Двигатели ГАЗ-51, ЗИМ-12, М-20 и ГАЗ-69 образуют семейство бензиновых четырехтактных карбюраторных двигателей. Они устанавливаются на автомобили, освоенные в производстве и выпускаемые Горьковским автозаводом имени В. М, Молотова после Великой Отечественной войны.
Двигатель ГАЗ-51 (рис. 1 и 2) устанавливается на двухосные грузовые автомобили ГАЗ-51 (грузоподъемностью 2,5 т и с приводом на одну ось) и ГАЗ-63 (грузоподъемностью 2 т и с приводом на обе оси), а также на различные автомобили специального назначения (самосвалы, автобусы, санитарные, пожарные, автопогрузчики и т. д.).
Двигатель ЗИМ-12, устанавливаемый на комфортабельный легковой семиместный автомобиль ЗИМ, представляет собой по существу модернизированный двигатель ГАЗ-51, обладающий большими мощностью и крутящим моментом. Увеличение мощности двигателя достигнуто за счет повышения степени сжатия и применения сдвоенного карбюратора (без ограничителя числа максимальных оборотов), в котором каждая смесительная камера работает на три цилиндра, улучшая тем самым наполнение их горючей смесью.
Двигатель ЗИМ-12 отличается от двигателя ГАЗ-51 блоком и головкой цилиндров, пластиной крышки распределительных шестерен, задней крышкой клапанной коробки, маслоналивным патрубком, шатуном и его вкладышами, коленчатым валом, крышкой и вкладышами заднего коренного подшипника,
газопроводом и его кожухом, вентилятором и деталями вентиляции картера. Кроме того, в двигателе ЗИМ-12, в отличие от двигателя ГАЗ-51, вместо маховика установлена гидромуфта; привод водяного насоса и генератора осуществляется одним клиновидным ремнем вместо двух, а в системе охлаждения отсутствует котел пускового подогревателя.
Двигатель М-20 (рис. 3, 4 и 5) устанавливается на легковой пятиместный автомобиль „Победа".
Двигатель ГАЗ-69 устанавливается на одноименный легковой автомобиль высокой проходимости (с приводом на обе оси), предназначенный в основном для использования в сельском хозяйстве, вместо автомобиля ГАЗ-67.
По своей конструкции он одинаков с двигателем М-20, за исключением масляного картера, маслоналивного патрубка, выпускного патрубка водяной рубашки цилиндров, задней крышки клапанной коробки, вентилятора, планки крепления кронштейна генератора к пластине, крышки распределительных шестерен и деталей вентиляции картера Незначительным изменениям в двигателе ГАЗ-69 подверглась также и пластина крышки распределительных шестерен: к ее лапам приварены три усилителя для увеличения их жесткости.
В отличие от двигателя М-20, в систему смазки двигателя ГАЗ-69 включен масляный радиатор, а в систему охлаждения— ко тел пускового подогревателя. Таким образом, основными (базовыми) моделями этого семейства двигателей являются двигатели ГАЗ-51 и М-20.
О различиях в основных деталях и узлах двигателей ГАЗ-51 и ЗИМ-12, а также М-20 и ГАЗ-69 будет сказано подробнее ниже при описании их конструкции.
Все перечисленные, выше двигатели обладают большой литровой мощностью, высокой экономичностью и износоустойчивостью. Наряду с этим они отличаются простотой обслуживания, ухода и ремонта, а также надежностью работы. В их конструкции и технологии изготовления учтены последние технические достижения в области двигателестроения.
Краткая техническая характеристика этих двигателей приводится в табл. 1.
Внешние характеристики и кривые расхода топлива двигателей ГАЗ-51, М-20, а также ЗИМ-12 при нормальных технических условиях (760 мм рт . ст. и 15°С) приведены на рис. 6 и 7.