Двигун УМЗ 421: опис, характеристики, особливості та відгуки

Двигун УМЗ 421: опис, характеристики, особливості та відгуки

Двигун з індексом УМЗ 421 виробляється на виробничих потужностях ВАТ Ульяновський моторний завод (УМЗ). Дане підприємство з 1970 року займається випуском автомобільних двигунів.

Передумови створення

Першою продукцією заводу стали чотирициліндрові карбюраторні двигуни ГАЗ 21 і ЗМЗ 451 (обидва з однаковим робочим об 'ємом циліндрів 2445 куб. см). Виробництво цих двигунів було передано в Ульяновськ з Заволзького моторного заводу. Під час виробництва двигуни зазнали кількох модернізацій, але до 1990-91 року майже не мали подальших перспектив удосконалення конструкції, підвищення потужнісних характеристик і одночасного зниження витрати палива. До цього ж часу необхідність підвищення конкурентоспроможності серійних автомобілів УАЗ в умовах ринкової економіки призвела до необхідності створення двигунів з великим крутним моментом і максимальною потужністю.

Опис

До 1996 року був розроблений і впроваджений у серійне виробництво двигун нової моделі з робочим об 'ємом циліндрів 2890 куб.см., який відповідав новим вимогам. Проект отримав назву УМЗ 421. Фактично УМЗ 421 став останньою версією мотора ГАЗ 21, який пішов у серію 1957 року. Завдяки збільшеному робочому обсягу, збільшеним випускним клапанам (діаметр виріс на 3 мм - до 39 мм) і ряду інших доробок вдалося підвищити крутячий момент до 22,6 кгс/м і потужність до 125 к. с. (колишні моделі мали момент не більше 17 кгс/м і потужність не вище 80-90 к. с.).

У рамках проекту УМЗ 421 існувало кілька десятків двигунів, що відрізняються один від одного ступенем стиснення, системою харчування, навісними агрегатами, типом приводу навісних агрегатів та іншими вузлами. Система змащення всіх моторів - комбінована, від шестерінчатого насоса. Для заміни потрібно близько 6 літрів олії, масло рекомендується напівсинтетичне з допусками від 5W-30, 10W-40, 5W-40 або 20W-40. Система охолодження мотора рідинна, з примусовою циркуляцією рідини від насоса.

Новий блок циліндрів

Помітною відмінністю нового двигуна став алюмінієвий блок циліндрів нової конструкції. УМЗ 421 отримав залиті в тіло блоку сухі тонкостінні гільзи з чавуну (на всіх попередниках були мокрі). Завдяки цьому рішенню конструкторам вдалося отримати підвищену жорсткість і міцність блоку, а також збільшити діаметр циліндрів на 8 мм (з 92 мм на старому блоці до 100 мм на новому). Міжциліндрова відстань не змінилася і становить 116 мм.

Дане рішення дозволило не тільки зберегти взаємозамінність деталей двигунів різних поколінь, але і значно скоротити витрати на нове обладнання для обробки блоків. Крім того габаритні і посадкові розміри двигуна залишилися незмінними, що дозволяє застосовувати УМЗ 421 на машинах колишніх років випуску.

Поршнева група і колінчастий вал

За рахунок підвищеної жорсткості блоку вдалося дещо знизити нерівномірність зносу дзеркал циліндрів, що збільшило ресурс циліндропоршневої групи. Була зменшена маса поршня з метою зменшення зусиль на бічну частину поршню. Це було досягнуто зменшенням на 7,5 мм відстані від осі поршневого пальця до днища поршня. Для компенсації цієї відстані довжина шатуна збільшена на 7 мм. Поршні литі з алюмінію з високим вмістом кремнію. Частина камери згоряння знаходиться в днищі поршня (виїмка у формі усіченого конуса).

Колінчастий вал чавунний, литий. Корінні шийки мають діаметр 64 мм, шатунні - 58 мм. На задній частині валу фіксується маховик, на передній - чавунна шестірня приводу розподільного валу і ступиця шківа. З метою запобігання осьовому люфту валу на передньому корінному підшипнику встановлено дві шайби. Замість застарілої набивки задня частина колінвала УМЗ 421 ущільнена самопіджимним гумовим сальником. Дане рішення дозволило позбутися спадкової від ЗМЗ багаторічної проблеми - течі олії через набивку.

Головка блоку циліндрів

Завдяки збереженню міжциліндрової відстані вдалося уніфікувати ГБЦ на двигунах 2445 куб. см і 2890 куб.см. ДБЦ УМЗ 421 виготовляється з алюмінієвого сплаву і оснащена вставними сідлами клапанів з жаропрочного чавуну. Уніфікація ГБЦ призвела до збереження старої схеми механізму газорозподілу - розподільчий вал в блоці циліндрів (в нижній частині) і привід клапанів штангами, штовхачами і коромислами.

Клапана УМЗ 421 не мають гідрокомпенсаторів зазорів (за винятком деяких модифікацій мотора випуску після 2010 року) і вимагають регулювання через 10-15 тисяч км. У 2010 році змінився розподільний вал двигуна, профіль якого збільшився по висоті. Даний захід дозволив поліпшити режим роботи на холостому ходу і досягти норм викиду Євро-3.

Основні версії

Базова карбюраторна модель УМЗ 421 мала налаштовану вихлопну систему. У систему входили випускний колектор, глушник, приймальна труба глушника і резонатор. Однак така система випуску газів викликала складнощі з установкою таких двигунів на деякі серійні автомобілі УАЗ, особливо з кузовом вагонного типу ("буханка"). Ці труднощі призвели до появи модифікацій з системою ненабудованого випуску.

У 1998 році УМЗ вийшов на новий для себе ринок збуту - почалися поставки двигунів моделі УМЗ 4215 для малотоннажних вантажних автомобілів ВАТ "ГАЗ". Водночас зростаючі вимоги до токсичності вихлопних газів призвели до оснащення двигунів УМЗ системами впорська палива з управлінням подачею палива та параметрами запалювання за допомогою електронних блоків управління. Перші двигуни з такими системами були відвантажені клієнтам у 1999-2000 році - мотор з індексом УМЗ 4213 став встановлюватися на автомобілі УАЗ-3160.

Для комплектації машин УАЗ поставлявся 98-сильний 4218.10 (зі ступенем 7,0 під бензин А80) або 103-сильний 4218.10-10 (зі ступенем 8,2 під бензин А92). Відповідно мотори могли бути з різними системами випуску. Також для потреб УАЗ проводився 117-сильний 4213.10-40 з системою впорська палива. Для машин ГАЗ випускалися мотори 4213.10-50, 4215.10-10, 4215.10-30 і 123-сильний впорсковий 4216.10.

Основні дані двигуна УМЗ 421 (базовий варіант)

Кількість циліндрів

4

Робочий об "єм

2890 куб. см

Ступінь стиснення (А76/А92)

7,0/8,2

Потужність номінальна

98 к. с. (72 кВт) при 4000 об/хв

Максимальний момент

167 Н/м в діапазоні від 2200 до 2500 об/хв

Вага двигуна

170 кг

Екологічний клас

Євро-0

Плюси і мінуси двигуна

Новий блок циліндрів не завжди мав високу якість лиття, що призводило до потрапляння олії в систему охолодження. Іноді така проблема виникала через перші 10 тисяч кілометрів пробігу. Тонкостінний блок виявився схильним до деформацій при перегріві, що призводить до дорогого ремонту із заміною головки блоку. Невисока паливна економічність карбюраторних версій. Однак цей недолік частково компенсований переходом на системи впорська. Перші роки виробництва були нарікання власників на недостатню міцність впускного колектора, однак це дефект був усунений.

Незважаючи на всі проблеми, велика уніфікація з моторами попередніх років випуску стала однією з вагомих переваг сімейства УМЗ 421. Ціна і поширеність запчастин також відіграють чималу роль. Мотор досить простий у ремонті та обслуговуванні. При належному відході завод обіцяє ресурс не менше 250 тисяч км.

УМЗ 421 - понад 20 років у виробництві

Зараз УМЗ продовжує випуск двигунів сімейства 421. Для продукції заводу ГАЗ випускається газобалонна версія мотора, яка може комплектуватися компресором кондиціонера і гідрокомпенсаторами в приводі клапанів. На замовлення двигун оснащують сучасним приводом агрегатів полікліновим ременем. Двигуни оснащені системою впорська палива, електронним запалюванням і розвивають від 100 до 125 сил при дотриманні норм Євро-3 або 4. Крім того в серії залишився і 96-сильний карбюраторний варіант 4215. Всі мотори розраховані на бензин А92 і вище, оскільки виробництво низькооктанового А80 припинено.