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.
Немного истории
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
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 уплотняет заднюю часть коленвала.
Модификации модельного ряда
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 прибором, 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
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 которая включала вентилятор принудительного охлаждения.
Технические параметры
Двигатель работает на 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. 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 (имеются в виду двигатели ЗМЗ 405 и 406).
Газораспределительный механизм
В 2010 году на 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 и при минимальных нагрузках.
В передней крышке блока толкателей установлен 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 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.
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.
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
Мотор УМЗ-4216 - малоразмерная бензиновая инжекторная силовая установка, предназначенная для малотоннажных грузовиков и микроавтобусов. Ранняя версия была карбюраторной. Производитель - Ульяновский моторный завод. Первая модификация была выпущена в 1998 году.
Конструктивный «предшественник» этого мотора - двигатель ЗМЗ, выпускавшийся с 1969 года. От своего предшественника двигатель УМЗ-4216 получил принципы компоновки и некоторые узлы.
Конструкция
Это одна из разновидностей силовой установки УМЗ-421. В «четыреста двадцать первую» линейку входят также моторы 4213, 4215, 4218.
УМЗ-4216 выделяется среди них следующим:
- алюминиевым блоком цилиндров;
- закалкой коренных и шатунных шеек коленвала высокочастотным током;
- шестеренчатым приводом ГРМ;
- нижним расположением распредвала;
- алюминиевыми штангами.
В модели двигателя УМЗ-4216 с поршнем калибром 92 мм гильзы в блоке цилиндров ставятся «мокрого» типа, их можно снять. Но в более мощной модификации с диаметром поршня в 100 мм гильза в соответствующий отсек вдавливается при помощи мощного пресса намертво, и изъятию не подлежит.
Двигатель УМЗ-4216 состоит из:
- Блока из 4 цилиндров с гильзами, расположенными в ряд.
- 8 клапанов верхнего расположения, по 2 на камеру сгорания.
- Зубчатого маховика одномассового типа.
- Коленчатого вала с 5 опорами и 4 шатунными шейками.
- 4 поршней, на каждом - 2 компрессионных кольца и 1 маслосъемное.
- Шатунов.
- Насоса подкачки масла.
- Толкателей и штанг.
- Шкива и ступицы коленчатого вала.
- Прокладок и сальников.
Коленвал имеет шестерню, выполненную из металла, а шестерня распределительного вала изготавливается из текстолита.
К двигателю подсоединяется система зажигания, жидкостного охлаждения и другие вспомогательные механизмы.
Технические характеристики
Технические характеристики двигателя УМЗ 4216 различаются в зависимости от модификации. Но варьируется только мощность мотора, в остальном характеристики схожи:
- Количество цилиндров - 4.
- Расположение - в один ряд.
- Порядок работы - 1-2-4-3.
- Рабочий объем - 2,89 л.
- Диаметр поршней - 100 мм (92 мм устарел).
- Компрессия в цилиндрах - 9,2.
- Ход поршня - 92 мм.
- Мощность - от 100 до 125 л. с. в зависимости от модели.
- Расход топлива в городском режиме, средний - 10,4 л/100 км, в смешанном - 11,2 л/100 км.
- Максимальный крутящий момент - 235 Нм.
- Полный крутящий момент - 221 Нм.
- Режим работы, при котором развивается полный крутящий момент - 2200-2500 оборотов в минуту.
- Режим холостого хода - 800 оборотов в минуту.
- Впрыск - распределенный, в наиболее современной модификации управляемый микроконтроллером.
- Основной вид топлива - неэтилированный 92-й бензин. Возможно использование 95.
- Топливный класс мотора - Евро-3 или Евро-4 в зависимости от модификации.
Обслуживание
УМЗ-4216 - простой и неприхотливый двигатель, предназначенный для коммерческого транспорта. Обслуживание мотора необходимо проводить регулярно, в соответствии с графиком ТО.
Работы по обслуживанию делятся на 3 группы:
- ежедневная проверка состояния;
- контрольно-диагностический сервис;
- регламентное обслуживание.
Ежедневно в двигателе УМЗ-4216 необходимо проверять уровень масла, охлаждающей жидкости, герметичность системы охлаждения, смазочной системы и топливопроводов питания. При углубленном контроле, который проводится по расписанию, к этим работам добавляется:
- проверка термостата, датчиков охлаждающей жидкости и всех систем - масляной, питающей и т. п.;
- качество соединений всех систем на предмет герметичности (включая вентиляционную);
- контроль состояния электрооборудования (в том числе свеч на предмет нагара);
- проверка ремня ГРМ и ремня от шкива генератора;
- состояние генератора.
По утвержденному регламенту, раз в полгода на двигателе УМЗ-42616 выполняют следующие манипуляции:
- подтягивают винтовые соединения;
- осуществляют регулировку клапанов (по мере необходимости);
- проводят регулировку зазоров и очистку внутренних объемов двигателя от пыли, нагара и грязи;
- промывают масляный фильтр, картер, систему охлаждения, заменяют охладитель;
- меняют масло.
Распространенные поломки
К наиболее распространенным неисправностям двигателя УМЗ-4216 относятся:
Двигатель УМЗ-4216
- Подтекание масла. Возникает из-за неплотного прилегания сальника коленвала, происходит из-за превышения рекомендуемого числа оборотов - 2500.
- Подергивания на холостом ходу, мотор «троит». Заводской дефект.
- Постукивание в моторе. Возможно после каждых 15 тысяч км пробега. Виновники - неотрегулированные клапаны либо проблемы с коленчатым валом.
- Сильная вибрация. Неполадки в работе кривошипно-шатунного механизма либо системы зажигания.
- Перегрев мотора. Происходит из-за выхода из строя термостата, помпы или прогорания прокладки.
Варианты тюнинга
Для данного мотора целесообразен только один вариант тюнинга, оптимизирующий «городской» режим. Для этого тщательно отрегулировать клапаны, «довести до ума» головку БЦ и модернизировать камеры сгорания.
Модельный ряд
У двигателя УМЗ-4216 существуют следующие модификации:
- Мотор 4216.10, выдающий максимальную мощность в 123 л. с. Евро-3.
- Мотор 42161.10 - упрощенный вариант на 99 л. с.
- Мотор 42164.10 - 125 л. с., стандарт Евро-4.
- Моторы 42167.10 и 421647.10 - газобензиновые, мощностью 123 и 100 л. с. соответственно.
Этот двигатель является единственным среди российских моторов, установка на который газового оборудования не приводит к потере гарантии.
Система смазки двигателя УМЗ-4216 комбинированная: под давлением и разбрызгиванием. Через маслоприемник масло засасывается масляным насосом и через полнопоточный масляный фильтр подается в масляную магистраль.
На масляном насосе установлен редукционный клапан перепускающий масло в магистраль минуя фильтрующий элемент при его большом сопротивлении (засорении, пуск холодного двигателя). Перепускной клапан открывается при разности давлений на входе и выходе из фильтра 58-73 кПа (0,60-0,75 кгс/см2). При температуре окружающего воздуха выше плюс 5 градусов необходимо открыть краник масляного радиатора. Краник открыт, когда его рычажок направлен вдоль шланга.
Перед краником масляного радиатора установлен ограничительный клапан, открывающий доступ масла в радиатор только при давлении более 70-90 кПа (0,7-0,9 кгс/см2). Все клапаны системы смазки отрегулированы на заводе и регулировать их в эксплуатации запрещается.
Каталожные номера узлов и деталей системы смазки двигателя УМЗ-4216, масляного картера, маслоприемника и масляного насоса, привода масляного насоса, фильтра очистки масла, датчиков давления масла.
Давление в системе смазки двигателя УМЗ-4216.
Давление в системе смазки двигателя УМЗ-4216 при температуре масла плюс 80 градусов при отключенном масляном радиаторе не должно быть менее 125 кПа (1,3 кгс/см2) при частоте вращения коленчатого вала 700 оборотов в минуту и 245 кПа (2,5 кгс/см2) при 2000 оборотах в минуту. Во время эксплуатации автомобиля надо следить за работой датчиков давления масла. Датчик аварийного давления масла срабатывает при давлении 39-78 кПа (0,4-0,8 кгс/см2).
Запрещается эксплуатировать автомобиль с горящей сигнальной лампой аварийного давления масла. На прогретом двигателе УМЗ-4216 при исправной системе смазки в режиме холостого хода и при резком торможении сигнальная лампа может гореть, но должна немедленно гаснуть при увеличении частоты вращении коленчатого вала.
Обслуживание системы смазки двигателя УМЗ-4216, применяемые моторные масла.
Проверять уровень масла в картере двигателя УМЗ-4216 необходимо перед выездом и через каждые 300-500 километров пробега в зависимости от состояния двигателя. Уровень масла должен быть при этом между метками П и 0 указателя уровня масла. Объем масла доливаемого в картер двигателя от метки 0 до метки П, составляет приблизительно 2 литра. Уровень масла замеряется через 2-3 минуты после остановки прогретого двигателя.
В картер двигателя УМЗ-4216 необходимо заливать по характеристикам не ниже Б3/Д1 по СТО ААИ 003 или SF/CC по классификатору APJ. Классы вязкости SAE 15W-30, SAE 15W-40 всесезонно, SAE 20W-40 – для районов с жарким климатом, SAE 5W-30, SAE 10W-30 – для районов с холодным климатом. Отработавшее масло сливать из картера двигателя сразу же после поездки, пока оно горячее. В этом случае масло сливается быстро и полностью.
Первую масла необходимо произвести после обкатки двигателя, через 2000 километров пробега с одновременной заменой масляного фильтра. Последующие замены масла проводятся через каждые 10 000 километров пробега автомобиля с одновременной заменой масляного фильтра. Рекомендуется через две смены масла промывать систему смазки двигателя.
Для промывки системы смазки надо слить из картера горячего двигателя отработавшее масло, залить специальное моющее масло на 3-5 мм выше метки 0 на указателе уровня масла и дать двигателю поработать в течение 10 минут. Затем моющее масло слить, заменить сменный масляный фильтр и залить свежее масло. Допускается смешивание остатков моющего масла после слива со свежим маслом. В случае отсутствия моющего масла промывку можно производить чистым моторным маслом.
