В первом абзаце хочется написать, что краткий перечень данных о УМЗ 4216 позволяет определиться с его возможностями эксплуатации. Информация выложена в максимально понятном стиле.
Технические характеристики
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Вид двигателя | Бензиновый |
| Количество цилиндров | Четыре, располагаются в виде ряда |
| Рабочий объем двигателя составляет, л | 2.89 |
| Порядок действия цилиндров двигателя | 1-2-4-3 |
| Максимум мощности, кВт | 90.5 |
| Полная мощность, кВт | 78.7 |
| Система, выпускающая газы настроена ли | Да |
| Маx крутящий момент, Нм/об.мин | 235 |
| Полный крутящий момент, Нм/об.мин | 221 |
| Количество вращений, которое соответствует маx крутящему моменту (в минуту) | 2200-2500 оборотов |
| Минимум частоты вращения, необходимый для холостого хода | 800 оборотов |
| Максимальный расход масла на угар, в процентном соотношении от общих трат горючего | 0.002 |
| Подача топлива осуществляется | В виде распределенного впрыска горючего |
| Используемое топливо (основное) | Бензин неэтилированный автомобильный «Регуляр-92» |
| Используемое топливо (дублирующее) | Премиум-95 и «Премиум Евро-95» |
| Система смазки | является комбинированной |
| Объем маслосистемы (не учитывается объем маслорадиатора), л | 5.8 |
| Тип системы вентиляции для картера | закрытая система, имеет регулятор разрежения в самом картере |
| Тип системы охлаждения | жидкостная система, закрытая, осуществляется принудительная циркуляция охлаждающей жидкости |
| В качестве охлаждающей жидкости рекомендовано использовать | Тосол А-65М или А-40М; ОЖ-40; ОЖ-65. |
| Объем системы охлаждения (не учитывается объем радиатора охлаждения), которую имеет двигатель газели, л | 3.5 |
| Незаправленный двигатель УМЗ 4216 имеет массу, кг | 172 |
| Тип электрооборудования | Однопроводное оборудование постоянного тока. Отрицательные выводы потребителей и источников питания соединяются корпусом. |
| Номинальное напряжение, В | 12 |
| Двигатель устанавливается на | Соболь и Газель-Бизнес |
Двигатель устанавливается на Соболь и Газель-Бизнес.
Различные модификации
Следует подметить, что выпускаемый для Газель-Бизнес двигатель УМЗ 4216 является одной из модификаций серии двигателей 421. Выпускается она с 1993 года и насчитывает модели: 4213, 4215, 4218.
Что же про сам двигатель УМЗ 4216, то можно сказать и для него есть отдельные модификации, среди них:
- 4216.10 – мощность 123 лошадиных сил. Соответствует стандарту Евро-3. Сделан под 92 бензин.
- 42161.10 – более слабый вариант мощностью 99 лошадиных сил.
- УМЗ 42164.10 – мощность составляет 125 лошадиных сил, а сам мотор соответствует требованиям Евро-4. УМЗ 42164 является самым мощным и одновременно экологическим среди всех приведённых моторов.
- 421647.10 – газобензиновый мотор мощностью 100 лошадиных сил.
- 42167.10 – газобензиновый мотор с мощностью 123 лошадиных сил.
Сам УМЗ 4216 Евро 4, что позволяет говорить о его качестве.
Конструкция двигателя УМЗ 4216
Надёжная машина Газель-Бизнес. Двигатель её имеет такие составляющие:
- Отвод для охлаждающей жидкости, ведущий в радиатор;
- Подвод для охлаждающей жидкости, ведущий из радиатора;
- Шкив водного насоса;
- Датчик положения, следящий за распределительным валом;
- Масляный картер;
- Свеча зажигания;
- Датчик, следящий за положением коленчатого вала;
- Датчик, следящий за давлением масла;
- Поршень;
- Датчик, следящий за указателем давления масла;
- Фильтр масляный;
- Впускная труба;
- Регулятор для холостого хода в двигателе УМЗ 4216;
- Датчик разрежения с интегрированным датчиком температуры воздушных потоков;
- Дроссельное устройство;
- Клапанная крышка;
- Катушка зажигания;
- Головка блока цилиндров;
- Маховик;
- Блок цилиндров;
- Стартер;
- Указатель, информирующий об уровне масла;
- Картер сцепления;
- Выпускной коллектор;
- Корпус термостата;
- Форсунка;
- Сцепление;
- Поршневой палец;
- Генератор;
- Распределительный вал;
- Шатун;
- Масляный насос;
- Демпфер коленчатого вала;
- Ресивер;
- Коленчатый вал.
Обслуживание двигателя
Весь спектр технического обслуживания, которое необходимо проводить, чтобы двигатель 4216 прекрасно работал и дальше, можно поделить на 3 части: проверка состояния, контрольно-диагностический аспект и регламентные работы.
Проверка состояния заключается в таких действиях:
- Проверка уровня масла;
- Проверка уровня жидкости;
- Проверка герметичности систем питания, охлаждения и смазки.
Количество КДР (контрольно-диагностические работы), которые должен пройти двигатель УМЗ 4216 при обслуживании:
- Проверка термостата, датчиков охлаждающей жидкости, температуры и давления масла;
- Герметичность систем вентиляции картера, питания, смазки, ;
- Состояние контактов в электрооборудовании;
- Диагностика КМПСУД и устранение обнаруженных проблем;
- Проверка посторонних звуков во время работы;
- Проверить состояние ремней генератора и вентилятора;
- Проверка компрессии в цилиндрах;
- Проверка работы генератора.
И последний список – регламентные работы:
- Подтянуть крепления;
- Регулировка клапанов УМЗ 4216 (порядок регулировки клапанов зависит от личного желания);
- Отрегулировать зазоры;
- Очистить от нагара и грязи;
- Промыть систему охлаждения, после чего заменить жидкость;
- Промыть вентиляционную систему картера;
- Поменять масляный фильтр;
- Поменять масло.
Неисправности и их устранение
| Неисправность | Причина |
|---|---|
| Появление масла на деталях | Проблемы с задним сальником коленвала (возникает при количестве оборотов выше 2500, газель с двигателем УМЗ 4216 не рассчитана на большее количество оборотов). Замена сальниковой набивки полностью решает. |
| Дергания или вибрации на холостом ходу | Неравномерное попадание смеси в цилиндры из-за недостатков конструкции. В таком случае машина имеет увеличенный расход топлива. |
| Стук в моторе | Неотрегулированные клапаны. Профилактику зазоров клапанов следует делать каждые 15 000 километров пути. Регулировка клапанов УМЗ 4216 является не единственным выходом. Частично проблема может быть решена установкой гидрокомпенсатора. Если клапан в норме, проверьте распредвал или шатунные вкладыши. |
| Вибрация | Подушки или дисбаланс КШМ, карбюратора или системы зажигания. |
| Греется двигатель | Термостат, помпа или воздушная пробка (расположена в системе охлаждения). Потенциально может прогореть прокладка. Чтобы избежать такого следует подтягивать гайки и настраивать шайбы. |
Тюнинг
Учитывая автомобили, для которых производятся двигатели УМЗ-4216, можно сказать, что атмосферному тюнингу здесь не место.
Поэтому идеальный вариант – спокойное городское турбо. Необходимо доработать головку блока цилиндров, камеры сгорания, каналы и отрегулировать клапаны УМЗ 4216.
Купите маленький Garrett 17 с интеркулером, сварите коллектор под него. Затем обзаведитесь форсунками Subaru 440cc, сделайте на 63-й трубе прямоточный выхлоп – и результатом будет двигатель УМЗ 4216 с невысокой мощностью, но приличным крутящим моментом.
Менять валы и поршневую группу нет необходимости. Робота с модификацией ничего не меняет: УМЗ 42164 этот подход подойдёт так хорошо, как и любому другому.
Смазочная система двигателя (рис 19) комбинированная, под давлением и разбрызгиванием. Давление масла в системе смазки при работе двигателя на масле М8В1, температуре масла в масляном картере плюс 80 °С и отключенном медяном радиаторе должно быть не менее 343 кПа при частоте вращения 2000 мин-1 коленчатого вала и не менее 108 кПа при частоте вращения 600 мин-1.
Рис. 19 Схема смазочной системы
двигателя
1 - масляный радиатор
2 - крышка масляной
горловины
3 - кран масляного радиатора
4 - датчик указателя
давления масла
5 - датчик аварийного давления
6 - фильтр
очистки масла
7 - масляный насос
8 - пробка сливного
отверстия
9 - маслоприемник
10 - редукционный
клапан
11 - отверстие для смазки распределительных
шестерен
Для контроля за давлением масла на двигателе
установлены два датчика. Один из них связан с указателем давления масла, а
другой - с контрольной лампой аварийного давления масла в системе смазки
двигателя. Датчик аварийного давления масла срабатывает при давлении
39…78 кПа. При минимальной частоте вращения коленчатого вала на режиме
холостого хода и отключенном масляном радиаторе контрольная лампа аварийного
давления масла не должна гореть. Загорание пампы указывает на неисправность
смазочной системы, которая должна немедленно устраняться.
В смазочной системе двигателя имеются два клапана редукционный в масляном насосе и перепускной в масляном фильтре. Оба клапана в эксплуатации регулировки не требуют. Для охлаждения масла в смазочной системе имеется масляный радиатор. Включать его, открывая кран, необходимо при температуре воздуха выше 20 °С и при движении в тяжелых дорожных условиях независимо от температуры окружающего воздуха.
Масляный картер стальной штампованный. Плоскость разъема масляного картера с
блоком уплотнена пробковыми прокладками Прокладки, уплотняющие переднюю и заднюю
части масляного картера, перед установкой на место обильно увлажняют водой для
исключения их поломки.
Рис. 20 Масляный насос
1 -
направляющая втулка
2 - валик в сборе
3 - корпус в
сборе
4 - ведущая шестерня
5 - ведомая шестерня
6 -
пластина
7 - прокладка
8 - крышка масляного насоса
9
- стопорная пластина
10 и 12 - болты
11 - каркас с
сеткой
13 - редукционный клапан
14 - пружина
клапана
Масляный насос
(рис. 20) шестеренчатого типа, размещен внутри
масляного картера и крепится к крышке четвертого коренного подшипника двумя
шпильками. Шестерни насоса прямозубые металлокерамические. Между корпусом 3 и
пластиной 6 насоса установлена паронитовая прокладка 7 толщиной 0,3…0,4 мм.
Установка при ремонте насоса более толстой прокладки недопустима, так как это
уменьшит производительность насоса и создаваемое им давление. От попадания
крупных час тиц (грязи, ветоши и т. п.) насос защищен каркасом 11 с сеткой.
Редукционный клапан 13 обеспечивает необходимое давление масла в магистрали при
работе двигателя на любых режимах, а также компенсирует увеличивающийся при
износе двигателя расход масла через подшипники, так как масляный насос имеет
избыточную производительность. При повышении давления в смазочной системе выше
допустимого масло отжимает клапан и избыточное масло сбрасывается в полость
масляного насоса.
Рис. 21 Привод масляного насоса и распределителя
зажигания.
1 - распределитель зажигания
2 - корпус привода
3 - валик
привода
4 - прокладка
5 - блок цилиндров
6 - упорная шайба
7 -
шестерня распределительного вала
8 - шестерня привода маслянного насоса
9
- штифт
10 - пластина
11 - втулка
12 - валик масляного
насоса
Положение прорези валика:
А - на приводе, установленном на
двигателе;
B - на приводе перед его установкой на двигатель;
C - на валике
масляного насоса перед установкой привода на двигатель
Привод масляного насоса (рис. 21) осуществляется от распределительного вала парой винтовых шестерен. Ведущая шестерня 7 выполнена заодно с распределительным валом. Ведомая шестерня 8 закреплена штифтом на валике, вращающемся в чугунном корпусе 2. Верхний конец валика имеет смещенную на 0,8 мм в одну сторону прорезь, в которую входит хвостовик привода датчика-распределителя зажигания.
Если по каким-либо причинам с двигателя был снят привод масляного насоса, то для обеспечения правильного положения датчика-распределителя установку привода на блок производите в следующем порядке.
Двигатели повышенной мощности Ульяновский моторный завод стал производить с 1997 года, первым ДВС с диаметром цилиндров 100 мм стал карбюраторный УМЗ 4215, а в 1998-ом ульяновцы разработали новый инжекторный мотор мощностью 110 л. с., соответствующий нормам Евро-2. Бензиновые двигатели УМЗ 4216 опытными партиями начали выпускаться с 2003 года, и в скором времени они были запущены в серию.
Модель 4216 устанавливается на автомобили ГАЗ, этим силовым агрегатом оснащаются коммерческие автомобили «Газель». В 2008 году ульяновский движок был усовершенствован, и он стал соответствовать нормам Евро 3, а с 2012 года доведен до стандарта Евро 4. В 2013-ом на этом двигателе стали применяться гидравлические компенсаторы, с 2014-го года Ульяновский завод приступил к сборке моторов EvoTech объемом 2,7 л, который устанавливается на коммерческих авто «Газель Бизнес» и «Газель Некст».
Прототипом движка Ульяновского моторного завода является мотор ЗМЗ-21 – он имеет принципиально такую же конструкцию:
- алюминиевый блок цилиндров;
- верхнее расположение клапанов;
- шестеренчатый привод газораспределительного механизма;
- алюминиевые штанги;
- нижнее расположение распредвала;
- два клапана на цилиндр.
Похожую конфигурацию имеет даже масляный картер – он тоже стальной, штампованный, с выемками спереди и сзади.
Так же как и на ЗМЗ-21, на ульяновском движке поршни с шатунами соединяются с помощью «плавающих» поршневых пальцев – посадка поршней производится на «холодную», в верхних втулках шатунов запрессовываются медные (бронзовые) втулки.
На всех двигателях УМЗ с диаметром цилиндров 92 мм в блок цилиндров (БЦ) устанавливаются «мокрые», съемные гильзы. В блок с диаметром поршней 100 мм (модели УМЗ 4215, 4213 и 4216) гильзы запрессовываются на специальном оборудовании, и при ремонте выпрессовать их не получится, поэтому при значительном износе цилиндров требуется замена БЦ.
Двигатель 4216 состоит из следующих деталей:
Газораспределительный механизм (распредвал) приводится в действие от коленчатого вала через пару шестерен. Кулачки распредвала через толкатели и штанги поднимают и опускают коромысла, которые в свою очередь нажимают на впускные и выпускные клапана. За счет клапанов происходит наполнение цилиндров топливовоздушной смесью, происходит рабочий цикл двигателя.
На автомобиле «Газель Бизнес» двигатель УМЗ 4216 оснащается электронной системой управления, в которую входит:
- блок управления МИКАС;
- модуль зажигания;
- высоковольтные провода с наконечниками;
- датчики – дроссельной заслонки, к/вала и р/вала, абсолютного давления, детонации;
- электропроводка;
- регулятор холостого хода;
- топливные форсунки.
Мотор 4216 – четырехтактный, с рядным расположением четырех цилиндров, 8-клапанный. ДВС предназначается для работы на бензине Аи-92, допускается использование более качественного топлива, например, бензина Аи-95. Технические характеристики двигателя модификации УМЗ-42164 (евро-4) следующие:
- объем – 2890 см³;
- диаметр стандартных поршней – 100 мм;
- степень сжатия (компрессия в цилиндрах) – 9,2;
- ход поршня – 92 мм;
- мощность – 107 л. с.;
- система охлаждения ДВС – жидкостная (заливается тосол или антифриз).
Блок и ГБЦ отлиты из алюминиевого сплава. Двигатель первой комплектности весит 177 кг, в комплектацию мотора входит сам силовой агрегат, также на нем установлено навесное оборудование:
- стартер;
- генератор;
- впускной коллектор (ресивер);
- модуль зажигания с проводами и наконечниками;
- приводные ремни;
- водяной насос;
- шкив коленчатого вала;
- корзина и диск сцепления;
- датчики ЭСУД.
По заводским нормам расход топлива «Газели» с Ульяновским ДВС составляет 10 л/100 км на трассе за городом, в смешанном режиме он равен 11 л/100 км. На практике обычно бензина потребляется больше, многое зависит:
- от загруженности автомобиля;
- скоростного режима;
- периода эксплуатации (зимой на разогрев топлива расходуется больше).
Двигатель модификации УМЗ 42164-80 оснащается гидрокомпенсаторами, этим мотором комплектуются коммерческие авто «Соболь Бизнес» и «Газель Бизнес». От стандартного мотора 4216 модель 42164-80 отличается немногим – на этом двигателе установлены другие, специальные штаги, в верхней части которых крепятся сами компенсаторы.
Коленчатый вал 4216 состоит из четырех шатунных и пяти коренных шатунных шеек, имеет диаметры:
- коренных шеек – 64 мм;
- шатунных шеек – 58 мм.
На всех шейках установлены по два сталебаббитовых вкладыша, заводской допуск размеров коленвала – 0, 013 мм. Во время ремонта ульяновского движка микрометром замеряются коренные и шатунные шейки – при износе их более 0,05 мм вал подлежит обязательной шлифовке. Диаметр поршневых пальцев – 25 мм, пальцы устанавливаются в бронзовых втулках шатунов. Со временем могут изнашиваться как сами пальцы, так и втулки, в случае появления люфтов в соединении детали подлежат замене.
Коленвал в блоке цилиндров крепится на опорах крышками, которые затягиваются болтами с определенным усилием. Каждая крышка имеет свое место – их нельзя путать местами, тем более, подбирать с другого БЦ. Также крышки необходимо ставить замок к замку – если их установить неправильно, коленвал может не прокрутиться (его зажмет), а если даже вал и прокрутится, двигатель быстро выйдет из строя.
Ресурс мотора 4216, заявленный заводом-изготовителем – 250 тыс. км, но нередко движки выходят из строя раньше положенного срока. Часто возникающие проблемы ДВС:
- подтекание моторного масла;
- повышенный угар масла через поршневые кольца:
- стук клапанов, который порой трудно устранить;
- перегрев;
- отказ различных датчиков.
Различные поломки преждевременно могут возникать по разным причинам:
- водителем нарушаются условия эксплуатации – мотор перегревается вследствие перегруза;
- не соблюдаются нормы технического обслуживания;
- автомобиль эксплуатируется в тяжелых дорожных условиях.
К сожалению, в двигателях УМЗ нередко встречается брак, но от этого не застрахованы и моторы ЗМЗ. Если двигатель 4216 троит (дергается), причиной неисправности может быть как сам двигатель, так и поломки в ЭСУД. Чтобы определить причину возникновения дефекта, необходимо провести диагностику ДВС.
Отзывы автовладельцев
О двигателе УМЗ 4216 есть самые противоречивые отзывы – некоторые обладатели «Газелей» «УАЗовские» движки хвалят и считают, что они:
- обладают хорошей тяговитостью;
- умеренно расходуют топливо;
- недорогие, к тому же простые в ремонте.
Действительно, движок УМЗ 4216 – очень простой, тем более, он имеет значительное сходство с ДВС ЗМЗ-402. Конструкция силового агрегата знакома многим водителям, и отремонтировать такой двигатель можно чуть ли не в поле. Некоторую сложность для автовладельцев составляет электронное оснащение мотора – все-таки инжектор несколько сложнее карбюраторного устройства.
От обладателей «Газелей» с моторами УАЗ также можно услышать крайне негативные отклики:
- движок склонен к перегреву;
- часто выходят из строя датчики, поэтому мотор начинает троить и не ехать;
- движок расходует масло, оно течет, откуда только возможно.
К сожалению, с Ульяновского завода поступает немало брака, и в основном жалуются на ульяновский мотор те водители, которым попался бракованный ДВС. Есть несколько характерных заводских «ляпов», которые достаточно часто встречаются на УМЗ 4216:
- трескается впускной коллектор и начинает подсасывать воздух;
- не обеспечивает нужное давление масла насос;
- отказывается работать электромагнитная муфта охлаждения, и мотор начинает перегреваться.
Водители таких неудачных «Газелей» отмечают, что движок приходится нередко «дорабатывать напильником». Также замечено – если мотор перебрать полностью своими руками, поломки в нем возникают уже значительно реже, главное – собрать движок, используя оригинальные детали хорошего качества.
Ремонт двигателя УМЗ 4216
Во время эксплуатации «Газели» с двигателем УМЗ 4216 возникают различные поломки, одна из самых распространенных проблем – перегрев мотора. Если система охлаждения «воздушит», из расширительного бачка начинает выкидывать тосол (антифриз). В результате перегрева нередко пробивает прокладку головки блока – менять ПГБЦ в целом несложно, и часто водители самостоятельно производят подобный ремонт.
Но проблема в случае перегрева состоит в другом – нередко от высокой температуры на поршнях лопаются перегородки, «залегают» поршневые кольца. Чтобы произвести замену поршней или колец, движок снимать не обязательно, достаточно только скинуть головку блока и масляный поддон.
Капремонт УМЗ 4216 необходим в случаях, когда:
- изношены или повреждены гильзы блока цилиндров;
- стучит (изнашивается) коленчатый вал;
- низкое давление масла в системе, а замена масляного насоса не дает положительных результатов.
Часто ульяновский движок подвергается перегреву, и водители принимают различные меры, чтобы избавиться от этого неприятного и опасного для ДВС явления. Многие хозяева «Газелей» устанавливают вместо штатного алюминиевого медный трехрядный радиатор охлаждения – медь эффективнее остужает антифриз. Еще один метод борьбы с перегревом – установка электровентилятора охлаждения с тумблером, который находится в кабине у водителя. В момент, когда на панели приборов стрелка датчика начинает показывать критическую температуру охлаждающей жидкости, водитель принудительно включает вентилятор, и температурный режим приходит в норму.
В случае приобретения «Газели» с неудачным двигателем автовладельцы стремятся избавиться от силового агрегата, заменив его на ДВС другой модели. На замену можно рассматривать много разных вариантов, но чаще всего хозяева коммерческих авто ставят моторы ЗМЗ-405, выбирается именно этот движок по ряду причин:
- заволжский мотор не капризен – хорошо «переваривает» российское топливо, нечасто ломается;
- относительно импортных силовых агрегатов (Cummins, Toyota, Nissan) ЗМЗ-405 стоит недорого;
- при установке ЗМЗ требуется минимум переделок.
На машинах «Газель Бизнес» последнее время штатно устанавливается турбодизель «Камминз», но обладатели машин с УМЗ-4216 этот мотор в качестве замены практически никогда не рассматривают:
Преимущество ЗМЗ-405 (или 406) еще заключается в том, что на вторичном рынке продается немало подержанных моторов в нормальном, рабочем состоянии, и цена их ниже нового ДВС в несколько раз. Правда, при покупке агрегата б/у нет серьезных гарантий – приходится верить продавцу на слово. Но даже если 405-й и требует небольшого ремонта (замены цепей или поршневых колец), все равно его покупка вместе с ремонтом обходится значительно дешевле, чем приобретение дорогостоящего импортного движка. Еще минус импортного ДВС в том, что если он серийно на «Газель» он не устанавливался, его придется приобретать вместе с коробкой передач или озадачиваться подгонкой по креплению «Газелевской» КПП к новому мотору.
Ныне популярные и распространенные коммерческие автомобили марки ГАЗ укомплектованы двигателями УМЗ, производимыми на Ульяновском моторном заводе. Свое начало Ульяновский моторный завод берет с далекого 1944 года, и лишь в 1969 г. предприятием был выпущен первый двигатель марки УМЗ. До шестьдесят девятого года завод занимался производством малолитражных двигателей УМЗ-451 и их комплектующих.
С момента выпуска первого мотора они верой и правдой служат на грузовых автомобилях, авто с повышенной проходимостью, на небольших автобусах. В 1997 году главным потребителем моторов стал АвтоГАЗ, который укомплектовывал агрегатами УМЗ большинство моделей линейки «ГАЗель».
Конструкционные особенности двигателя
На данный момент имеется широкий ассортимент ДВС модельного ряда УМЗ, установка которых осуществляется на разные модели автомобилей «Соболь», УАЗ, «ГАЗель». Устанавливаемые двигатели имеют ряд общих черт, но могут отличаться некоторыми деталями и принципами работы: ✔ Карбюраторные и инжекторные. ✔ Четырехцилиндровые с рядным расположением. ✔ Мощностью 89-120 л. с. ✔ Экологические стандарты «Евро-0», «Евро-3», «Евро-4». Все двигатели легкие, малогабаритные и надежные. Их отличает доступная стоимость. Одной из особенностей двигателя можно назвать оригинальную конструкцию блока цилиндров, отлитого из алюминия, с впрессованными гильзами из серого чугуна. Коленчатые валы моторов всех модификаций при изготовлении проходят закалку коренных и шатунных шеек токами высокой частоты. Самоподжимной резиновый сальник уплотняет заднюю часть коленвала.Модификации УМЗ 421
Моторы УМЗ имеют две линейки силовых агрегатов, разработанные для оснащения различных автомобилей. Автомобили семейства «ГАЗель» комплектуются следующими моделями: УМЗ-4215; УМЗ-4216; УМЗ-42161; УМЗ-42164 «Евро-4»; УМЗ-421647 «Евро-4»; УМЗ-42167. Основная часть двигателей выходит в свет в нескольких вариациях, которые отличаются своей комплектацией, мощностными и экономичными показателями. На данный момент прекратилось производство агрегатов, работающих на бензине с октановым числом 80.
Все двигатели разработаны под 92 и 95 бензин, а также с возможностью работы на газу. Данный обзор посвящается силовой установке УМЗ-4216, будут подробно изложены его характеристики и свойства. Плюсы К достоинствам мотора по праву относят максимальный крутящий момент на пониженных оборотах, отличные технические характеристики, а также легкость в обслуживании узлов и агрегатов. Двигатель 4216 стал первым отечественным мотором, который имеет гарантийный срок при монтаже на него газового оборудования. Модернизация Агрегат оснащен микропроцессорной системой управления работой впрыска топливной смеси и системы зажигания. Детонационный и кислородный датчики двигателя 4216 напрямую влияют на работу комплексной электронно-контролирующей системы и агрегата в целом. Для изменения экономических характеристик и повышения конкурентоспособности в силовую установку были внесены следующие конструктивные дополнения: ➤ Для повышения эксплуатационных показателей была увеличена степень сжатия в цилиндрах. ➤ Чтобы уменьшить расход масла, модернизировали систему отвода картерных газов. ➤ Надежность мотора обеспечена за счет применения усовершенствованных деталей и материалов. В то же время агрегат не изменился в плане габаритных параметров и стандартных характеристик (объем рабочий – 2,89 л, ход поршней, размер цилиндров). Впервые двигатель ГАЗ-4216 стал укомплектовываться деталями импортного производства, что только повысило качество работы и долговечность в эксплуатации. На силовой агрегат установили свечи запала и топливные форсунки производства фирмы "Сименс", а также датчик положения дросселя немецкого производства "Бош".
Основные неисправности УМЗ 421
Ранее наиболее частой поломкой двигателя было повреждение впускного коллектора. Как утверждали разработчики, на двигатель 4216 устанавливался коллектор, изготовленный из непрочного материала. Но уже в 2010 году этот недостаток был исправлен за счет применения более качественного материала. В системе охлаждения тоже был обнаружен изъян.
На средних оборотах двигателя и при движении автомобиля со скоростью 60 км/ч температура охлаждающей жидкости была в норме, но стоило только снизить скорость или попасть в дорожную пробку, как двигатель 4216 стремительно набирал температуру, вплоть до закипания охлаждающей жидкости. Причина крылась в электромагнитной муфте, которая включала вентилятор принудительного охлаждения.
Технические характеристики УМЗ 4216
Двигатель работает на бензине марки АИ с числом октана 92 и 95. Четырех цилиндровый, с рядным размещением цилиндром, восьмиклапанный. Цилиндры имеют следующий рабочий порядок – 1243. Диаметр его составляет сто миллиметров, а перемещение поршня – 92 миллиметра. Объем двигателя равен 2,89 литра, он развивает мощность 123 «лошадки» при четырех тысячах оборотов. Степень сжатия мотора – 8,8. Максимальный крутящий момент составляет 235,7 при 2000-2500 оборотах за минуту. «ГАЗель» с двигателем УМЗ-4216 может развивать максимальную скорость 140 километров в час, что для такого класса авто является неплохим показателем. Расход топлива зависит от загруженности автомобиля, манеры вождения и дорожных условий, но в целом выглядит так: при скорости 90 километров в час – 10,4 литра. При движении на скорости 120 км/ч – 14,9 л. Система питания Состоит из устройства подачи топлива и различных топливопроводов, форсунок, топливных и воздушного фильтров, патрубков подвода воздуха и ресивера, регулятора холостого хода. Управление подачей топлива осуществляется с помощью разнообразных датчиков: температурный элемент нагнетаемого воздуха, датчики положения коленчатого и распределительных валов, деталь абсолютного давления, положения заслонки дросселя. Система управления подачи также оснащена кислородным индикатором. Последний установлен в выхлопной системе перед нейтрализатором. Двигатель 4216 (инжектор) для большей надежности и долговечности должен работать только на качественном бензине с учетом регулярной замены топливных фильтров и периодической диагностикой топливной аппаратуры. Автомобилисты говорят, что при грамотной эксплуатации суммарный ресурс силового агрегата может достигать 500 тысяч километров. Такой особенностью отличаются и инжекторные установки Заволжского моторного завода (имеются в виду двигатели ЗМЗ 405 и 406).Газораспределительный механизм УМЗ 4216
В 2010 году на Ульяновском заводе бензиновый мотор претерпел процесс модернизации газораспределительного механизма. В целом это коснулось изменения профиля кулачка распредвала, что способствовало увеличению хода клапана на один миллиметр. Эти нововведения были необходимы для улучшения устойчивой работы агрегата на холостом ходу, а также для достижения норм и требований стандарта «Евро-3». Пружины клапанов при этом не претерпели изменений, и это привело к тому, что действующее усилие на пружины пересекло норму, и теперь было равно 180 кгс. При установке обычного комплекта штанг на новый двигатель до достижения состояния прогретого двигателя прослушивались стуки гидрокомпенсаторов. Для того чтобы предотвратить данную проблему, следует изменить усилие пружин путем демонтажа внутренних пружин клапанов.Преимущества штанг с гидрокомпенсаторами
Двигатель УМЗ-4216 с гидрокомпенсаторами не требует дополнительного обслуживания по причине отсутствия возникновения зазоров клапанов на протяжении всего периода эксплуатации. За счет этого заметно снижается уровень шума. Высокие обороты двигателя теперь не несут критический характер, так как в конструкции гидрокомпенсаторов заложен фактор стабилизации появления критических нагрузок. Степень износа сопрягающихся поверхностей деталей механизма существенно снижается. Вследствие оптимизации газораспределительных фаз вредные примеси отработанных газов стабильно низкие весь период эксплуатации. Вентиляция картера Мотор снабжается системой вентиляции полости картера закрытого типа. Часть газов, проходящих через компрессионные кольца, отводится во впускной коллектор комбинированным способом. Работа системы осуществляется за счет разности давлений между картером и впускным трактом. В момент, когда двигатель 4216 работает в режиме повышенных нагрузок, газы отводятся через специальную большую ветвь. По малой ветви отвод газов происходит в момент работы установки на холостом ходу и при минимальных нагрузках. В передней крышке блока толкателей установлен регулятор тяги системы вентиляции, который выполняет функцию отделения микрочастиц масла от газов и служит для предотвращения попадания в картер пыли в момент повышения тяги в системе впуска. Масло Система смазки двигателя – комбинированного типа (разбрызгиванием и под воздействием давления). Масло, которое всасывает масляный насос из поддона, проходит через масляные каналы в корпус масляного фильтра. Затем оно поступает в полость второй перемычки блока, а оттуда – в магистраль. На коренные шейки коленвала и распредвала масло поступает из масляной магистрали.
Шатунные шейки смазываются за счет поступления масла по каналам от коренных подшипников. По такому принципу происходит смазка деталей газораспределительного механизма. Объем заливаемого масла в картер двигателя составляет 5,8 литра. Охлаждающая система Система охлаждения закрытая, водяная. Состоит из водяного насоса (помпа), термостата, водяной рубашки в блоке цилиндров и головке, охлаждающего радиатора, бачка-расширителя, вентилятора принудительного охлаждения, соединительных патрубков и радиатора отопителя салона. Двигатель «ГАЗель» 4216 в зависимости от модификации может иметь отличительные особенности по способу подключения расширительного бачка и радиатора отопителя. Мотор, по сути, очередная реинкарнация древнего ГАЗ 21, с основательно увеличенным объёмом и мощностью. Увеличенные степень сжатия и диаметр цилиндров, потребовали усилить жёсткость алюминиевого блока цилиндров (БЦ). С этой целью из его конструкции убрали сменные "мокрые" гильзы. Теперь чугунные цилиндры залиты алюминием на стадии отливки корпуса БЦ. Такая конструкция стала гораздо жёстче, однако при ремонте мотора, теперь нужно растачивать цилиндры до ремонтного размера. Эта операция затрудняется торчащими из БЦ шпильками крепления "головки", из-за которых у большинства самых распространённых хонинговально-расточных станков, не хватает вертикального хода шпинделя. Проблема с этими шпильками усугубляется тем, что они с завода закручены на резьбовой герметик, который даже после нагрева не ослабляет свою мёртвую хватку, и чрезмерное приложение силы к шпильке может привести к её поломке, или выкручивании шпильки вместе с алюминием резьбы блока. В приводе распределительного вала, всё та же пластиковая шестерня, которая так же, как и на прародителе часто обламывается вокруг стальной втулки. Всё тот же осевой люфт распред. вала, особо ни на что не влияющий на старых моторах, зачастую не даёт нормально работать датчику положения распред. вала, т.к. его отметчик закреплён на шестерне РВ и при увеличения зазора между ним и датчиком, сигнал с последнего пропадает. Ульяновцы упростили конструкцию, исключив втулки, в которых вращался РВ и теперь его шейки работают по алюминию блока цилиндров. При изготовлении пастелей коленчатого вала (КВ), применяются какие то дикие допуски. Подушка первой коренной шейки, на которой стоят упорные кольца, ограничивающие осевой люфт КВ, сами могут смещаться в пределах отверстий под шпильки крепления на 0,5 мм. вперёд и на столько же назад. Это надо учитывать при сборке мотора, т.к. если крышка будет смещена в какую либо сторону, упорные кольца перекашивает, и при затяжке болта шкива КВ, последний намертво зажимает. В головке блока цилиндров изменены камеры сгорания, каналы впускных клапанов и наконец то удлинена резьба под современные свечи с длинной резьбовой частью. У коромысел клапанов, теперь другие регулировочные болты, шестигранником вверх. При очень не точном изготовлении клапанной крышки, регулировочные болты коромысел зачастую достают до крышки и издают стук, похожий на шатунный, который легко идентифицировать при помощи автостетоскопа. Достаточно отпустить болты крепления клапанной крышки и сместить ее в пределах отверстий под болты влево, что бы избавиться от стука. В данное время стоимость двигателя будет варьироваться в зависимости от года выпуска и от его модификации. К примеру, первая комплектация с наличием генератора и стартера, со сцеплением диафрагменного типа, с плоскими опорными кронштейнами под обновленную раму будет стоить порядка 130 тысяч рублей. Если приобретать с рук 4216 двигатель, цена существенно снизится (в зависимости от пробега авто). Итак, мы выяснили, какие имеет технические характеристики агрегат Ульяновского завода УМЗ-4216.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Вид двигателя | Бензиновый |
| Количество цилиндров | Четыре, располагаются в виде ряда |
| Рабочий объем двигателя составляет, л | 2.89 |
| Порядок действия цилиндров двигателя | 1-2-4-3 |
| Максимум мощности, кВт | 90.5 |
| Полная мощность, кВт | 78.7 |
| Система, выпускающая газы настроена ли | Да |
| Маx крутящий момент, Нм/об.мин | 235 |
| Полный крутящий момент, Нм/об.мин | 221 |
| Количество вращений, которое соответствует маx крутящему моменту (в минуту) | 2200-2500 оборотов |
| Минимум частоты вращения, необходимый для холостого хода | 800 оборотов |
| Максимальный расход масла на угар, в процентном соотношении от общих трат горючего | 0.002 |
| Подача топлива осуществляется | В виде распределенного впрыска горючего |
| Используемое топливо (основное) | Бензин неэтилированный автомобильный «Регуляр-92» |
| Используемое топливо (дублирующее) | Премиум-95 и «Премиум Евро-95» |
| Система смазки | является комбинированной |
| Объем маслосистемы (не учитывается объем маслорадиатора), л | 5.8 |
| Тип системы вентиляции для картера | закрытая система, имеет регулятор разрежения в самом картере |
| Тип системы охлаждения | жидкостная система, закрытая, осуществляется принудительная циркуляция охлаждающей жидкости |
| В качестве охлаждающей жидкости рекомендовано использовать | Тосол А-65М или А-40М; ОЖ-40; ОЖ-65. |
| Объем системы охлаждения (не учитывается объем радиатора охлаждения), которую имеет двигатель газели, л | 3.5 |
| Незаправленный двигатель УМЗ 4216 имеет массу, кг | 172 |
| Тип электрооборудования | Однопроводное оборудование постоянного тока. Отрицательные выводы потребителей и источников питания соединяются корпусом. |
| Номинальное напряжение, В | 12 |
| Двигатель устанавливается на | Соболь и Газель-Бизнес |
Смазочная система двигателя (рисунок 6.10) комбинированная. Давление масла в системе смазки при работе двигателя на масле М8В Х, температуре масла в масляном картере 80°С и отключенном масляном радиаторе должно быть не менее 343 кПа при частоте вращения 2000 об/мин коленчатого вала и не менее 108 кПа при частоте вращения 600 об/мин.
1 – масляный радиатор; 2 – крышка масляной горловины; 3 – кран масляного радиатора; 4 – датчик указателя давления масла; 5 – датчик аварийного давления; 6 – фильтр очистки масла; 7 – смазочный насос; 8 – пробка сливного отверстия; 9 – маслоприемник; 10 – редукционный клапан; 11 – отверстие для смазки распределительных шестерен
Рисунок 6.10 - Схема смазочной системы двигателя
Для контроля за давлением масла на двигателе установлены два датчика. Один из них связан с указателем давления масла, а другой – с контрольной лампой аварийного давления масла в системе смазки двигателя. Датчик аварийного давления масла срабатывает при давлении 39-78 кПа. При минимальной частоте вращения коленчатого вала на режиме холостого хода и отключенном масляном радиаторе контрольная лампа аварийного давления масла не должна гореть. Загорание лампы указывает на неисправность смазочной системы, которая должна немедленно устраняться.
В смазочной системе двигателя имеются два клапана: редукционный в масляном насосе и перепускной в масляном фильтре. Оба клапана в эксплуатации регулировки не требуют.
Для охлаждения масла в смазочной системе имеется масляный радиатор. Включать его, открывая кран, необходимо при температуре воздуха выше 20°С и при движении в тяжелых дорожных условиях независимо от температуры окружающего воздуха.
Смазочная ёмкость стальная штампованная. Плоскость разъема смазочной ёмкости с блоком уплотнена пробковыми прокладками. Прокладки, уплотняющие переднюю и заднюю части смазочной ёмкости, перед установкой на место обильно увлажняют водой для исключения их поломки.
Смазочный насос (рисунок 6.11) шестеренчатого типа, размещен внутри смазочной ёмкости и крепится к крышке четвертого коренного подшипника двумя шпильками. Шестерни насоса прямозубые металлокерамические. Между корпусом 3 и пластиной 6 насоса установлена паронитовая прокладка 7 толщиной 0,3-0,4 мм. Установка при ремонте насоса более толстой прокладки недопустима, так как это уменьшит производительность насоса и создаваемое им давление. От попадания крупных частиц (грязи, ветоши и т. п.) насос защищен каркасом 11 с сеткой.
Редукционный клапан 13 обеспечивает необходимое давление масла в магистрали при работе двигателя на любых режимах, а также компенсирует увеличивающийся при износе двигателя расход масла через подшипники, так как смазочный насос имеет избыточную производительность. При повышении давления в смазочной системе выше допустимого масло отжимает клапан и избыточное масло сбрасывается в полость смазочного насоса.
Привод смазочного насоса (рисунок 6.12) осуществляется от распределительного вала парой винтовых шестерен. Ведущая шестерня 7 выполнена заодно с распределительным валом. Ведомая шестерня 8 закреплена штифтом на валике, вращающемся в чугунном корпусе 2. Верхний конец валика имеет смещенную на 0,8 мм в одну сторону прорезь, в которую входит хвостовик привода датчика-распределителя зажигания.
Между валиком привода и валиком насоса имеется промежуточная пластина 10, соединенная с ними шарнирно. Это обеспечивает некоторую свободу в установке насоса. Но для уменьшения износов в шарнирных соединениях привода и для обеспечения его безупречной работы необходимо насос устанавливать по возможности соосно с отверстием для привода.
1 – направляющая втулка; 2 – валик в сборе; 3 – корпус в сборе; 4 – ведущая шестерня; 5 – ведомая шестерня; 6 – пластина; 7 – прокладка; 8 – крышка смазочного насоса; 9 – стопорная пластина; 10 и 12 – болты; 11 – каркас с сеткой; 13 – редукционный клапан; 14 – пружина клапана
Рисунок 6.11 - Смазочный насос
1 – распределитель зажигания; 2 – корпус привода; 3 – валик привода; 4 – прокладка; 5 – блок цилиндров; 6 – упорная шайба; 7 – шестерня распределительного вала; 8 - шестерня привода смазочного насоса; 9 – штифт; 10 – пластина; 11 – втулка; 12 – валик смазочного насоса. Положение прорези валика: А – на приводе, установленном на двигателе; В – на приводе перед его установкой на двигатель; С – на валике смазочного насоса перед установкой привода на двигатель
Рисунок 6.12 - Привод смазочного насоса и распределителя зажигания
Фильтр очистки масла (рисунок 6.13) полнопоточный, разборной конструкции, расположен на блоке с правой стороны двигателя (возможна установка масляного фильтра ВАЗ-2101 неразборной конструкции). В корпусе фильтра расположен фильтрующий элемент 3, через который проходит все масло, поступающее к деталям двигателя. Если фильтрующий элемент сильно загрязнен или велика вязкость масла (при низких температурах окружающего воздуха), то перепускной клапан 11 пропустит в масляную магистраль неочищенное масло. Перепускной клапан рассчитан на перепад давлений 58-73 кПа.
1 – корпус фильтра; 2 – пружина; 3 – фильтрующий элемент; 4 – фигурная чашка; 5 – антидренажный клапан; 6 – стопорное кольцо; 7 и 8 – прокладки; 9 – стопорная шайба; 10 – штуцер; 11 – перепускной клапан; 12 – крышка корпуса
Рисунок 6.13 - Масляный фильтр
На входе в масляный фильтр расположен обратный клапан 5, который открывается под давлением 3-7 кПа, создаваемым масляным насосом. При остановке двигателя он закрывается и не дает вытечь маслу из корпуса, тем самым предохраняет кратковременное «масляное голодание» двигателя при очередном пуске двигателя.
Масляный радиатор установлен перед жалюзи водяного радиатора и крепится к боковинам жалюзи. Забор масла в радиатор осуществляется из масляной магистрали. Положение ручки крана вдоль шланга соответствует открытому положению крана, а поперек – закрытому.
Система вентиляции картера двигателя. Двигатель имеет закрытую систему вентиляции (рисунок 6.14), представляющую собой комбинированную вентиляцию картера с двумя трубопроводами 1 и 2. Трубопровод 1 соединяет картер двигателя со смесительной камерой карбюратора через жиклер диаметром 2 мм, расположенный ниже оси дроссельной заслонки. Отсос газов по нему идет при работе двигателя на малых нагрузках ив режиме холостого хода. На остальных режимах работы двигателя большая часть газов отводится по трубопроводу 2. Для отделения капелек масла (находящихся во взвешенном состоянии в картерных газах) установлен маслоотделитель 3, расположенный в передней крышке коробки толкателей.
1 и 2 – трубопроводы; 3 – маслоотделитель
