Двигатель 421 какой бензин заливать

Двигатель УМЗ 421: описание, характеристики, особенности и отзывы

Двигатель с индексом УМЗ 421 производится на производственных мощностях ОАО Ульяновский моторный завод (УМЗ). Данное предприятие с 1970 года занимается выпуском автомобильных двигателей.

Предпосылки создания

Первой продукцией завода стали четырёхцилиндровые карбюраторные двигатели ГАЗ 21 и ЗМЗ 451 (оба с одинаковым рабочим объёмом цилиндров 2445 куб. см). Производство этих двигателей было передано в Ульяновск с Заволжского моторного завода. В ходе производства двигатели претерпели несколько модернизаций, но к 1990-91 году почти не имели дальнейших перспектив совершенствования конструкции, повышения мощностных характеристик и одновременного снижения расхода топлива. К этому же времени необходимость повышения конкурентоспособности серийных автомобилей УАЗ в условиях рыночной экономики привела к необходимости создания двигателей с большим крутящим моментом и максимальной мощностью.

Описание

К 1996 году был разработан и внедрен в серийное производство двигатель новой модели с рабочим объемом цилиндров 2890 куб.см., который соответствовал новым требованиям. Проект получил название УМЗ 421. Фактически УМЗ 421 стал последней версией мотора ГАЗ 21, который пошел в серию в 1957 году. Благодаря увеличенному рабочему объему, увеличенным выпускным клапанам (диаметр вырос на 3 мм – до 39 мм) и ряду других доработок удалось повысить крутящий момент до 22,6 кгс/м и мощность до 125 л.с. (прежние модели имели момент не более 17 кгс/м и мощность не выше 80-90 л.с.).

В рамках проекта УМЗ 421 существовало несколько десятков двигателей, отличающихся друг от друга степенью сжатия, системой питания, навесными агрегатами, типом привода навесных агрегатов и другими узлами. Система смазки всех моторов – комбинированная, от шестеренчатого насоса. Для замены требуется около 6 литров масла, масло рекомендуется полусинтетическое с допусками от 5W-30, 10W-40, 5W-40 или 20W-40. Система охлаждения мотора жидкостная, с принудительной циркуляцией жидкости от насоса.

Новый блок цилиндров

Заметным отличием нового двигателя стал алюминиевый блок цилиндров новой конструкции. УМЗ 421 получил залитые в тело блока сухие тонкостенные гильзы из чугуна (на всех предшественниках были мокрые). Благодаря этому решению конструкторам удалось получить повышенную жесткость и прочность блока, а также увеличить диаметр цилиндров на 8 мм (с 92 мм на старом блоке до 100 мм на новом). Межцилиндровое расстояние не изменилось и составляет 116 мм.

Данное решение позволило не только сохранить взаимозаменяемость деталей двигателей различных поколений, но и значительно сократить затраты на новое оборудование для обработки блоков. Кроме того габаритные и посадочные размеры двигателя остались неизменными, что позволяет применять УМЗ 421 на машинах прежних лет выпуска.

Поршневая группа и коленчатый вал

За счет повышенной жесткости блока удалось несколько снизить неравномерность износа зеркал цилиндров, что увеличило ресурс цилиндропоршневой группы. Была уменьшена масса поршня с целью уменьшения усилий на боковую часть поршня. Это было достигнуто уменьшением на 7,5 мм расстояния от оси поршневого пальца до днища поршня. Для компенсации этого расстояния длина шатуна увеличена на 7 мм. Поршни литые из алюминия с высоким содержанием кремния. Часть камеры сгорания находится в днище поршня (выемка в форме усеченного конуса).

Коленчатый вал чугунный, литой. Коренные шейки имеют диаметр 64 мм, шатунные – 58 мм. На задней части вала фиксируется маховик, на передней – чугунная шестерня привода распределительного вала и ступица шкива. С целью предотвращения осевого люфта вала на переднем коренном подшипнике установлены две шайбы. Вместо устаревшей набивки задняя часть коленвала УМЗ 421 уплотнена самоподжимным резиновым сальником. Данное решение позволило избавиться от наследственной от ЗМЗ многолетней проблемы – течи масла через набивку.

Головка блока цилиндров

Благодаря сохранению межцилиндрового расстояния удалось унифицировать ГБЦ на двигателях 2445 куб. см и 2890 куб.см. ГБЦ УМЗ 421 изготавливается из алюминиевого сплава и оснащена вставными седлами клапанов из жаропрочного чугуна. Унификация ГБЦ привела к сохранению старой схемы механизма газораспределения – распределительный вал в блоке цилиндров (в нижней части) и привод клапанов штангами, толкателями и коромыслами.

Читайте также:  Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя x16szr

Клапана УМЗ 421 не имеют гидрокомпенсаторов зазоров (за исключением некоторых модификаций мотора выпуска после 2010 года) и требуют регулировки через 10-15 тысяч км. В 2010 году изменился распределительный вал двигателя, профиль которого увеличился по высоте. Данное мероприятие позволило улучшить режим работы на холостом ходу и достигнуть норм выброса Евро-3.

Основные версии

Базовая карбюраторная модель УМЗ 421 имела настроенную выхлопную систему. В систему входили выпускной коллектор, глушитель, приемная труба глушителя и резонатор. Однако такая система выпуска газов вызывала сложности с установкой таких двигателей на некоторые серийные автомобили УАЗ, особенно с кузовом вагонного типа («буханка»). Эти сложности привели к появлению модификаций с системой ненастроенного выпуска.

В 1998 году УМЗ вышел на новый для себя рынок сбыта – начались поставки двигателей модели УМЗ 4215 для малотоннажных грузовых автомобилей ОАО «ГАЗ». В то же время растущие требования к токсичности выхлопных газов привели к оснащению двигателей УМЗ системами впрыска топлива с управлением подачей топлива и параметрами зажигания с помощью электронных блоков управления. Первые двигатели с такими системами были отгружены клиентам в 1999-2000 году – мотор с индексом УМЗ 4213 стал устанавливаться на автомобили УАЗ-3160.

Для комплектации машин УАЗ поставлялся 98-сильный 4218.10 (со степенью 7,0 под бензин А80) или 103-сильный 4218.10-10 (со степенью 8,2 под бензин А92). Соответственно моторы могли быть с разными системами выпуска. Также для нужд УАЗ производился 117-сильный 4213.10-40 с системой впрыска топлива. Для машин ГАЗ выпускались моторы 4213.10-50, 4215.10-10, 4215.10-30 и 123-сильный впрысковой 4216.10.

Основные данные двигателя УМЗ 421 (базовый вариант)

Число цилиндров 4
Рабочий объём 2890 куб. см
Степень сжатия (А76/А92) 7,0/8,2
Мощность номинальная 98 л.с. (72 кВт) при 4000 об/мин
Максимальный момент 167 Н/м в диапазоне от 2200 до 2500 об/мин
Вес двигателя 170 кг
Экологический класс Евро-0

Плюсы и минусы двигателя

Новый блок цилиндров не всегда имел высокое качество литья, что приводило к попаданию масла в систему охлаждения. Иногда такая проблема возникала через первые 10 тысяч километров пробега. Тонкостенный блок оказался склонным к деформациям при перегреве, что приводит к дорогостоящему ремонту с заменой головки блока. Невысокая топливная экономичность карбюраторных версий. Однако этот недостаток отчасти компенсирован переходом на системы впрыска. Первые годы производства были нарекания владельцев на недостаточную прочность впускного коллектора, однако это дефект был устранен.

Несмотря на все проблемы, большая унификация с моторами предыдущих лет выпуска стала одним из весомых преимуществ семейства УМЗ 421. Цена и распространенность запчастей также играют немалую роль. Мотор достаточно прост в ремонте и обслуживании. При надлежащем уходе завод обещает ресурс не менее 250 тысяч км.

УМЗ 421 – более 20 лет в производстве

В настоящее время УМЗ продолжает выпуск двигателей семейства 421. Для продукции завода ГАЗ выпускается газобаллонная версия мотора, которая может комплектоваться компрессором кондиционера и гидрокомпенсаторами в приводе клапанов. По заказу двигатель оснащают современным приводом агрегатов поликлиновым ремнем. Двигатели оснащены системой впрыска топлива, электронным зажиганием и развивают от 100 до 125 сил при соблюдении норм Евро-3 или 4. Кроме того в серии остался и 96-сильный карбюраторный вариант 4215. Все моторы рассчитаны на бензин А92 и выше, поскольку производство низкооктанового А80 прекращено.

Источник

Двигатель УМЗ 421 2,9 л/98 – 125 л. с.

В двигатель УМЗ 421 заложены конструктивные решения предыдущей серии 417 и мотора ГАЗ 21. Прототип под маркировкой 4218.10 был завершен в 1983 году, однако дорабатывали его еще три года. После чего, конструкторы занялись версией 241.10 с оригинальной формой выпускного тракта.

Затем добавились еще 8 модификаций с увеличенной мощностью, степенью сжатия, дефорсированные, с другим распредвалом, под нормы Евро-4 и два газобензиновых варианта. В итоге, линейка ДВС 421 выпускается по сей день, ею комплектуются грузовые и пассажирские Газели, Соболи, Баргузины и внедорожники Хантер, грузопассажирские УАЗы «Буханки».

Технические характеристики УМЗ 421 2,9 л/98 – 125 л. с.

Изначально в двигателе первой версии 4218.10 антифриз проникал сквозь поры алюминиевого литья блока цилиндров в масло. Протечка была неустранимой, не помогала замена прокладки ГБЦ, поэтому изготовителем была использована пропитка блока смолой по технологии авиастроения, изменена форма впускного тракта, мотор назван 421.10.

Для повышения крутящего момента на низах и мощности в целом схема двигателя получила два дополнения:

  • резонатор в выпускной системе, расположенный после глушителя;
  • увеличение степени сжатия.

Этот вариант ДВС обозначен 421.10-30, имеет собственный мануал по ремонту. С завода моторы выходили с 100 мм цилиндрами, что изначально обеспечивало высокий крутящий момент и мощность. Руководство автопроизводителя ГАЗ рекомендует их для установки на Газель, что требует незначительной переделки:

  • радиатор Газели расположен ниже, чем в УАЗиках;
  • вентилятор необходимо сместить;
  • появляется привод с отдельным ремнем.
Читайте также:  Перегрев двигателя причины теана

Дополнительно улучшена система питания, отвода газов из картера, мотор обозначен 4215.10-30. Если расход масла у моделей семейства 421 одинаковый, то топливо может использоваться разное.

Для снижения эксплуатационного бюджета грузовика и микроавтобуса многие Газели и Соболи производитель ГАЗ переводил на бензин А-76. Подобная модификация движка УМЗ под бензин с низким октановым числом была обозначена 4215.10-10.

Затем потребовалась инжекторная версия, но уже для полноприводных УАЗ – микроавтобусы, внедорожники, грузовики и грузопассажирские авто. Ею стал движок 4213.10. распредвал здесь чугунный, а не стальной, как в карбюраторных моторах. Для Газелей таким ДВС стал 4216.10 с измененным приводом вентилятора.

Эта серия 421 стала последней у производителя УМЗ с нижним распредвалом. Уже для следующего поколения 429.10 высокооборотных ДВС распредвал перенесен внутрь ГБЦ, то есть расположен сверху.

В таблицу собраны основные технические характеристики мотора УМЗ 421:

Изготовитель УМЗ
Марка ДВС 421
Годы производства 1993 – …
Объем 2890 см3 (2,9 л)
Мощность 72 – 92 кВт (91 – 125 л. с.)
Момент крутящий 220 Нм (на 4200 об/мин)
Вес 170 кг
Степень сжатия 8,2 (7)
Питание карбюратор/инжектор
Тип мотора рядный бензиновый
Зажигание коммутаторное, бесконтактное
Число цилиндров 4
Местонахождение первого цилиндра ТВЕ
Число клапанов на каждом цилиндре 2
Материал ГБЦ сплав алюминиевый
Впускной коллектор дюралевый
Выпускной коллектор объединен с резонатором и выпускной трубой
Распредвал нижний, схема OHV
Материал блока цилиндров алюминиевый сплав с пропиткой смолой
Диаметр цилиндра 100 мм
Поршни проточка в виде усеченного конуса является частью камеры сгорания
Коленвал стальной, затем чугунный
Ход поршня 92 мм
Горючее АИ-92/А-76
Нормативы экологии Евро-0 (Евро-4)
Расход топлива трасса – 8,8 л/100 км

смешанный цикл 11 л/100 км

город – 12,5 л/100 км

Расход масла максимум 0,3 л/1000 км
Какое масло лить в двигатель по вязкости 15W40, 5W40, 10W30, 10W40, 20W40
Какое масло лучше для двигателя по производителю Liqui Moly, ЛукОйл, Роснефть
Масло для УМЗ 421 по составу синтетика зимой, полусинтетика летом
Объем масла моторного 6 л
Температура рабочая 90°
Ресурс ДВС заявленный 250000 км

реальный 350000 км

Регулировка клапанов гайки
Система охлаждения принудительная, антифриз
Объем ОЖ 10,7 л
Помпа с пластиковой крыльчаткой
Свечи на УМЗ 421 чешские Brisk DR17YC/A
Зазор свечи 0,8 мм
Привод ГРМ зубчатая передача
Порядок работы цилиндров 1-3-4-2
Воздушный фильтр Nitto, Knecht, Fram, WIX, Hengst
Масляный фильтр съемный с обратным клапаном полнооборотный
Маховик с посадочным диаметром сцепления 200 мм либо 215 мм
Болты крепления маховика М12х1,25 мм, длина 26 мм
Компрессия от 10 бар, разница в соседних цилиндрах максимум 1 бар
Обороты ХХ 800 мин-1
Усилие затягивания резьбовых соединений свеча – 60 Нм

маховик – 70 – 88 Нм

болт сцепления – 60 Нм

крышка подшипника – 120 Нм (коренной) и 60 Н м (шатунный)

головка цилиндров – три стадии 42 Нм, 106 Нм + 90°

В таблице приведено описание параметров базовой карбюраторной версии 4218.10. В других моторах используется другое навесное оборудование, изменены схемы выпускного и впускного тракта, системы впрыска.

Особенности конструкции

Поскольку двигатель УМЗ 421 эволюционировал из базовых вариантов УМЗ 417 и ЗМЗ 402, а еще раньше — ГАЗ 21, отличиями конструкции являются:

  • впервые у данного производителя использованы сухие гильзы внутри блока цилиндров;
  • поршневой палец смещен вверх на 7 мм;
  • резиновое уплотнение задней опоры коленвала вместо набивки шнуром;
  • усилия на боковые поверхности поршня снижены за счет увеличения на 7 мм длины шатуна;

Чтобы выполнить капитальный ремонт собственными силами, достаточно гаражных условий и обычного инструмента без специальных приспособлений.

Перечень модификаций ДВС

Традиционно для Ульяновского моторного завода руководство разрабатывает моторы сериями. Основным двигателем стал 4218.10 с характеристиками – Евро-1, мощность 98 л. с., степень сжатия 7 единиц. В семейство движков УМЗ 421 вошло несколько модификаций:

  • 4218.10-10 – карбюраторный, для адаптации под бензин АИ-92 степень сжатия увеличена до 8,2, мощность увеличена до 103 л. с.;
  • 421.10 – карбюраторный, новая конструкция выпускного тракта;
  • 421.10-30 – карбюраторный, выпускной коллектор другой конструкции;
  • 4213.10-40 – инжектор для УАЗ, Евро-3, мощность 117 л. с.;
  • 4213.10-50 – инжектор для УАЗ, Евро-4;
  • 4215.10-10 – карбюратор под А-76;
  • 4215.10-30 – карбюраторный, под АИ-92;
  • 4216.10 – инжекторный, под АИ-92 для Газелей, Евро-3, степень сжатия 8,8, мощность 123 л. с.;
  • 42164.10 – инжектор под Газель, мощность 99 л. с.;
  • 42164.10 – инжекторный, для Газели, Евро-4, мощность 125 л. с., новый распредвал;
  • 421647.10 – газобензиновый вариант мощностью 100 л. с.;
  • 42167.10 – газобензиновый вариант мощностью 123 л. с.

Отличительной особенностью семейства моторов 421 является наличие варианта 4219 для венной техники. В зависимости от того, какое навесное оборудование используется в комплектации ДВС, имеется несколько вариантов 4219.10:

  • 4179.10-01 – под сцепление 254 мм рычажного типа;
  • 4179.10-13 – добавлен ГУР;
  • 4179.10-05 – под диафрагменное сцепление диаметром 240 мм;
  • 4179.10-25 – добавлен насос ГУР.

Моторы имеют одинаковые объемы, задача увеличить мощность здесь не стояла. Нюансом является наличие пускового подогревателя, генератора Г-250, фильтра тонкой очистки бензина и экранирования датчика Р-132 и высоковольтного оборудования по заказу МО РФ.

Плюсы и минусы

Традиционно для любого семейства движков самым слабым является базовая версия, в данном случае, 4218.10. Недостатками мотора являются:

  • низкое качество металлообработки;
  • протечки ОЖ, масла из блока, ГБЦ и смешивание рабочих жидкостей;
  • морально устаревшая схема ГРМ и привода;
  • повышенный расход ГСМ;
  • регулировка теплового зазора клапанов каждые 15000 пробега.

С другой стороны, плюсов в моторе гораздо больше:

  • заводской тюнинг расточкой цилиндров до 100 мм для увеличения рабочих характеристик;
  • модернизация выпускного такта за счет объединения в единый узел выхлопной трубы, выпускного коллектора и резонатора;
  • возможность произвести капремонт своими руками;
  • форсировка впускного тракта для увеличения мощности;
  • нормальный резинотехнический сальник вместо набивки шнуром на задней опоре коленвала;
  • эксплуатационный ресурс от 250000 км пробега.

Например, конструкторами использована головка блока цилиндров от 417 модели ДВС, а камера сгорания увеличена за счет конструкции поршня, в котором отфрезеровано углубление конусной формы.

Список моделей авто, в которых устанавливался

До 2005 года большинство ДВС Ульяновского моторного завода использовалось несколькими производителями автомашин. Не стал исключением и мотор УМЗ 421, которым комплектовали транспортные средства:

  • внедорожники УАЗ Хантер, Патриот, Барс, 3160,3161;
  • вседорожник Симбир 3162, Тигр 2330;
  • грузовики Пикап, Карго, 39095;
  • микроавтобусы 2206, 3303, 3741, 3909, 3962, Симба 3165;
  • бортовая Газель 3302;
  • грузопассажирская Газель Фермер 33023;
  • рамные автофургоны ГАЗ 2705;
  • микроавтобусы Газель 3221;
  • фургоны и микроавтобусы Соболь 2217;
  • минивэны Баргузин 2217.

Для двух заводов характеристики двигателя подошли идеально, однако для Газелей пришлось переносить радиатор с вентилятором по высоте.

Регламент обслуживания УМЗ 421 2,9 л/98 – 125 л. с.

Заявленный пробег в 250 тысяч км двигатель УМЗ 421 сможет пройти только при соблюдении сроков замены расходных материалов и деталей:

  • 10000 км – съемный маслофильтр и моторное масло;
  • 15000 пробега – регулировка зазоров клапанов;
  • 20000 км – выпускной коллекторный узел, топливопровод и рампа, ремень навесного оборудования и АКБ, свечи;
  • 30000 пробега – воздушный фильтр и вентиляция картера;
  • 40000 км – антифриз и топливный фильтр;
  • 60000 пробега – датчик кислородный.

Внутреннее устройство ДВС предусматривает эти сроки между капремонтами, независимо от их количества. Данный регламент не подходит для газобензиновых моторов, им замена требуется чаще.

Обзор неисправностей и способы их ремонта

Благодаря проточкам в поршнях, мотор УМЗ 421 не гнет клапана своими поршнями. Его индивидуальными неисправностями считаются:

Попадание ОЖ в цилиндры и смазку неисправимый дефект, присутствовал только в первых партиях моторов
Скачки оборотов ХХ и мощности необходима очередная регулировка температурных зазоров клапанов
Стук в опорах коленвала замена выработанных вкладышей

Исчезли проблемы с термостатом, так как здесь использована трехходовая версия от Волги. Часто выходит из строя вискомуфта, предназначенная для регулировки скоростного режима вращения крыльчатки.

Варианты тюнинга мотора

Поскольку двигатель УМЗ 421 семейства создан для тяжелых грузовиков, минивэнов, вне- и вседорожников, грузопассажирских машин, атмосферный тюнинг механическим способом не имеет смысла даже рассматривать. Зато вполне возможна установка турбины городского спокойного типа. Для этого необходимо выполнить действия:

  • замена штатных форсунок модификациями 440СС от производителя Subaru;
  • переделка впускного коллектора под интеграцию интеркуллера;
  • шлифовка камер сгорания и каналов внутри ГБЦ;
  • ШПГ и валы остаются штатными;
  • вместо объединенного выпускного тракта монтируется прямоточный паук 63 мм в диаметре.

После перепрошивки и настройки тюнинг способен добавить 30 – 50 л. с., движок становится «тракторным», обладает мощным крутящим моментом в нижнем диапазоне оборотов.

Таким образом, базовым в серии производителя УМЗ считается мотор 4218.10 с весьма средним ресурсом из-за дефектов литья блока цилиндров. Зато во всех следующих версиях, не только исправлен этот дефект, но и использованы другие конструкционные решения для повышения характеристик и срока службы.

Источник

Adblock
detector