4215.1000402-30 Двигатель (для автомобиля ГАЗель )

Информация о двигателях ОАО "Волжские моторы" (Ульяновский моторный завод) с диаметром поршня 100 мм, появляющаяся в печати, скупа и часто неточна.

От величины момента, развиваемого двигателем на низких оборотах, зависит способность автомобиля преодолевать труднопроходимые участки без переключения передач. Крутящий момент, в свою очередь, напрямую зависит от площади поверхности поршня (или от его диаметра). Именно поэтому ульяновские моторы с диаметром цилиндра 100 мм, самым большим на отечественных легковых двигателях, пользуются заслуженным уважением у водителей внедорожников. Работы по созданию таких двигателей были завершены в 1993 году. Тогда же была выпущена опытная партия из сорока штук. В следующем году было начато их серийное производство.

Новый двигатель с рабочим объемом 2,89 литра получил обозначение УМЗ-4218.10 и предназначался для установки на весь модельный ряд автомобилей, выпускаемых Ульяновским автомобильным заводом. Нельзя сказать, что освоение новинки происходило без сложностей. Например, много нареканий вызывало качество изготовления блока цилиндров. Образующиеся в процессе отливки поры часто становились причиной попадания охлаждающей жидкости в масло. Причем дефект мог проявиться и не сразу. Только 60% отливок проходило приемный контроль, но даже такой контроль не всегда давал желаемый результат. Протечка охлаждающей жидкости в масло через поры могла начаться и через 10 000 километров пробега после начала эксплуатации. Не ожидающие подобного подвоха владельцы меняли прокладки головки блока, но замена не помогала. Диагностировать подобную неисправность было сложно. Избавиться от дефекта удалось, когда в технологический процесс была включена пропитка алюминиевых отливок блока цилиндров специальным составом, закрывающим поры. Кстати, такая технологическая операция применяется и при изготовлении других двигателей, например в авиастроении.

Устранив детские болезни "трехлитрового", моторостроители продолжили его усовершенствование. Новая модель получила обозначение УМЗ-421.10 и имела измененный выпускной коллектор, который совместно с приемной трубой глушителя, глушителем и резонатором образовывал настроенную систему выпуска, рассчитанную на автомобили УАЗ. Напомним, что на УАЗах применена нестандартная система отвода выхлопных газов с резонатором, расположенным после глушителя. Возможно, увеличенный объем полости выпускного коллектора отчасти был предназначен для выполнения роли резонатора. Нововведение позволило достичь дополнительного увеличения крутящего момента на низких оборотах, что очень важно на бездорожье. Дальнейшее увеличение мощности было достигнуто повышением степени сжатия. Модернизированный мотор с увеличенной степенью сжатия получил обозначение УМЗ-421.10-30. Кстати, УМЗ-4218.10 и УМЗ-421.10 различаются только формой выпускного коллектора. Поэтому установкой нового коллектора и новых приемных труб глушителя можно произвести модернизацию имеющегося у вас автомобиля с двигателем УМЗ-4218.10.

Высокий крутящий момент мотора со стомиллиметровыми поршнями (первое время их называли "зиловскими") вызвал интерес и у автомобилестроителей других городов. В частности, этот мотор стал устанавливаться и на "Газели". Более низкое по сравнению с УАЗом расположение радиатора на этом автомобиле требовало смещения вентилятора. Для этого мотор был оборудован дополнительным приводом, использующим отдельный ремень. Кроме того, были изменены система отвода картерных газов и система питания, введены некоторые другие изменения. Адаптированный для "Газели" двигатель получил обозначение УМЗ-4215.10-30 и был рассчитан на бензин АИ-92. Покупая "Газель" с двигателем УМЗ, многие будущие владельцы рассчитывают на эксплуатацию машины на бензине А-76. Как видим, в случае с УМЗ-4215.10-30 они ошибаются. Для работы на бензине А-76 создана модификация этого двигателя, которая получила обозначение УМЗ-4215.10-10.

Производственные программы практически всех автозаводов включают в себя инжекторные двигатели. ОАО "Волжские моторы" не исключение. Очередная модель завода - УМЗ-4213.10 имеет систему распределенного впрыска с комплектующими отечественного производства, аналогичную применяемой в двигателе ЗМЗ-406.10, и рассчитана на установку на автомобили УАЗ. Мотор имеет нижнее расположение распредвала со штанговым приводом, как и на карбюраторных моделях. Отличается и сам распредвал - он изготовлен не из стали, как на карбюраторном моторе, а из чугуна. Чтобы избежать эффекта зависания клапанов, увеличение максимальных оборотов двигателя до 4500 об/мин потребовало увеличения жесткости клапанных пружин вдвое. Для установки на автомобили "Газель" выпускается аналогичный двигатель УМЗ-4216.10, основное отличие которого - измененный привод вентилятора. Предвидя интерес читателей к возможности модернизации более старых моделей трехлитровых двигателей, главному конструктору ОАО "Волжские моторы" Е. Березину был задан этот вопрос. Ответ - утвердительный. Установкой системы впрыска, системы впуска и головки блока цилиндров от двигателя УМЗ-4213.10 можно переоборудовать карбюраторный мотор в инжекторный. Замены распредвала и клапанных пружин можно и не производить. Однако данная рекомендация касается лишь технической стороны вопроса. Возможно, такое переоборудование должно быть одобрено ГИБДД.

Дальнейшее усовершенствование трехлитровых двигателей привело к созданию модели УМЗ-249.10. Можно сказать, что этот мотор является родоначальником нового семейства высокооборотных двигателей. Максимальный крутящий момент он развивает в диапазоне частот вращения коленвала 3200-3500 об/мин против 2200-2500 об/мин у УМЗ-4218.10. Однако, несмотря на сравнительно высокие обороты, соответствующие максимальному моменту, это мотор уже при 1000 об/мин создает момент в 17 кгсм, что очень хорошо для внедорожника. Система газораспределения с нижним распределительным валом и штанговым приводом в этом высокооборотном моторе не применяется. Распредвал переместился в головку цилиндров, а зазоры между кулачком распредвала и коромыслом регулируются с помощью гидрокомпенсаторов. Применение их вызвано прежде всего требованием оптимизации работы системы впрыска топлива и влечет за собой увеличение надежности работы двигателя и уменьшение расхода топлива. Система впрыска аналогична применяемой на УМЗ-4213.10.

Поспешим разочаровать желающих произвести коренную модернизацию двигателя УМЗ-421.10 и его модификаций с переоборудованием его в УМЗ-249.10 - это невозможно.

Описываемый двигатель предназначен для установки на серийно выпускаемые и перспективные автомобили УАЗ. Разработана модификация для установки на автомобили "Газель".

Таков перечень выпускаемых ОАО "Волжские моторы" трехлитровых двигателей. Конструкция их постоянно совершенствуется, кроме того, ведутся работы над созданием новых моделей, в частности двигателя с наддувом.

ДВИГАТЕЛЬ

Конструкция и обслуживание двигателя 421.10 (рис.1) и его модификаций аналогичны двигателю 4178, за исключением данных, приведенных ниже.



Рис. 1. Продольный разрез двигателя.

Блок цилиндров

Блок цилиндров двигателя из алюминиевого сплава с залитыми тонкостенными гильзами из специального износостойкого чугуна (ИЧГ-ЗЗМ).

Головка блока цилиндров

Прокладка головки блока цилиндров несимметричная.

Кривошипно-шатунный механизм

Поршни двигателя имеют камеру сгорания в днище.
Поршневые пальцы - с увеличенной толщиной стенки.
Шатуны - увеличенной длины.
Поршневые кольца устанавливают по три на каждом поршне: два компрессионных и одно маслосъемное.
Компрессионные кольца отлиты из специального чугуна.
Наружная поверхность верхнего компрессионного кольца покрыта пористым хромом, а поверхность второго компрессионного кольца покрыта оловом, либо имеет фосфатное покрытие темного цвета.
Второе кольцо скребкового типа, на нижней торцевой поверхности имеет кольцевую проточку, которая вместе с конусной наружной поверхностью образует острую нижнюю кромку ("скребок").
На внутренних цилиндрических поверхностях обоих компрессионных колец предусмотрены проточки, за счет которых кольца при движении поршня вниз несколько вывертываются, что способствует лучшему удалению излишнего масла с поверхности гильз ("скребковый эффект").

Двигатель может комплектоваться двумя вариантами исполнения компрессионных колец.
Один вариант верхнего компрессионного кольца имеет бочкообразный профиль наружной поверхности.
При этом, проточка на внутренней цилиндрической поверхности кольца отсутствует, а положение при установке верхнего кольца в канавку поршня безразлично.

Вариант нижнего компрессионного кольца также может не иметь проточки на внутренней цилиндрической поверхности. однако его установка в канавку на поршне должна быть выполнена острой кромкой - "скребком" вниз.
Маслосъемное кольцо составное, по конструкции аналогично кольцу двигателя 4178.


Установка колец на поршне показана на рис. 2.

Рис. 2. Установка колец на поршне: 1 -верхнее компрессионное кольцо с проточкой на внутренней цилиндрической поверхности; 1а -верхнее компрессионное кольцо с бочкообразным профилем наружной поверхности; 2 -нижнее компрессионное кольцо со "скребком" и проточкой на внутренней цилиндрической поверхности; 2а -нижнее компрессионное кольцо без проточки на внутренней цилиндрической поверхности; 3 -маслосъемное кольцо

Система питания.

Карбюратор К151Е двухкамерный, с падающим потоком и балансированной поплавковой камерой.
Конструкция карбюратора К151Е полностью повторяет конструкцию карбюратора К 151 В, описанного в руководстве по эксплуатации автомобиля, за исключением некоторых дозирующих элементов.