и изменения конструкции ДВС. Подобные работы проводятся только в частном порядке, производитель, за результат работы ни какой ответственности не несёт.

Чип тюнинг

Самым безопасным, надёжным и простым мероприятием по увеличению мощности 514 ДВС, является, всем известный чип-тюнинг. Установка нового узла управления, позволит получить примерно 20 л., сил. Что для проделанной работы не мало. Существуют более сложные варианты, для которых потребуется удаление сажевого фильтра. Это приведёт к несоответствию требованиям Евро и уменьшит ресурс работы ДВС.

Конструкционные изменения для увеличения мощности, предусматривают установку облегчённого коленчатого вала и расточённых цилиндров, эти изменения добавят около 10 л., сил. Были случаи установки облегчённого маховика, что делало мощность мотора больше почти на 8 л., сил.

Существуют экстремальные способы увеличения мощности мотора. Они предполагают замену родной турбины на спортивную версию с увеличенным давлением. Но такие изменения могут значительно снизить ресурс дизельного силового агрегата.

Установка спортивного выхлопа, вместо установленной выхлопной системы, так же будит сопутствовать увеличению мощности мотора. Показатели увеличения мощности, будут зависеть от применяемой конструкции спортивного выхлопа. Эти работы смогут добавить до 10 л., сил. Ещё до 3 л., сил можно получить, используя спортивный вариант воздушного фильтра, имеющий нулевое сопротивление.

Если провести большинство вышеперечисленных работ, то ЗМЗ 514 сможет получить дополнительно около 50 л., сил. Важно помнить, что работы по увеличению мощности, при неправильном выполнении, могут сильно уменьшить ресурс работы двигателя. Поэтому, такое ответственное задание можно доверять только настоящим профессионалам.

Заключение

Технические характеристики дизельных моторов ЗМЗ таковы, что они, казалось бы созданы для Уазовских внедорожников. Ведь сразу виделись одни большие плюсы:

• возможность грузить по максимуму машину;
• лучшую проходимость по бездорожью;
• высокую отдачу КПД мотора;
• топливную экономию.

А динамика дизельного мотора такова, что по сравнению с бензиновым, он кажется легче килограммов на 300. Крутящий момент в 270 Нм дизель выдаёт уже на 130 оборотов мин., следовательно, 514 легче тащит кузов Уаза, нежели его бензиновые собратья.
Те водители, которым доводилось ездить на бензиновых и дизельных Уазах скажут, что дизельный мотор, справляется лучше с внедорожником нежели его бензиновый аналог.

Но, несмотря на многочисленные доработки, усовершенствования и модернизации, 514 остался капризным и ненадёжным силовым агрегатом. Причиной тому многочисленные и распространённые поломки.

Такие, как:

• очень маленький ресурс масло насоса;
• постоянные проблемы, возникающие с приводом ТНВД и ГРМ;
• порыв магистрали для топлива;
• постоянно откручивающаяся заглушка КВ;
• трещины в ГБЦ, по причине дефекта литья. Производители говорили, что решили проблему, но у многих водителей было другое мнение.

Последняя модификация дизельного мотора 3М3-514З2.10 CRS получила электронно управляемую систему впрыска Common Rail. Движок стал мощнее и проворнее. Но у этого новшества есть и отрицательные стороны. Мотор стал не таким ремонтно пригодным агрегатом. Если что-то накроется, то менять нужно сразу большими узлами, цена у которых очень высокая. К тому же мотор стал очень требовательным к горючему. На плохой солярке Common Rail работать не будит.

Ко всему перечисленному можно добавить неполадки непосредственного впрыска, недостаточное давление горючего.

В процессе модернизации, дизельному мотору добавляли всё самое лучшее, что было на то время, включая китайский турбокомпрессор. Но двигатель хоть и ехал, но не блистал долговечностью и надёжностью. Нужно сказать, что цена УАЗ с дизельным движком, более чем на 100 тыс., больше бензинового аналога. Всё это привело к упадку спроса на ЗМЗ 514 и его модификации, и значительному сокращению производства этих моторов в последнее время.