Двигатель УМЗ : характеристики, обслуживание, ремонт

Особенности конструкции

Поскольку двигатель УМЗ 421 эволюционировал из базовых вариантов УМЗ 417 и ЗМЗ 402, а еще раньше — ГАЗ 21, отличиями конструкции являются:

  • впервые у данного производителя использованы сухие гильзы внутри блока цилиндров;
  • поршневой палец смещен вверх на 7 мм;
  • резиновое уплотнение задней опоры коленвала вместо набивки шнуром;
  • усилия на боковые поверхности поршня снижены за счет увеличения на 7 мм длины шатуна;


Система охлаждения

Чтобы выполнить капитальный ремонт собственными силами, достаточно гаражных условий и обычного инструмента без специальных приспособлений.

Модельный ряд

Двигатели УМЗ — это две линейки моторов, разработанных для установки на автомобили «ГАЗель», «Соболь» и УАЗ.

Для автомобилей УАЗ выпускаются следующие модели двигателей:

– УМЗ-421; – УМЗ-4213; – УМЗ-4218; – УМЗ-4178.

Для автомобилей «ГАЗель» выпускаются следующие модели двигателей:

– УМЗ-4215; – УМЗ-4216; – УМЗ-42161; – УМЗ-42164 «Евро-4»; – УМЗ-421647 «Евро-4»; – УМЗ-42167.

Большинство двигателей УМЗ выпускается в нескольких модификациях, отличающихся комплектацией, мощностью и некоторыми параметрами. На сегодняшний день УМЗ снял с производства все двигатели, работающие на 80-м бензине, сейчас выпускаются бензиновые двигатели под бензин АИ-92 и АИ-95, а также битопливные под бензин и газ.

Нужно отдельно сказать о каждом из двигателей.

УМЗ-421. Выпускается только одна модификация. Бензиновый карбюраторный двигатель мощностью 98 л.с., диафрагменное сцепление, шкив ГУР. Экологический класс «Евро-0», работает на бензине АИ-92.

УМЗ-4213. Бензиновый инжекторный двигатель мощностью 110, 115 и 117 л.с. Выпускается в шести модификациях для легковых и грузовых УАЗов. Некоторые модификации оборудованы шкивом ГУР, штуцером отопления и краном ВС-15, все имеют диафрагменное сцепление. Работают на бензине марок АИ-92 и АИ-95.

Неисправности и ремонт

Проблемы и недостатки движка УМЗ такие же, как и у 402-го мотора, на базе которого он создавался. Конструкторы хоть немного и оптимизировали, а также адаптировали мотор, но некоторые недостатки всё же остались. Так, при эксплуатации появляется вибрация, дёрганье и троение силового агрегата.

По большому счёту, это связано с недостатками впрыска. На форсунках появляется налёт, который устраняется чисткой. Как показывает практика автолюбителей, родные детали стоит заменить на более качественные элементы аналогового производства.

Ещё одним серьёзным недостатком является недоработка системы охлаждения. Так, морально устаревшая система термостата, приводит к постоянным перегревам. Но, всё кардинально меняется с установкой кит комплекта системы ОЖ. Также, к недостатку можно отнести большой расход горючего, но при таком объёме мотора — это не удивительно.

  Модернизировать систему можно при помощи прошивк

Модернизировать систему можно при помощи прошивки электронного блока управления силовым агрегатом, где можно уменьшить расход, или пожертвовать данной функцией и увеличить мощностные характеристики.

Для улучшения характеристик двигателя владельцу транспортного средства предлагается установить турбину. Итак, валы оставляем стандартные, поршневая стандартная, дорабатываем головку блока цилиндров, каналы, камеры сгорания, шлифуем, покупаем, маленький 17-й Garrett с интеркулером, варим под него коллектор, покупаем форсунки Subaru 440 сс, выхлоп на 63 трубе прямоточный, настраиваем и получаем тракторный мотор, с невысокой мощностью, но с хорошим моментом.

Предпосылки создания

Первой продукцией завода стали четырёхцилиндровые карбюраторные двигатели ГАЗ 21 и ЗМЗ 451 (оба с одинаковым рабочим объёмом цилиндров 2445 куб. см). Производство этих двигателей было передано в Ульяновск с Заволжского моторного завода. В ходе производства двигатели претерпели несколько модернизаций, но к 1990-91 году почти не имели дальнейших перспектив совершенствования конструкции, повышения мощностных характеристик и одновременного снижения расхода топлива. К этому же времени необходимость повышения конкурентоспособности серийных автомобилей УАЗ в условиях рыночной экономики привела к необходимости создания двигателей с большим крутящим моментом и максимальной мощностью.

Обслуживание

Как правильно проводится обслуживание на двигателе УМЗ 421? Согласно заводских данных и технических карт, распишем, как проводиться ТО для 4213. Техническое обслуживание силового агрегата проводится каждые 10 тыс. км пробега для эксплуатации на бензине, и 8-9 тыс. км — при наличие газовой установки:

  1. ТО-0. 1000 км: замена масла и масляного фильтра.
  2. 10000 км: замена масла, маслянного и воздушного фильтра, свечей зажигания, высоковольтных проводов, фильтра тонкой очистки топлива, регулировка зазора клапанов.
  3. 20000 км: замена масла, масляного фильтра, топливного фильтра.
  4. 30000 км: замена масла, маслянного и воздушного фильтра, свечей зажигания, высоковольтных проводов, фильтра тонкой очистки топлива.
  5. 40000 км: замена масла, масляного фильтра, топливного фильтра,  и генератора.
  6. 50000 км и последующие: замена масла и масляного фильтра. Каждые 20000 км меняется — топливный и воздушный фильтр, регулируются клапана.

Способы оплаты

  • Наличными. В офисе компании или водителю (доступно для Нижнего Новгорода, Владимира, Москвы)
  • Банковскими картами. Оплата банковского счета компании физическим лицом через Сбербанк онлайн
  • Банковский счет. Отправьте реквизиты компании на почту info@sferazap.ru и мы выставим счет на оплату с НДС или без НДС

Цены по безналичному расчёту для юридических лиц могут отличаться от цен на сайте.Скидки указанные на сайте, действительны только для частных лиц.Актуальные цены для юридических лиц уточняйте на момент покупки.

Размещение датчиков давления масла на автомобилях УАЗ

Положение датчика зависит от конструкции автомобильного мотора.

На УМЗ-417 и УМЗ-421 основной датчик находится с правой стороны (по ходу движения вперёд) мотора под генератором. Аварийный — между приводными шкивами коленвала и водяной помпы.

В 1977 г. начался пробег автомобилей по маршруту: Москва — Горький — Ташкент — Каракумы — Баку — Тбилиси — Ростов-на-Дону — Харьков — Москва. Газеты писали: «Каракумский пробег показал, что УАЗ — автомобиль, годный для эксплуатации в самых разнообразных климатических и почвенных условиях».

УАЗ

https://www.uaz.ru/company/75/karakumyi

На ЗМЗ-4021 и ЗМЗ-4104 основной датчик установлен за генератором. Аварийный — с левой (по ходу движения) стороны в нижней части масляного фильтра.

Оба датчика ЗМЗ-409 расположены по левой стороне двигателя за термостатом над коллектором отработанных газов.

На ЗМЗ-5143 основной датчик установлен справа (по ходу движения) на уровне верхнего среза шкива коленвала перед масляным фильтром.

Аварийный — слева в передней части ГБЦ на уровне верхнего среза шкива вентилятора.

Весной 1973 года на протяжении 4,5 месяца продолжалась автоэкспедиция московских журналистов на двух автомобилях УАЗ-469 по маршруту Москва — Магадан — Москва. Водители-испытатели преодолели около 40 000 километров.

УАЗ

https://www.uaz.ru/company/75/magadan

Неисправности

НЕИСПРАВНОСТЬПРИЧИНА
Появляется детонация и заметная потеря мощности мотора.Распространенной причиной подобных проблем является клапанный механизм, который в силу отсутствия гидрокомпенсаторов требует регулировки зазоров. Также проблемы с троением и детонацией могут возникать по причине вышедшей из строя свечи, которая не дает искры.
Мотор работает неровно, постепенно теряя масло.Посредственная термоустойчивость УМЗ 421 стала одним из слабых мест этого силового агрегата. Данная проблема характерна также для моторов УМЗ 341 серии. Масло может уходить в охлаждающую жидкость через многочисленные микротрещины в головке блока цилиндров.
Ремонт УМЗ 341 и 421 моторов в данном случае имеет высокую стоимость и заключается в замене поврежденной ГБЦ.
При небольшом количестве трещин возможна шлифовка головки и использование ремпрокладок, однако такой ремонт может рассматриваться только в качестве временного, так как спустя 10-15 тысяч пробега вновь появятся проблемы с потерей масла.
Прогорание поршней.Подобные проблемы двигатель УМЗ может иметь на пробегах более 200-300 тысяч километров или же при эксплуатации автомобиля в условиях повышенных нагрузок. Ремонт заключается в замене поршней, коленвала и рубашки цилиндров.
Значительное увеличение расхода топлива и потеря тяги.Причин подобного может быть масса. Начиная от проблем с зажиганием у УМЗ 421, так и связанных с неправильной работой системы подачи топлива. Ремонт возможен только после вскрытия мотора и определения причины поломки.
Появление потеков масла на моторах серии УМЗ 421.Проблема решается путем замены прокладки головки блока цилиндров, которая может быстро выходить из строя и пропускать масло.
Куда хуже, если двигатель УМЗ протекает после перегрева мотора, что может свидетельствовать о повреждении ГБЦ. В данном случае ремонт заключается в замене треснувшей головки.
Моторы серии УМЗ 421 плохо заводятся и захлебываются во время работы.Ремонт производится после диагностики причины проблем. Достаточно часто бывает достаточно заменить или прочистить воздушный фильтр, что позволяет решить имеющуюся проблему. Также из строя может выходить расходомер воздуха, что требует замены поврежденного элемента.
Появление прогрессирующей вибрации и дрожь двигателя.Проблема кроется в вышедшей из строя подушке двигателя, что и приводит к появлению повышенной вибрации.
Ремонт представляет определенные сложности, так как необходимо демонтировать двигатель УМЗ из подкапотного пространства и заменить поврежденную подушку мотора.

Основные версии

Базовая карбюраторная модель УМЗ 421 имела настроенную выхлопную систему. В систему входили выпускной коллектор, глушитель, приемная труба глушителя и резонатор. Однако такая система выпуска газов вызывала сложности с установкой таких двигателей на некоторые серийные автомобили УАЗ, особенно с кузовом вагонного типа («буханка»). Эти сложности привели к появлению модификаций с системой ненастроенного выпуска.

В 1998 году УМЗ вышел на новый для себя рынок сбыт

В 1998 году УМЗ вышел на новый для себя рынок сбыта — начались поставки двигателей модели УМЗ 4215 для малотоннажных грузовых автомобилей ОАО «ГАЗ». В то же время растущие требования к токсичности выхлопных газов привели к оснащению двигателей УМЗ системами впрыска топлива с управлением подачей топлива и параметрами зажигания с помощью электронных блоков управления. Первые двигатели с такими системами были отгружены клиентам в 1999-2000 году — мотор с индексом УМЗ 4213 стал устанавливаться на автомобили УАЗ-3160.

Для комплектации машин УАЗ поставлялся 98-сильный 4218.10 (со степенью 7,0 под бензин А80) или 103-сильный 4218.10-10 (со степенью 8,2 под бензин А92). Соответственно моторы могли быть с разными системами выпуска. Также для нужд УАЗ производился 117-сильный 4213.10-40 с системой впрыска топлива. Для машин ГАЗ выпускались моторы 4213.10-50, 4215.10-10, 4215.10-30 и 123-сильный впрысковой 4216.10.

Модификации

В зависимости от своей модификации силовой агрегат предназначался для работы на низкооктановом бензине или газобензине у мотора серии УМЗ 4218.

Последние инжекторные модификации мотора УМЗ 4213 Evotech предполагали использование высокооктанового топлива А-92. Следует сказать, что этот мотор критичен к качеству бензина, что приводит к проблемам с топливной системой и необходимостью очистки и замены топливного фильтра и бензонасоса.

  • Мотор УМЗ 4215 не отличался устойчивостью к перегреву, что приводило к необходимости дорогостоящего ремонта головки блока цилиндров.
  • Первоначально данная разновидность силовых агрегатов оснащалась карбюраторной системой подачи топлива, и лишь в последних генерациях мотора УМЗ 4213 и УМЗ 4218 применялись инжекторы, которые позволили улучшить показатели топливной экономичности.
  • Однако проблема недостатка мощности так и не была решена. Силовой агрегат УМЗ 4213 с инжектором и объемом в 2,9 литра выдавал 125 лошадиных сил, что было недостаточно для обеспечения качественной динамики микроавтобусов и тяжелых автомобилей повышенной проходимости.
  • Двигатель УМЗ 4218 агрегатировался с механической коробкой передач, а сами автомобили получили систему полного привода. Модернизированные версии силовых агрегатов этой серии отличались улучшенными техническими характеристиками и по отзывам владельцев оказались более надежными, нежели чем первое поколение двигателя.
  • Силовой агрегат УМЗ 4218 имеет тонкие сухие гильзы, что положительно сказывается на прочности блока, в котором используются цилиндры с диаметром в 100 миллиметров. Поршни в УМЗ 249 выполнены с технологией смещения пальца, что обеспечивает долговечность мотора при его эксплуатации в тяжелых условиях.
  • Необходимо сказать, что несмотря на попытки инженеров УАЗа усилить конструкцию силового агрегата УМЗ 4218, обеспечить двигателю необходимую температурную устойчивость не удалось. Объяснить это можно устаревшей конструкцией силового блока, которая, по сути, не менялась с 1956 года, когда был разработан 402 двигатель. Базу этого двигателя используют моторы 421 семейства и силовые агрегаты УМЗ 341 серии.
  • В целом можно сказать, что сервисное обслуживание не представляет особой сложности, что позволяет ремонтировать двигатель УМЗ 4218 в большинстве сервисных мастерских. Самостоятельный ремонт этого двигателя также не представляет какой-либо существенной сложности.
  • Используемая на последних модификациях мотора УМЗ 4215 инжекторная система впрыска, по отзывам владельцев, не отличалась надежностью, что приводило к частым проблемам с форсунками, замена которых в силу конструктивных особенностей этого силового агрегата представляла определенную сложность.

У автовладельцев большей популярностью пользуются простые карбюраторные версии двигателя, которые отличаются надежностью и простотой обслуживания. Отметим, что карбюраторные версии двигателей не столь критичны к качеству используемого топлива, что позволяет заправлять машину низкооктановым бензином.

Описание

К 1996 году был разработан и внедрен в серийное производство двигатель новой модели с рабочим объемом цилиндров 2890 куб.см., который соответствовал новым требованиям. Проект получил название УМЗ 421. Фактически УМЗ 421 стал последней версией мотора ГАЗ 21, который пошел в серию в 1957 году. Благодаря увеличенному рабочему объему, увеличенным выпускным клапанам (диаметр вырос на 3 мм — до 39 мм) и ряду других доработок удалось повысить крутящий момент до 22,6 кгс/м и мощность до 125 л.с. (прежние модели имели момент не более 17 кгс/м и мощность не выше 80-90 л.с.).

В рамках проекта УМЗ 421 существовало несколько десятков двигателей, отличающихся друг от друга степенью сжатия, системой питания, навесными агрегатами, типом привода навесных агрегатов и другими узлами. Система смазки всех моторов — комбинированная, от шестеренчатого насоса. Для замены требуется около 6 литров масла, масло рекомендуется полусинтетическое с допусками от 5W-30, 10W-40, 5W-40 или 20W-40. Система охлаждения мотора жидкостная, с принудительной циркуляцией жидкости от насоса.

Плюсы и минусы

Традиционно для любого семейства движков самым слабым является базовая версия, в данном случае, 4218.10. Недостатками мотора являются:

  • низкое качество металлообработки;
  • протечки ОЖ, масла из блока, ГБЦ и смешивание рабочих жидкостей;
  • морально устаревшая схема ГРМ и привода;
  • повышенный расход ГСМ;
  • регулировка теплового зазора клапанов каждые 15000 пробега.

С другой стороны, плюсов в моторе гораздо больше:

  • заводской тюнинг расточкой цилиндров до 100 мм для увеличения рабочих характеристик;
  • модернизация выпускного такта за счет объединения в единый узел выхлопной трубы, выпускного коллектора и резонатора;
  • возможность произвести капремонт своими руками;
  • форсировка впускного тракта для увеличения мощности;
  • нормальный резинотехнический сальник вместо набивки шнуром на задней опоре коленвала;
  • эксплуатационный ресурс от 250000 км пробега.


Впускной коллектор

Например, конструкторами использована головка блока цилиндров от 417 модели ДВС, а камера сгорания увеличена за счет конструкции поршня, в котором отфрезеровано углубление конусной формы.

Перечень модификаций ДВС

Традиционно для Ульяновского моторного завода руководство разрабатывает моторы сериями. Основным двигателем стал 4218.10 с характеристиками – Евро-1, мощность 98 л. с., степень сжатия 7 единиц. В семейство движков УМЗ 421 вошло несколько модификаций:

  • 4218.10-10 – карбюраторный, для адаптации под бензин АИ-92 степень сжатия увеличена до 8,2, мощность увеличена до 103 л. с.;
  • 421.10 – карбюраторный, новая конструкция выпускного тракта;
  • 421.10-30 – карбюраторный, выпускной коллектор другой конструкции;
  • 4213.10-40 – инжектор для УАЗ, Евро-3, мощность 117 л. с.;
  • 4213.10-50 – инжектор для УАЗ, Евро-4;
  • 4215.10-10 – карбюратор под А-76;
  • 4215.10-30 – карбюраторный, под АИ-92;
  • 4216.10 – инжекторный, под АИ-92 для Газелей, Евро-3, степень сжатия 8,8, мощность 123 л. с.;
  • 42164.10 – инжектор под Газель, мощность 99 л. с.;
  • 42164.10 – инжекторный, для Газели, Евро-4, мощность 125 л. с., новый распредвал;
  • 421647.10 – газобензиновый вариант мощностью 100 л. с.;
  • 42167.10 – газобензиновый вариант мощностью 123 л. с.


УМЗ 4213.10


УМЗ 4215.10


УМЗ 4216.10


Газобензиновый УМЗ 421647.10

Отличительной особенностью семейства моторов 421 является наличие варианта 4219 для венной техники. В зависимости от того, какое навесное оборудование используется в комплектации ДВС, имеется несколько вариантов 4219.10:

  • 4179.10-01 – под сцепление 254 мм рычажного типа;
  • 4179.10-13 – добавлен ГУР;
  • 4179.10-05 – под диафрагменное сцепление диаметром 240 мм;
  • 4179.10-25 – добавлен насос ГУР.


Военный вариант 4219.10

Движение автомобиля сопровождается рывками или провалами

Резкие или кратковременные рывки, появляющиеся во время движения, возникают наиболее часто по причине сбоев искрообразования

В силу инерционности горения топлива кратковременные и резкие рывки по причине неисправности топливной системы не возможны и следует основное внимание сосредоточить на проверке свечей зажигания, высоковольтных проводов и правильной работы катушки зажигания. Самостоятельно, без наличия диагностического оборудования проверить сбой искрообразования, пробой высоковольтных проводов и межвитковых замыканий на катушке зажигания невозможно

Решить проблему возможно банальной подменой заведомо исправных деталей системы зажигания.

Что видит специалист при поиске рывков, совершаемых автомобилем во время движения.

Процессы образования искры для поджига топливной смеси в цилиндрах совершаются с огромными скоростями, иначе говоря это быстротечные процессы и зафиксировать («поймать») точку потери искры возможно только специальными приборами, осциллографами, которые могут записывать информацию покадрово через заданный и очень короткий промежуток времени (в миллисекундах и микросекундах).


Нормальное горение искры


Дефект — нет искры

На левом рисунке показана осциллограмма нормально работающей искры. Слева направо – включается коммутация в первичной цепи катушки зажигания и происходит заряд, который по достижению времени отдает накопленную энергию электродам свечи в виде высоковольтного пробоя, который достигает 10,0 киловольт. Пробой мгновенно переходит в режим искры (горизонтальная линия), которая работает при напряжении 2,0 киловольт. Участок горения искры завершается волнообразными затухающими колебаниями, свидетельствующими об исправности катушки зажигания (остаточное высоковольтное напряжение).

На правом рисунке осциллограмма до пробоя разряда одинаково записывается осциллографом, но далее отсутствует горизонтальный участок линии горения искры. Это и есть рывок автомобиля в движении.

Рывки на автомобиле с двигателем УМЗ также могут появляться при неисправности датчиков синхронизации, при этом аварийная лампа неисправности на панели приборов может и не включаться. В этом случае проще заменить датчики синхронизации.

Провал часто возникает из-за неисправности катушки зажигания, которая самостоятельно определяется подменной заведомо исправной катушки или специалистом, используя специальное диагностическое оборудование.

Тюнинг

Увеличение мощности силовых агрегатов серии УМЗ 421 представляет определенную сложность, так как конструкция мотора устарела, поэтому провести тюнинг без потери надежности силового агрегата зачастую невозможно.

  • Тюнинг карбюраторных разновидностей этого силового агрегата может выполняться путем использования заводского инжектора, который устанавливается на модернизированную версию УМЗ 4213 Evotech.