Советский Союз выпустил немало славных грузовиков. Но среди них всех выделяется ГАЗ-53. Серийный выпуск 53-го ГАЗа начался в 1961 году, а закончился в 1993. На грузовых автомобилях ГАЗ 53 за все время существования этой модели устанавливались двигатели внутреннего сгорания (ДВС) Горьковского автомобильного завода и Заволжского моторного завода.

Пример классического грузовика ГАЗ 53

Но ГАЗ недолго оснащал грузовик моторами собственного производства, а в основном «пятьдесят третий» использовал линейку V-образных ДВС производства ЗМЗ.

«ЗМЗ-511» и «ЗМЗ-513»: коротко о главном

Первые серийные двигатели Заволжского моторного завода 500-й серии появились в конце 80-х годов. Моторы «3М3-511», для грузовиков семейства «ГАЗ-ЗЗ07», были разработаны на базе «3М3-5З», а «3М3-51З», для полноприводных грузовиков «ГА3-66» и автобусов «ПАЗ», – на базе «3М3-66». 511-й и 513-й двигатели они имеют принципиально одинаковую конструкцию и очень сходные технические характеристики.

«3М3-511» представляет собою бензиновый карбюраторный восьмицилиндровый V-образный двигатель с установкой цилиндров под углом в 90 градусов и верхним расположением клапанов. Рабочий объём силового агрегата составляет 4,254 литра. Его мощность – 125 лошадиных сил, или 92 кВт (при 3,4 тыс. оборотах в минуту). Степень сжатия составляет 7,6. По современной классификации, этот мотор имеет экологический класс «Евро-0».

У двигателя «3М3-51З» названные характеристики такие же, однако он обладает усиленной конструкцией, для эксплуатации в более сложных условиях. Отличия моторов «3М3-51З» от «3М3-511» заключаются в иной конфигурации масляного поддона, а также в наличии экранирования системы зажигания. Масса мотора «3М3-511» равна 262 кг, 513-го мотора – составляет 275 килограммов. Оба этих силовых агрегата снабжены картером сцепления под одинаковую унифицированную ГАЗовскую коробку переключения передач.

Работает мотор «3М3-511» («-51З») на низкооктановом бензине А-76 (в настоящее время в ходу маркировка А-80). Данные двигатели годятся для их адаптации к работе на газе, при установке комплекта газобаллонного оборудования.

Из истории

С осени 1961 и по январь 1967 года горьковчане выпускали ГАЗ 53 с индексом «Ф», на ГАЗ 53Ф стоял шестицилиндровый двигатель ГАЗ 51. Хотя мотор был в то время несколько усовершенствован, но он обладал существенными недостатками.

ДВС уже морально устарел к тому времени. Нижнее расположение клапанов давало низкий КПД и небольшую мощность, мотор неудобен был в обслуживании и ремонте. Даже отрегулировать клапана являлось проблемой, и на их регулировку уходило немало времени. Чугунная конструкция имела немалый вес, мотор имел относительно небольшой ресурс по пробегу. Все шло к тому, чтобы заменить устаревшую конструкцию на что-то более приемлемое.

Пример двигателя для ГАЗ 53
В апреле 1958 года в городе Заволжье Горьковской области новый моторный завод приступил к выпуску двигателей и запасных частей к ним. ЗМЗ являлся дочерним предприятием ГАЗ и делал моторы для этого предприятия. Параллельно ДВС выпускались для Ульяновского и Московского автомобильного завода.

В конце 1958 года не заволжском предприятии осваивают отливку алюминиевых сплавов, и завод начинает разрабатывать производство новых деталей из легкого металла.

В то время это был большой шаг вперед в автомобильной промышленности.

Сначала ЗМЗ спроектировал V-образный 8-цилиндровый двигатель для ГАЗ 13 «Чайка» (ЗМЗ 13). Двигатель обладал мощностью 195 лошадиных сил и работал на бензине с высоким октановым числом (Аи-93 или Аи-95). Почти сразу был разработан ДВС ЗМЗ 41 (140 л.с.). ЗМЗ 41 работал на «семьдесят шестом» бензине. Этот мотор устанавливался на «Волгах» спецслужб.

Так выглядит V образный 8-цилиндровый ДВС

Модификация «ЗМЗ-511.10»

В 511-м (и 51З-м тоже) двигателях, в модификации «3М3-511.10» были реализованы следующие технические изменения:

• установлены головки цилиндров с высокотурбулентными камерами сгорания и винтовыми впускными каналами;
• применена система рециркуляции отработавших газов, для снижения вредных выбросов в атмосферный воздух;
• были изменены фазы и расположение кулачков распределительного вала;
• ведомый диск сцепления был усилен;
• верхние компрессионные поршневые кольца стали производиться из более прочного и качественного чугуна иной марки.

Достоинства

Судя по отзывам владельцев транспортных средств, в моторах серии 523 высоко оценены следующие сильные стороны:

• Данные силовые агрегаты имеют несложную конструкцию. Благодаря этому обслуживание агрегатов не доставляет мастерам больших хлопот.
• Мотор оснащен новинкой XXI века, которая представляет собой специальную систему, осуществляющую качественную рециркуляцию воздуха.
• Двигатель совершенно безвреден для окружающих, поскольку изготовлен он в соответствии с экологическими нормами «Евро-3».
• Как утверждают автовладельцы, машины, оснащенные таким двигателем, двигаясь на скорости, не превышающей 60 км/час, могут без дополнительных заправок преодолевать расстояния до 530 км.
• Доступная цена.

«3М3-511»: творчество народных умельцев

Благодаря недорогой цене, простой конструкции и хорошим потенциалом для форсирования, увлеченные мотористы-«Кулибины» часто брали его за основу для доработки и установки на автомобили «Волга», старые легковые и внедорожные иномарки, катера и прочие транспортные средства.

С помощью полной переточки двигателя, использования облегчённых поршней и коленчатого вала, а также установки на него турбины мотористы-энтузиасты поднимают оборотистость «3М3-511», повышают его мощность до уровня в 200 лошадиных сил. Практика продемонстрировала успешность доморощенных попыток установки на «3М3-511» инжекторов, с превращением этого типичного карбюраторного двигателя в инжекторный. Это решение позволяет оптимизировать расход горючего, улучшить производительность двигателя на низких оборотах.

Тюнинг

Для того, чтобы улучшить работу двигателя ЗМЗ 53, можно обратить внимание на следующие варианты самостоятельной модернизации мотора:

1. Подгон двигателя для эксплуатации современных ГБЦ, что значительно улучшит характеристики мощности движка.
2. Смена системы впрыска топлива. Для более стабильной и экономичной работы мотора устанавливается инжекторная система впрыскивания бензина.
3. Улучшение эксплуатационных характеристик мотора за счет установки турбины. Такая модернизация требует монтажа всей системы управления турбинами.

Благодаря вышеуказанному тюнингу, достаточно старый двигатель может получить большие показатели мощности за счет небольших капиталовложений.

Особенности конструкции и комплектация двигателя «ЗМЗ-511»

Конструктивно силовой агрегат данной марки устроен достаточно просто, что положительным образом сказывается на его надёжности и долговечности. Основа двигателя «3М3-511» – это блок из алюминиевого сплава, на который с углом развала в 90 градусов установлены две головки блока цилиндров. У основания этой буквы V, образованной двумя ГБЦ, расположен один распределительный вал. Усилие от его кулачков на клапаны, которые установлены в верхней части головок, передается через штанги.

Между головками находится впускной газопровод (коллектор), на котором смонтированы карбюратор, масляный фильтр и несколько вспомогательных узлов (в частности, система вентиляции картера, система рециркуляции отработавших газов). На внешней стороне головок установлены выпускные коллекторы.

Сверху на силовом агрегате расположен трамблёр, имеющий общий с масляным насосом привод от распределительного вала. На задней части двигателя «3М3-511» смонтирован масляный насос (двухсекционный – на моторах до 2005 года выпуска, односекционный – в поздние годы выпуска). На передней части мотора расположен водяной насос, который интегрирован с вентилятором, а также генератор. Привод насоса и генератора осуществляется клиноременной передачей от коленчатого вала. Привод распределительного вала производится шестерёнчатой передачей от коленчатого вала.

Знакомство

Моторы ЗМЗ являются специальными силовыми агрегатами, которыми оснащают грузовые транспортные средства и легковые автомобили. Востребованность данной продукции с момента основания предприятия и по сегодняшний день является достаточно высокой.

Моторы закупаются: Горьковским автомобильным заводом (ГАЗ), агрегатным заводом в Ульяновске (УАЗ) и Павловским автобусным заводом (ПАЗ). Автомобильная продукция ЗМЗ очень надежна и проста в эксплуатации, что и объясняет ее высокую популярность в отечественной машиностроительной отрасли. В отличие от моторов, работающих на дизеле, бензиновые модели оказались более востребованными. Их представляет достаточно разнообразный модельный ряд. Одним из таких агрегатов является бензиновый мотор ЗМЗ-523.

Блок цилиндров

Блок отливается двигателя «3М3-511» отлит из алюминиевого сплава «АЛ-4», прошёл специальную обработку и покрыт смолой, благодаря чему обеспечивается его герметичность. В этом блоке предусмотрено три ребра жёсткости, в которых обустроена постель коленчатого вала (здесь расположены коренные подшипники (вкладыши). Также вкладыши установлены в передней и задней стенках блока. Все 5 точек опоры коленчатого вала прикрыты крышками на 2-х болтах. Дополнительно в заднем торце выполнен сальникодержатель, закрывающийся отдельной крышкой, через прокладки.

В блоке цилиндров двигателя выполнена «водяная рубашка», которая опоясывает цилиндры. Непосредственно гильзы цилиндров относятся к «мокрому» типу. Они изготовлены из специального износостойкого легированного чугуна, и нижней своей частью (где находится буртик) вставляются в блок. Высота гильз – 153 мм. Посадочный диаметр – 100 мм. Герметизация обеспечивается использованием медной прокладки. Подобное решение конструкции позволяет и легко менять гильзы, и обеспечить эффективный отвод от них тепла.

На двигателях «3М3-511» стоят гильзы с нижней фиксацией. Сверху они прижимаются головкой, а снизу – уплотняются медными кольцами. Для укрепления жёсткости блока нижняя его часть располагается на 75 мм ниже оси коленчатого вала.

В задней части к блоку цилиндров подсоединён картер сцепления. Причём привалочные поверхности этих деталей обработаны индивидуально, в связи с чем установка картера от другого блока невозможна, без специальной доработки. Монтаж картера сцепления и головок на блок осуществляется шпильками. Масляный поддон тоже монтируется с помощью шпилек, более малого диаметра. Они вворачиваются в предусмотренные на нижней части блока (на фланце) приливы.

Сёдла клапанов цилиндров – вставные, чугунные. Втулки клапанов – металлокерамические. В верхней части головок расположены пружины клапанов и коромысла, сверху головки блока цилиндров закрыты крышками. Имеется 2 основных типа блоков «3М3-511» – до 2005 года выпуска – под установку двухсекционного масляного насоса; и после, в последние годы выпуска – под установку односекционного маслонасоса. По особенностям конструкции и характеристикам эти блоки цилиндров являются идентичными. Различие – только в конфигурации места для установки масляного насоса.

Вес блока цилиндров – 44 кг. Диаметр цилиндра – 92 мм. Межцилиндровое расстояние (расстояние между осями соседних цилиндров блока) – 123 мм. Диаметр расточки опор коленчатого вала (под коренные вкладыши) – 67 мм.

Что делать, если агрегат начинает глохнуть?

Судя по многочисленным отзывам автовладельцев, нередко прокладки впускных коллекторов могут пропускать воздух. Это становится заметным при холостых оборотах двигателя. При увеличении количества оборотов силовая установка начинает заметно подергиваться. Убедиться в негерметичности именно пропускного коллектора, или «паука», как его называют в среде автолюбителей, можно, налив воду на места его посадки.

Для замены впускного коллектора мастеру необходимо выполнить следующие действия:

• Отвернуть крепежные гайки и демонтировать «паука». Для его установки предусмотрены специальные шпильки.
• Избавить силовой агрегат от старых прокладок.
• Монтировать впускной коллектор, оснащенный новыми прокладками, на его прежнее место.
• Прочно зажать «паука» крепежными гайками.

Коленчатый вал и поршневая группа

Коленчатый вал на «3М3-511» – литой, с противовесами. Он производится из высокопрочного чугуна «ВЧ-50», легированного магнием, на моторах 90-х годов выпуска – с закалёнными шейками, на более поздних – без их закалки. Диаметр коренных шеек равен 70 мм, шатунных – составляет 60 мм. В передней и задней части коленвала смонтированы сальники, при этом спереди он самоподжимной резиновый, а сзади – на основе асбесто-шнура. В задней части к валу четырьмя болтами прикреплён маховик, в передней части – шестерня привода распределительного вала (на шпонке), а также фланец для шкива привода генератора и водяного насоса.

Изготовленные из стали шатуны устанавливаются на вал через вкладыши (со специальными отверстиями для течи масла). Монтаж шатунных крышек производится болтами, которые дополнительно ещё фиксируются герметиком.

Поршни – литые, сделанные из алюминиевого сплава. Они выполнены в простой конфигурации с плоским днищем. Стандартный диаметр поршней составляет 92 мм (имеется также 5 ремонтных размеров, под расточенные гильзы). Компрессионная высота поршня – 51 мм. Вес – 565 гр. На поршне предусмотрены 3 канавки, под размещение 2-х компрессионных и одного маслосъёмного кольца. Установка поршня на шатуне производится при помощи стального пальца диаметром в 25 мм. Поршневой палец имеет наружный диаметр 25 мм, диаметр внутренний составляет 16 мм. Внешняя поверхность новых поршней покрывается оловом, что оптимизирует приработку.

Шатуны на двигателях «3М3-511» («-513») – кованые, для снижения веса. Длина – 156 мм. Диаметр отверстия верхней головки – 25 мм. Вес – 860 гр.

Капитальный ремонт

Несмотря на высокую выносливость и неплохой эксплуатационный ресурс бензиновой силовой установки серии 523, многим автовладельцам рано или поздно все же приходится ее чинить. Капитальный ремонт заключается в выполнении следующих операций:

• Мойки силового агрегата.
• Разборки и дефектовки.
• Протирки клапанов и починки блочных головок на цилиндрах.
• Замены пришедшего в негодность распределительного вала, поршневой группы, сальниковой набивки и сальников, распределительных шестерен (металлической и текстолитовой), маслосъемных колпачков и масляного насоса.
• Сборки двигателя.
• Регулировки клапанов.
• Обкатки при помощи стендов.
• Установки мотора.

После того как капитальные ремонтные работы будут окончены, а силовой агрегат установлен, мастер должен заправить его моторным маслом. Опытные автолюбители советуют для охладительной системы отремонтированного мотора применять воду. Данная рекомендация объясняется тем, что очень часто после починки в двигателях протекают патрубки. В случае если после наполнения системы водой патрубки не текут, мастер может использовать тосол или антифриз. В заправочную емкость охладительной системы заливают 21,5 литра. Если же двигатель оснащен пусковым подогревателем, то автовладельцу придется дополнительно залить еще два литра.

Топливная система «ЗМЗ-511»

В основе топливной системы – 2-х камерный карбюратор «К-135» (ранее на моторах «3М3-511» («-513») использовались также карбюраторы «К-126»). Карбюратор установлен в верхней части впускного газопровода. Каждая из камер карбюратора обеспечивает подачу топливно-воздушной смеси на один из двух рядов цилиндров. Вплотную к карбюратору смонтирован фильтр тонкой очистки бензина. От карбюратора производится отвод вакуума, для функционирования трамблёра и ограничителя частоты вращения коленчатого вала. Под карбюратором, во впускном газопроводе, тоже предусмотрен отвод вакуума, для функционирования системы вентиляции картера.

Рекомендации по применению

Как утверждают опытные автомобилисты, благодаря правильному и бережному использованию данной силовой установки можно существенно продлить ее эксплуатационный срок. От автовладельца требуется лишь бережное отношение к агрегату и регулярное выполнение плановых технических работ. Преимущественно транспортное средство проверяется после пробега 20 тыс. км. Когда производить капитальный ремонт его оборудования, каждый водитель решает сам. Чтобы оттянуть этот момент, следует:

• Регулярно выполнять замену масла.
• Не доводить силовую установку до перегрева.
• Эксплуатировать мотор в щадящем режиме. Судя по многочисленным отзывам, в качестве причины поломки механизма автолюбители не исключают и заводской брак.

Тем не менее, в большинстве случаев, как и любые другие силовые установки, двигатели ЗМЗ-523 выходят из строя преимущественно по причине ненадлежащего ухода. Избавить себя от лишних хлопот, связанных с капитальным ремонтом и покупкой дорогих запасных частей, можно, эксплуатируя мотор предельно бережно, а также неукоснительно придерживаясь регламентных сроков техобслуживания.

Система смазки

В смазочной системе применён одно- или 2х-секционный шестерёнчатый масляный насос, смонтированный на блоке. Привод насоса осуществляется от распределительного вала. Забор масла из поддона производится маслоприёмником. Очистка масла осуществляется с помощью полнопоточного масляного фильтра, установленного в передней части впускного газопровода, перед карбюратором. Изначально здесь применялся центробежный фильтр, а в последние годы выпуска модели ему на смену пришёл фильтр со сменным фильтрующим элементом.

Подача масла к узлам двигателя производится по внутренним каналам, а к фильтру, или от фильтра – по трубкам из металла. На двигатель можно устанавливать масляный радиатор. В двигателях «3М3-511» предусматривается защита от «масляного голодания», если заклинило маслонасос. В случае остановки насоса срезается штифт в его приводе, и весь мотор также останавливает свою работу.

Неисправности

Газораспределительный механизм (OHV)

В основе газораспределительного механизма «3М3-511» – один распределительный вал, который расположен у основания развала БЦ. Привод распределительного вала – шестерёнчатый от вала коленчатого, шестерни располагаются на передней стенке блока и укрыты крышкой. От распределительного вала к головкам тянутся штанги, которые обеспечивают привод коромысел и клапанов.

Подача бензиново-воздушной смеси от карбюратора к цилиндрам производится по индивидуальным каналам во впускном газопроводе. Непосредственно сам газопровод прикрепляется к головке при помощью шпилек, через прокладки. Газопровод имеет элементарную конструкцию, он не настроен и приводит к пульсации потока топливно-воздушной смеси. Снижение этого эффекта достигается особой формой камер сгорания и впускных каналов ГБЦ. Отвод отработавших газов производится общим для цилиндров каждого ряда выпускным коллектором. Монтаж коллектора также осуществлён шпильками, через прокладку.

Недостатки

Слабыми сторонами силовых агрегатов серии 523 считаются:

• Высокий расход топлива и горюче-смазочных материалов.
• ЗМЗ-523 комплектуется карбюратором, который, по мнению многих потребителей, очень часто ломается и заливает цилиндры. В таких случаях опытные автовладельцы рекомендуют «родные» системы впрыскивания заменять аналогичными, используемыми в автомобилях УАЗ или ГАЗ, или инжекторами.
• Силовая установка не способна развить быструю скорость. Судя по многочисленным отзывам, ее показатель не превышает 90 км/ч. Тем не менее данный параметр нельзя полностью рассматривать как недостаток, поскольку изначально данный мотор предназначается для грузового транспорта, а не гоночного.

Как утверждают владельцы транспортных средств, несмотря на дешевизну силовых агрегатов серии 523, их конструктивную простоту и неприхотливость при техобслуживании, сегодня эти моторы считаются устаревшими. Это объясняется тем, что при большом расходе топлива и высокой стоимости горюче-смазочных материалов эксплуатировать этот силовой агрегат стало экономически нецелесообразно.

Технические характеристики в цифрах

• Число и расположение цилиндров: 8, V-образное.
• Рабочий объём: 4,254 литра.
• Диаметр цилиндра: 92 мм, ход поршня: 80 мм.
• Степень сжатия: 7,6.
• Число клапанов на цилиндр: 2 (1-впуск; 1-выпуск).
• Порядок работы цилиндров: 1-5-4-2-6-3-7-8.
• Номинальная мощность двигателя: 92 кВт, или 125 л.с. – при 3400 об/мин.
• Максимальный крутящий момент: 294 Н.м, или 30 кгс.м, при частоте вращения 2-2,5 тыс. об/мин.
• Минимальный удельный расход топлива: 286 г/кВт.ч, или 210 г/л С.ч.
• Расход масла на угар: 0,4% от расхода бензина.

Начало конструкторских работ

В ходе тестирования агрегатов оказалось, что первые автомобильные бензиновые моторы в недостаточной мере соответствуют требованиям, предъявляемым к тяжелой колесной и гусеничной технике. Руководством предприятия было принято решение разработать новую линейку моторов. В результате были спроектированы агрегаты, оснащенные V-образными цилиндрами. Первым таким двигателем стал ЗМЗ-402. Создавался он специально под 24-ю «Волгу». Впоследствии данный мотор устанавливался также и на «Газели».

Замыкает линейку агрегат ЗМЗ-523. Технические характеристики выпускаемого оборудования были высоко оценены в отечественной машиностроительной отрасли.