В двигатель УМЗ 421 заложены конструктивные решения предыдущей серии 417 и мотора ГАЗ 21. Прототип под маркировкой 4218.10 был завершен в 1983 году, однако дорабатывали его еще три года. После чего, конструкторы занялись версией 241.10 с оригинальной формой выпускного тракта.
ДВС УМЗ 421
Затем добавились еще 8 модификаций с увеличенной мощностью, степенью сжатия, дефорсированные, с другим распредвалом, под нормы Евро-4 и два газобензиновых варианта. В итоге, линейка ДВС 421 выпускается по сей день, ею комплектуются грузовые и пассажирские Газели, Соболи, Баргузины и внедорожники Хантер, грузопассажирские УАЗы «Буханки».
Технические характеристики УМЗ 421 2,9 л/98 – 125 л. с.
Изначально в двигателе первой версии 4218.10 антифриз проникал сквозь поры алюминиевого литья блока цилиндров в масло. Протечка была неустранимой, не помогала замена прокладки ГБЦ, поэтому изготовителем была использована пропитка блока смолой по технологии авиастроения, изменена форма впускного тракта, мотор назван 421.10.
Доработанный вариант 421.10
Для повышения крутящего момента на низах и мощности в целом схема двигателя получила два дополнения:
- резонатор в выпускной системе, расположенный после глушителя;
- увеличение степени сжатия.
Резонатор выхлопной системы
Этот вариант ДВС обозначен 421.10-30, имеет собственный мануал по ремонту. С завода моторы выходили с 100 мм цилиндрами, что изначально обеспечивало высокий крутящий момент и мощность. Руководство автопроизводителя ГАЗ рекомендует их для установки на Газель, что требует незначительной переделки:
- радиатор Газели расположен ниже, чем в УАЗиках;
- вентилятор необходимо сместить;
- появляется привод с отдельным ремнем.
ДВС для Газели
Дополнительно улучшена система питания, отвода газов из картера, мотор обозначен 4215.10-30. Если расход масла у моделей семейства 421 одинаковый, то топливо может использоваться разное.
Для снижения эксплуатационного бюджета грузовика и микроавтобуса многие Газели и Соболи производитель ГАЗ переводил на бензин А-76. Подобная модификация движка УМЗ под бензин с низким октановым числом была обозначена 4215.10-10.
Затем потребовалась инжекторная версия, но уже для полноприводных УАЗ – микроавтобусы, внедорожники, грузовики и грузопассажирские авто. Ею стал движок 4213.10. распредвал здесь чугунный, а не стальной, как в карбюраторных моторах. Для Газелей таким ДВС стал 4216.10 с измененным приводом вентилятора.
УМЗ 421 инжектор
Эта серия 421 стала последней у производителя УМЗ с нижним распредвалом. Уже для следующего поколения 429.10 высокооборотных ДВС распредвал перенесен внутрь ГБЦ, то есть расположен сверху.
В таблицу собраны основные технические характеристики мотора УМЗ 421:
| Изготовитель | УМЗ |
| Марка ДВС | 421 |
| Годы производства | 1993 – … |
| Объем | 2890 см3 (2,9 л) |
| Мощность | 72 – 92 кВт (91 – 125 л. с.) |
| Момент крутящий | 220 Нм (на 4200 об/мин) |
| Вес | 170 кг |
| Степень сжатия | 8,2 (7) |
| Питание | карбюратор/инжектор |
| Тип мотора | рядный бензиновый |
| Зажигание | коммутаторное, бесконтактное |
| Число цилиндров | 4 |
| Местонахождение первого цилиндра | ТВЕ |
| Число клапанов на каждом цилиндре | 2 |
| Материал ГБЦ | сплав алюминиевый |
| Впускной коллектор | дюралевый |
| Выпускной коллектор | объединен с резонатором и выпускной трубой |
| Распредвал | нижний, схема OHV |
| Материал блока цилиндров | алюминиевый сплав с пропиткой смолой |
| Диаметр цилиндра | 100 мм |
| Поршни | проточка в виде усеченного конуса является частью камеры сгорания |
| Коленвал | стальной, затем чугунный |
| Ход поршня | 92 мм |
| Горючее | АИ-92/А-76 |
| Нормативы экологии | Евро-0 (Евро-4) |
| Расход топлива | трасса – 8,8 л/100 км смешанный цикл 11 л/100 км город – 12,5 л/100 км |
| Расход масла | максимум 0,3 л/1000 км |
| Какое масло лить в двигатель по вязкости | 15W40, 5W40, 10W30, 10W40, 20W40 |
| Какое масло лучше для двигателя по производителю | Liqui Moly, ЛукОйл, Роснефть |
| Масло для УМЗ 421 по составу | синтетика зимой, полусинтетика летом |
| Объем масла моторного | 6 л |
| Температура рабочая | 90° |
| Ресурс ДВС | заявленный 250000 км реальный 350000 км |
| Регулировка клапанов | гайки |
| Система охлаждения | принудительная, антифриз |
| Объем ОЖ | 10,7 л |
| Помпа | с пластиковой крыльчаткой |
| Свечи на УМЗ 421 | чешские Brisk DR17YC/A |
| Зазор свечи | 0,8 мм |
| Привод ГРМ | зубчатая передача |
| Порядок работы цилиндров | 1-3-4-2 |
| Воздушный фильтр | Nitto, Knecht, Fram, WIX, Hengst |
| Масляный фильтр | съемный с обратным клапаном полнооборотный |
| Маховик | с посадочным диаметром сцепления 200 мм либо 215 мм |
| Болты крепления маховика | М12х1,25 мм, длина 26 мм |
| Компрессия | от 10 бар, разница в соседних цилиндрах максимум 1 бар |
| Обороты ХХ | 800 мин-1 |
| Усилие затягивания резьбовых соединений | свеча – 60 Нм маховик – 70 – 88 Нм болт сцепления – 60 Нм крышка подшипника – 120 Нм (коренной) и 60 Н м (шатунный) головка цилиндров – три стадии 42 Нм, 106 Нм + 90° |
В таблице приведено описание параметров базовой карбюраторной версии 4218.10. В других моторах используется другое навесное оборудование, изменены схемы выпускного и впускного тракта, системы впрыска.
Эксплуатационные свойства силовых установок УМЗ-4218
Рассматриваемый мотор представляет собой сложную комплектацию из четырёх поочерёдно расположенных на одной линии цилиндров, каждый из которых снабжён двумя клапанами. В двигателе практикуется карбюраторная подача топливной смеси. Реже система питания представлена инжектором.
92-миллиметровый поршень выполняет свои функции в середине цилиндра с поперечным сечением 100 мм. Ёмкость внутреннего рабочего пространства в 2,890 литра позволяет автомобилю состязаться в резвости с 98 лошадьми, выполняя при этом 4000 оборотов.
Привлекательной является возможность использования для заправки агрегата доступного по цене 92 бензина. Хотя это и отодвинуло мотор до параметров Евро-4. Отечественных автолюбителей такой факт не останавливает, поскольку они не привыкли следить за экологическими нормами при постоянной борьбе с бездорожьем.
К тому же приемлемым считается и топливный расход, составляющий для смешанного цикла показатель в 11 л, что ничтожно мало для значительного веса машины.
Если в девственно чистый двигатель производителем предусмотрена заливка 5.8 л смазки, то при замене масла можно обойтись пятью литрами. Разумеется, рекомендуется учитывать сезонность нефтепродукта и при выборе придерживаться инструкций изготовителя.
Специалисты УМЗ заверяют покупателей, что автомобиль с агрегатом 4218 способен без капитального ремонта преодолеть 250 тыс.км. К удовольствию владельцев, практические показатели ресурса мотора превышают заявленные производителем величины. Как отмечалось выше, это достигается благодаря усовершенствованиям в блоке 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
Чтобы выполнить капитальный ремонт собственными силами, достаточно гаражных условий и обычного инструмента без специальных приспособлений.
Характеристики мотора УАЗ 469
УАЗ 469 обладает 4-цилиндровым двигателем серии УМЗ 417 объемом в 2,5 литра. Мощность такого мотора достигает 75 лошадей, расположение клапанов верхнее. Система подачи топлива принудительная. Закрытая система охлаждения, жидкостная с принудительной циркуляцией. Нюанс этого двигателя – достаточно приличный расход топлива, до 16 литров за сотню.
Две разных модификации этого двигателя устанавливаются на УАЗ 469 двух разных предназначений. УМЗ 4178 – на обычные гражданские модели, УМЗ 4179 – на военные. Отличие «военных» моторов в том, что они оборудуются датчиком-распределителем и высоковольтной экранированной проводкой. К тому же в них есть специальное место для обогрева.
Отличительной особенностью двигателя серии УМЗ 417 является особенная конструкция объединенного блока цилиндров и верхней части картера в единое целое, выполненное из высокопрочного алюминиевого сплава. Цилиндры представляют собой мокрые съемные гильзы и отливаются из серого чугуна. Износостойкость гильзы обеспечивается благодаря кислотоупорному чугуну в верхней части.
Алюминиевая головка цилиндров в сборе для мотора УМЗ 417
Головка блока является общей для всех цилиндров и изготавливается из алюминиевого сплава, так же как и поршни. Пятиопорный коленвал сделан из магниевого чугуна.
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
Моторы имеют одинаковые объемы, задача увеличить мощность здесь не стояла. Нюансом является наличие пускового подогревателя, генератора Г-250, фильтра тонкой очистки бензина и экранирования датчика Р-132 и высоковольтного оборудования по заказу МО РФ.
Характеристики, типы и применимость двигателей УМЗ-4218
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. Однако этот агрегат обладала рядом «детских болезней», которые были «вылечены» на последующей модификации — УМЗ-421.10. В дальнейшем на базе нового мотора было создано целое семейство силовых агрегатов, которые сегодня находят применение на автомобилях УАЗ и «ГАЗель».
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. Соответственно, моторы обладают и неодинаковым максимальным крутящим моментом, который при 2000-2500 об/мин может лежать в пределах 189-221 Н·м, в современных модификациях — до 209 Н·м.
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.
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.
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
Для двух заводов характеристики двигателя подошли идеально, однако для Газелей пришлось переносить радиатор с вентилятором по высоте.
Установка зажигания мотора
Устройство зажигания, применяемое на силовой установке, изделие, без которого невозможна работа двигателя. Правильность работы мотора, непосредственно сгорание топливного заряда напрямую связано с тем, как установить зажигание на УАЗ 421 двигатель. Так как конструктивно гидравлические компенсаторы клапанов не предусмотрены, проводится ручная настройка, предусматривающая:
- Установку вала в соответствии с углом опережения пять градусов. Совместить срединную маркировку фрикционного колеса с наплывом заглушки остова на сдавливании в камере «1»;
- Узнать такт сдавливания камеры «1», сняв заглушку. При этом бегунок расположен против внутренней поверхности касания заглушки, связанного проводником со свечкой камеры «1». Альтернативное определение по свечке камеры «1» предусматривает демонтаж изделия. Образовавшуюся пустоту закрывают заглушкой из бумаги, после проворачивают вал. На такте сдавливания заглушка выйдет из отверстия;
- Используя «десятый» ключ немного открутить регулятор октана;
- Поставить градуировку регулятора октана на «0», соответствующее средине градуировки;
- Используя «десятый» ключ немного отпустить пластины регулятора октана;
- Совместить риску ротора (красный маркер) со стрелкой статора посредством поворота остова распределяющего датчика. Фиксировать место расположения, затянув крепёж;
- Контролировать расположение бегунка (против контакта заглушки 1-й камеры), сверить корректность соединения проводников, отходящих к камерам. Отсчёт начинают с камеры «1», ведут против стрелки часов, в порядке «1-й, 2-й, 4-й, 3-й».
Работу зажигания дополнительно контролировать в процессе езды на транспортном средстве. Кратковременно выжать на полную ножной рычаг скорости, предварительно разогнав машину до скорости 60 километров в час. Детонация 1-3 секунды, говорит о правильности настройки. Дольше — превышение угла опережения, отсутствие детонации — недостаточный угол опережения. В последних двух случаях настройку повторяют.
Регламент обслуживания УМЗ 421 2,9 л/98 – 125 л. с.
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.
Регулировка клапанов 421 двигатель УАЗ
Поскольку технически в моторе не предусмотрена установка гидравлических компенсаторов клапанов, через установленный промежуток на агрегате требуется отрегулировать зазор в механизме распределения газов. Минимальное пройденное расстояние до настройки клапанов, 5000км пробега. При обнаружении сбоев в работе мотора, процедуру надо провести раньше.
Признаки нарушения настроек регулировки клапанов:
- Снижение мощи силовой установки;
- Работа мотора сопровождается стуком клапанов;
- Появление вспышек внутри карбюратора в модификациях, где предусмотрено изделие;
- Хлопки, раздающиеся в глушителе мотора.
Процесс регулировки зазоров в клапанах сопровождается параллельной настройкой зазора в коромыслах.
Кроме того, после проведения работ, настраивают зажигание агрегата. Параметры зазоров следующие:
- 0,3-0,35мм – клапанные зазоры в 1 и 4 цилиндрах;
- 0,35-0,4мм – клапанные зазоры во 2 и 3 цилиндрах.
Обзор неисправностей и способы их ремонта
Благодаря проточкам в поршнях, мотор УМЗ 421 не гнет клапана своими поршнями. Его индивидуальными неисправностями считаются:
| Попадание ОЖ в цилиндры и смазку | неисправимый дефект, присутствовал только в первых партиях моторов |
| Скачки оборотов ХХ и мощности | необходима очередная регулировка температурных зазоров клапанов |
| Стук в опорах коленвала | замена выработанных вкладышей |
Исчезли проблемы с термостатом, так как здесь использована трехходовая версия от Волги. Часто выходит из строя вискомуфта, предназначенная для регулировки скоростного режима вращения крыльчатки.
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.
Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них
