Устройство привода вентилятора двигателя умз 4215

крышка подшипника – 120 Нм (коренной) и 60 Н м (шатунный)

головка цилиндров – три стадии 42 Нм, 106 Нм 90°

Заявленный пробег в 250 тысяч км двигатель УМЗ 421 сможет пройти только при соблюдении сроков замены расходных материалов и деталей:

• 10000 км – съемный маслофильтр и моторное масло;
• 15000 пробега – регулировка зазоров клапанов;
• 20000 км – выпускной коллекторный узел, топливопровод и рампа, ремень навесного оборудования и АКБ, свечи;
• 30000 пробега – воздушный фильтр и вентиляция картера;
• 40000 км – антифриз и топливный фильтр;
• 60000 пробега – датчик кислородный.

Внутреннее устройство ДВС предусматривает эти сроки между капремонтами, независимо от их количества. Данный регламент не подходит для газобензиновых моторов, им замена требуется чаще.

В начале 90-х годов Ульяновский автозавод стал ощущать острый недостаток мощных и надежных двигателей, которые могли бы наделить новые автомобили УАЗ лучшими скоростными характеристиками и проходимостью. К 1993 году на основе агрегата УМЗ-4178 был разработан и пущен в серию новый мотор УМЗ-4218.10, который отличался большим для легковых автомобилей объемом и крутящим моментом.

Со временем агрегат УМЗ-4218 был усовершенствован, поэтому он и сегодня все еще стоит на производстве и активно применяется на различных моделях автомобилей УАЗ. Наиболее часто мотор ставился (и ставится) на модели УАЗ-2206 («Буханка»), 3306 («Головастик») и семейство УАЗ «Хантер».

УМЗ-4218 — бензиновый четырехцилиндровый рядный карбюраторный двигатель рабочим объемом 2,89 литра и мощностью от 84 до 112 л.с. Такое различие в мощностях обусловлено особенностями моторов разных годов выпуска — ранние имели меньшую мощность. Кроме того, мощность зависит от используемой марки бензина.

В настоящее время двигатели УМЗ-4218 производятся в трех модификациях:

• 4218.1000402-10 — под установку рычажного сцепления (с периферийными цилиндрическими пружинами);
• 4218.1000402-30 — под установку диафрагменного сцепления;
• 4218.1000450-10 — под установку рычажного сцепления без навесного оборудования.

Конструктивно двигатели абсолютно одинаковы, отличия заключаются лишь в маховике и картере сцепления. Естественно, что и характеристики моторов тоже одинаковы.

Двигатель УМЗ-421

УМЗ-421 появился как результат дальнейшего развития мотора УМЗ-417.

На нем, вместо асбестового шнура наконец то поставили сальник!, и на задней цапфе коленвала ради этого изменили крепление маховика. Поршни сделали увеличенного до 100 мм диаметра, это позволило увеличить мощность и крутящий момент. В сравнении с 2,5-литровыми моторами, момент вырос с 170 до 220 Н.м, а мощность — с 90 до 115 лошадиных сил.

Работы по созданию новых, трехлитровых, двигателей были завершены в 1993 году. В следующем году была выпущена пробная партия таких моторов. Двигатель получил обозначение УМЗ-4218.10. Первые партии страдали от низкого качества блока цилиндров: в процессе отливки часто образовывались поры, которые становились причиной попадания охлаждающей жидкости в масло. «Детские болезни» устранили лишь через несколько лет. Следующим развитием стал УМЗ-421.10, у которого была измена форма выпускного коллектора. Он вместе с приемной трубой глушителя, глушителем и резонатором образовывал настроенную систему выпуска.

Отличительной особенностью нового семейства двигателей с рабочим объемом 2,89 л является оригинальная конструкция алюминиевого блока цилиндров с залитыми тонкостенными гильзами из чугуна. Применение такого блока позволило увеличить диаметр цилиндра с 92 мм до 100 мм при сохранении межцилиндрового расстояния 116 мм (как на двигателях с рабочим объемом 2,445 л), обеспечить при этом увеличение жесткости блока цилиндров по сравнению с блоком, имеющим «мокрые» гильзы, и уменьшить овализацию гильз в процессе эксплуатации, что повысило ресурс цилиндропоршневой группы и снизило эксплуатационный расход масла. Сохранение межцилиндрового расстояния позволило обеспечить взаимозаменяемость значительной части основных деталей и узлов нового двигателя с двигателями рабочего объема 2,445 л. В целях снижения массы поршня уменьшено на 7,5 мм расстояние от днища поршня до оси поршневого пальца и на 7 мм увеличена длина шатуна. В результате этого уменьшились усилия, действующие на боковую поверхность поршня Для применения унифицированной головки блока цилиндров на двигателях 2,445 л и 2,89 л часть объема камеры сгорания (около 12 см3) выполнена в днище поршня в виде усеченного конуса. Подача охлаждающей жидкости от водяного насоса осуществляется в блок цилиндров.

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
Двигатель имеет классическую конструкцию, в которой используется ряд оригинальных решений.

Блок цилиндров. Основу мотора составляет литой блок из алюминиевого сплава, в котором используются чугунные тонкостенные залитые гильзы. То есть, гильза непосредственно залита в тело блока, прочно удерживается там и способна выдержать высокие нагрузки. В верхней части между гильзой и блоком предусмотрены полости для охлаждающей жидкости. Блок дополнительно пропитывается смолой, закрывающей образующиеся при литье поры.

В нижней части блока отлито три перегородки, которые одновременно выступают ребрами жесткости и основаниями для вставки коренных подшипников (вкладышей) коленвала. Подшипники закрываются крышками из ковкого чугуна (крепятся на две шпильки), задняя часть коленвала, уплотненная сальником, закрывается алюминиевой крышкой. Все крышки обрабатываются вместе с блоком, поэтому они не взаимозаменяемы.

В блоке же выполнена постель под установку распределительного вала, она состоит из пяти проточек в стенках и перегородках блока. При этом вал вставляется в блок без каких-либо втулок или вкладышей.

В верхней части блока выполнено десять отверстий под шпильки, на которые устанавливается ГБЦ. В нижней части к блоку крепится масляный поддон. В передней части крепится (через прокладку) литая алюминиевая крышка, закрывающая шестерни ГРМ, а также удерживающая сальник носка коленчатого вала. Наконец, в задней части на блок устанавливается литой алюминиевый картер сцепления, усиленный чугунными вставками. Картер сцепления обрабатывается вместе с блоком, поэтому его нельзя просто так поставить на другой двигатель.

Головка блока. ГБЦ также отличается из алюминиевого сплава, она общая для всего ряда цилиндров. В головке выполнены камеры сгорания, в которых имеются посадочные отверстия под седла клапанов (расположены в один ряд по продольной оси двигателя), а также отверстие под свечу зажигания (свечи расположены под углом).

В верхней части головки располагаются коромысла и пружины клапанов, с противоположной стороны от клапанов имеются вертикальные выточки под пропуск штанг от распределительного вала (соответственно, ответные отверстия есть и в блоке). В теле головки выполнены раздельные впускные и выпускные каналы, все они выходят с одной стороны.

Коленчатый вал. Коленвал силового агрегата — чугунный, литой, с противовесами, при сборке динамически балансируется. Вал имеет 5 коренных шеек диаметром 64 мм и 4 шатунных шейки диметром 58 мм. Внутри вала выполнены каналы для подачи масла к шатунным вкладышам, масло поступает под давлением через отверстия в шатунных шейках.

На задней части вала устанавливается маховик, на передней — чугунная шестерня привода распредвала и ступица шкива (все соединения шпоночные), также в торец вала вкручен храповик для ручного пуска двигателя. Шкив коленвала служит для привода агрегатов, в нем же выполнен простейший демпфер крутильных колебаний — чугунный диск, напрессованный на ступицу через резиновую прокладку.

На переднем коренном подшипнике установлены две стале-алюминиевые шайбы с упорами, предотвращающие осевое перемещение вала. Передняя шайба упирается в специальный диск, расположенный непосредственно на коленвалу, чем обеспечивается упор и отсутствие люфта.

Поршневая группа. В УМЗ-4218 используются литые поршни диаметром 100 мм, изготовленные из алюминиевого сплава с высоким содержанием кремния. В них выполнена часть камеры сгорания, а также имеется три паза под установку поршневых колец, причем в пазе под маслосъемное кольцо имеется четыре отверстия для отвода масла. Поршень устанавливается на стальной шатун через усиленный палец.

Компрессионные кольца — чугунные, двух типов:

• Простые кольца с бочкообразной наружной поверхностью;
• Усовершенствованные кольца с проточкой, благодаря которой кольцо обеспечивает не только уплотнение, но и удаление излишков масла со стенки цилиндра, такие кольца устанавливаются в строго определенном положении.

Маслосъемное кольцо — составное, складывается из двух колец и сепаратора.

Газораспределительный механизм. ГРМ нижневальный, восьмиклапанный, с приводом от коленчатого вала. Привод распредвала реализован в виду двух шестерен — малой чугунной на кленвалу, и большой полиамидной на распредвалу. Применение шестерни из полиамида значительно снижает уровень шума, одновременно повышая надежность и долговечность механизма. Соотношение зубьев шестерен 28:56, поэтому распредвал вращается вдвое медленнее коленвала.

На двигателях разных годов выпуска используется два типа распредвалов:

• До 2001 года — кованые из стали с закалкой или литые из чугуна, имеющие стальную шестерню привода топливного насоса;
• После 2001 года — только чугунные литые распредвалы.

Привод клапанов состоит из штанг (облегченных, из алюминиевого сплава), которые нижней частью упираются в толкатели (те, в свою очередь, опираются на кулачки распредвала), а верхней частью — в коромысла (через наконечники). Торцы толкателей, а также торцы штанг имеют сферическую форму. Коромысла отлиты из стали, они устанавливаются на одну стальную полую ось, через которую обеспечивается подача масла, сама ось крепится к головке шестью стойками (четырьмя основными и двумя дополнительными). В задней части коромысел имеется регулировочный винт для установки зазора.

Клапаны двигателя — стальные, жаропрочные, дополнительно имеют жаропрочную наплавку на фаске. Выпускной клапан имеет диаметр 39 мм, впускной — 47 мм, диаметр стержня — 9 мм. Клапаны удерживаются в головке двумя пружинами на закаленных сухарях. Клапаны уплотняются резиновыми маслоотражательными колпачками, закрепленными на верхней части втулок.

Подача горючей смеси и отвод отработанных газов осуществляется через единый узел — газопровод. В нем объединены впускная труба и выпускной коллектор, причем по конструкции этих элементов газопроводы бывают:

• С ненастроенной системой выпуска;
• С настроенной системой выпуска;
• С простой впускной трубой без дополнительного функционала;
• С впускной трубой с возможностью установки клапана системы рециркуляции ОГ.

На двигатели УМЗ-4218 ставятся газопроводы с ненастроенной системой выпуска и без клапана рециркуляции (модель 417.1008010-20), настроенная системы выпуска используется на агрегатах УМЗ-421, однако присоединительные размеры обоих узлов одинаковы, поэтому настроенная системы выпуска может успешно применяться и на агрегатах 4218.

Масляная система построена на основе шестеренчатого односекционного масляного насоса, расположенного в масляном поддоне двигателя. Привод насоса — от распределительного вала (общий с приводом трамблера) Масло проходит очистку в фильтре, на ряде модификаций моторов также устанавливается масляный радиатор. Всего в двигатель входит 5,8 литров масла.

Система питания построена на основе двухкамерного карбюратора модели К151В или К151Е. Топливо подается бензонасосом с приводом от распределительного вала (и ручной подкачкой), оно проходит очистку в фильтре. Управление дроссельной заслонкой — тросовое.

Система зажигания — бесконтактная, привод распределителя общий с приводом масляного насоса от распредвала. Управление опережением зажигания осуществляется вакуумом от карбюратора.

Система охлаждения — традиционная жидкостная, с принудительной циркуляцией (обеспечивается установленной на моторе водяной помпой с клиноременным приводом от коленвала, также этим ремнем осуществляется привод генератора) и отводом тепла через радиатор. Охлаждение радиатора осуществляется электрическим вентилятором.

На двигатель устанавливаются генератор, стартер, датчики температуры, давления масла и другие. Укомплектованный двигатель имеет массу 163-164 кг.

Еще в этом разделе

Состав системы охлаждения Газели

Любая система охлаждения двигателя состоит из определённых компонентов, каждый из которых выполняет свою функцию. Так, чтобы понять с чего состоит вся структура системы и предназначение узлов, не достаточно посмотреть на схему. Рассмотрим, все детали, а также их характеристики.

Радиатор

Радиатор является одной из незаменимых частей системы охлаждения. Именно в этом элементе происходит охлаждение охлаждающей жидкости, которая циркулирует по системе. На Газели зачастую устанавливается радиатор алюминиевой конструкции, в котором в три ряда идут трубки.

Он имеет входное и выходное отверстие, где в первое входит горячая «охлаждайка», а со второго выходит остывшая жидкость. Охлаждение происходит за счёт встречного потока ветра, который проходит сквозь деталь.

Электровентилятор

На помощь радиатору, если он не справляется, приходит вентилятор охлаждения, который срабатывает автоматически, когда температура жидкости в системе доходит до 105 градусов. При этом, вентилятор достаточно быстро и эффективно охлаждает соты радиатора, а когда температура упала, он выключается.

Включение и выключение данного узла проводится при помощи датчика температуры охлаждающей жидкости и электронного блока управления двигателем, который регулирует все процессы работы мотора.

Термостат

Термостат — один из элементов, который знакомый почти всем автомобилистам. Элемент помогает прогревать двигатель, а также охлаждать его. Как известно у автомобильных двигателей существует два круга охлаждения, каждый из которых выполняет свою функцию. Так, если термостат закрыт, то жидкость циркулирует по малому кругу без участия радиатора.

Обычно, эта система необходима для быстрого и эффективного прогрева силового агрегата. Когда термостат открывается (при 65-70 градусах), то ОЖ начинает циркулировать через радиатор, что позволяет ей не перегреваться.

Датчик температуры

Датчик температуры — единственная электрическая часть системы охлаждения двигателя, которая считывая данные о температуре системы, отправляет их в электронный блок управления двигателем. Впоследствии «мозги» на основе полученных данных принимают решение о включении вентилятора охлаждения или нет.

Стоит отметить, что неисправность данного датчика, обычно, приносит много проблем владельцам силового агрегата, поскольку на основании данных температуры регулируется не только включение электровентилятора, но и расход топлива, а также работа вспомогательных систем.

Расширительный бачок

Расширительный бачок — пластиковая ёмкость, которая располагается выше остальных элементов системы охлаждения и показывает уровень «охлаждайки» в моторе. Кроме этого, в него выдавливается лишнее количество жидкости с системы.

Пробка расширительного бачка

Очень важным элементом охлаждения является — пробка расширительного бачка, поскольку именно через неё будет выдавливать горячую или кипящую ОЖ в случае перегрева силового агрегата. Также служит клапаном, который показывает наличие проблем в системе охлаждения.

Водяной насос

Один из самых важных элементов мотора — водяной насос или просто помпа. Этот узел обеспечивает циркуляцию ОЖ по всей системе. Чем быстрее работает помпа, тем быстрее происходит охлаждение движка.

Привод помпы производится при помощи ремня генератора, который приводится в действие от шкива коленчатого вала. На двигателях Газель 405 установленный современный водяной насос, не разборной, поэтому, при выходе со строя — элемент меняется в сборе.

Патрубки

На 405 моторах установлены патрубки, которые соединяют узлы системы между собой и обеспечивают циркуляцию жидкости. Родные патрубки — резиновые и при воздействии перепада температур зачастую расходятся, поэтому многие автолюбители стараются заменить их — на силиконовые, которые не дешёвые.

Радиатор печки

Использование радиатора печки — сезонное явление. Конечно, если смотреть со стороны охлаждения двигателя, то отопитель поглощает достаточное количество вырабатываемого тепла. Но, этот узел используется только в зимний период. При поломке термостата и электровентилятора печку используют, как дополнительный узел охлаждения, но в летнее время года это создаёт значительный дискомфорт.

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

Конструкция двигателя УМЗ-421

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

Список моделей авто, в которых устанавливался

До 2005 года большинство ДВС Ульяновского моторного завода использовалось несколькими производителями автомашин. Не стал исключением и мотор УМЗ 421, которым комплектовали транспортные средства:

• внедорожники УАЗ Хантер, Патриот, Барс, 3160,3161;
• вседорожник Симбир 3162, Тигр 2330;
• грузовики Пикап, Карго, 39095;
• микроавтобусы 2206, 3303, 3741, 3909, 3962, Симба 3165;
• бортовая Газель 3302;
• грузопассажирская Газель Фермер 33023;
• рамные автофургоны ГАЗ 2705;
• микроавтобусы Газель 3221;
• фургоны и микроавтобусы Соболь 2217;
• минивэны Баргузин 2217.

Автобус ГАЗ Симба

Устройство и технические данные

Устройство этого мотора включает в себя следующие элементы:

1. Блок цилиндрических деталей, выполненный из алюминия.
2. Головки блока цилиндров, которые крепятся на осевой механизм коромысел.
3. Коленчатый вал, оборудованный коренными и шатунными шейками, что позволило улучшить характеристики двигателя.
4. Одномассовый маховик, оснащенный венцом зубчатого типа.
5. Поршневая часть мотора. На каждом поршне есть 2 компрессионных и одно маслосъемное кольцо.

Параметры и технические характеристики УМЗ-4216:

Система охлаждения

Система охлаждения двигателя 4216 включает в себя:

• радиатор;
• клапан термостата;
• вентилятор;
• кран печки;
• расширительный бак для рабочей жидкости;
• малый и большой контур охлаждения.

Полная схема приведена в руководстве пользователя. Тип системы охлаждения — жидкостный. При помощи центробежного насосного механизма начинается принудительная циркуляция охлаждающей жидкости в системе. Проходя через устройство нагревателя, она доводится до нужной температуры, а в радиаторной части начинается процесс ее остывания. Сама жидкость проходит по двум кругам циркуляции: по малому и большому. Малый круг не включает проход через радиатор.

Сцепление

Конструкция сцепного механизма включает в себя следующие элементы:

• коленвал;
• маховик;
• диск ведомого типа;
• нажимной диск;
• защитный кожух;
• пружины;
• отжимную рукоятку;
• подшипник;
• трубопровод;
• шестерни;
• картер коробки передач;
• главный цилиндр.

Во время нажатия водителем на педаль усилие передается через шток и поршневую часть, после чего давление переходит от поршней на рабочий цилиндр. Затем шток начинает перемещать вилку выключения сцепного механизма и нажимной подшипник, от которого усилие передается на шестерни. Когда водитель отпускает педаль, то начинают действовать пружинные детали, и все запчасти возвращаются в начальное положение.

Замена сцепления происходит только на выключенном двигателе.

Электросхема

Схема подключения электрооборудования состоит из таких элементов, как:

• аккумуляторные батареи;
• электрический стартер;
• амперметр;
• катушка зажигания;
• регулировочное реле;
• генераторная установка;
• свечи зажигания.

Перед началом работ всегда рекомендуется проводить внешний осмотр проводки на наличие повреждений, обрывов и дефектов. Номинальное напряжение в системе подключения электрического оборудования составляет 12 В.

Во время работы мотора с небольшим количеством оборотов питание потребителей происходит за счет аккумуляторных батарей, т.к. генераторная установка не развивает необходимой электродвижущей силы. Все потребители подключаются параллельно.

Расход топлива

Данная модель силового агрегата выпускается Ульяновским моторным заводом. Средний расход бензина системы питания двигателя летом составляет 18 л на 100 км. Расход топлива ГАЗели УМЗ-4216 зимой равен 26 л на 100 км.

Обзор неисправностей и способы их ремонта

Ремонт УМЗ 421

Варианты тюнинга мотора

Поскольку двигатель УМЗ 421 семейства создан для тяжелых грузовиков, минивэнов, вне- и вседорожников, грузопассажирских машин, атмосферный тюнинг механическим способом не имеет смысла даже рассматривать. Зато вполне возможна установка турбины городского спокойного типа. Для этого необходимо выполнить действия:

• замена штатных форсунок модификациями 440СС от производителя Subaru;
• переделка впускного коллектора под интеграцию интеркуллера;
• шлифовка камер сгорания и каналов внутри ГБЦ;
• ШПГ и валы остаются штатными;
• вместо объединенного выпускного тракта монтируется прямоточный паук 63 мм в диаметре.

Турбокомпрессор для УМЗ 421

После перепрошивки и настройки тюнинг способен добавить 30 – 50 л. с., движок становится «тракторным», обладает мощным крутящим моментом в нижнем диапазоне оборотов.

Таким образом, базовым в серии производителя УМЗ считается мотор 4218.10 с весьма средним ресурсом из-за дефектов литья блока цилиндров. Зато во всех следующих версиях, не только исправлен этот дефект, но и использованы другие конструкционные решения для повышения характеристик и срока службы.

Источник

Вам также может понравиться

Где находится датчик холостого хода в Шкода Октавия А5: подробная информация

    Шкода октавия а5 датчик холостого хода

0218

Устройство ввода графических данных в виде рукоятки с датчиком напряжения

    Что является устройством ввода графических

0194

Почему возникает низкий уровень сигнала в цепи датчика и как это влияет на работу

    Что означает низкий уровень сигнала в

0202

Последствия отключения датчика педали сцепления

    Что будет если отключить датчик педали

0185