Двигатель УМЗ–421. Руководство - часть 1

1

ДВИГАТЕЛЬ 421 ЕГО МОДИФИКАЦИИ И ИСПОЛНЕНИЯ

Устройство, ремонт, эксплуатация, техническое обслуживание

Введение

Открытое акционерное общество «Волжские моторы» (прежнее название – Ульяновский

моторный завод) специализируется на выпуске автомобильных четырехцилиндровых рядных
бензиновых двигателей.

Начало производства автомобильных двигателей в г. Ульяновске было организовано в 1970

году после передачи двигателей ГАЗ-21А и ЗМЗ-451 с рабочим объемом 2,445л с Заволжского
моторного завода (ЗМЗ). К началу 90-х годов эти двигатели прошли несколько этапов
модернизации и практически исчерпали свои возможности по дальнейшему повышению
энергетических и топливно-экономических характеристик.

В то же время повышение потребительских качеств серийных автомобилей УАЗ в

результате их модернизации, разработки и освоения новых моделей (УАЗ-3160, УАЗ-2772) с более
высокими скоростными и тягово-динамическими характеристиками привело к необходимости
создания двигателей с увеличенным крутящим моментом и повышенной максимальной
мощностью.

В этой связи ОАО «Волжские моторы» был разработан и с 1996 года начал производиться

серийно двигатель модели 421 с рабочим объемом 2,89 л. Это позволило поднять крутящий
момент и мощность вновь освоенных двигателей до 22,5 кгс

•м и 110-112 л.с. соответственно

(против 17 кгс

•м и 80-90 л.с. у двигателей с рабочим объемом 2,445 л).

Повышение рабочего объема получено за счет увеличения диаметра цилиндра до 100 мм с

одновременным внедрением новой конструкции алюминиевого блока цилиндров с залитыми
гильзами из чугуна. Новый двигатель полностью взаимозаменяем с двигателями семейства 2,445 л
и без каких-либо переделок устанавливается на автомобили прежних выпусков.

С 1998 года ОАО «Волжские моторы» поставляет двигатели модели 4215 с рабочим

объемом 2,89 л на комплектацию ряда модификаций малотоннажных грузовых автомобилей ОАО
«ГАЗ» (Горьковского автомобильного завода).

Для удовлетворения возросших требований к снижению токсичности автомобилей ОАО

«Волжские моторы» приступило к выпуску двигателей с впрыском бензина и микропроцессорным
управлением топливоподачей и зажиганием. В 1999 – 2000 годах с конвейера предприятия сошли
промышленные партии таких двигателей модели 4213 с рабочим объемом 2,89 л, которые были
установлены на автомобили семейства УАЗ-3160.

В настоящее время доля выпуска двигателей различных модификаций с рабочим объемом

2,89 л в объеме производства двигателей ОАО «Волжские моторы» превышает 50%. В ближайшие
годы планируется дальнейшее наращивание производства указанных двигателей.

Вместе с тем двигатели с рабочим объемом 2,445 л модели 417 (наиболее массовая

модификация - 4178) будут оставаться на конвейере еще достаточно продолжительное время, в
связи с этим конструкция их продолжает совершенствоваться. В 2000 году система охлаждения
этих двигателей унифицирована с двигателем модели 421, на часть двигателей устанавливается
карбюратор, разработанный Дмитровградским автоагрегатным заводом (ОАО «ДААЗ») на базе
карбюратора автомобиля “ОКА”, обеспечивающий более стабильные характеристики двигателя.

2

ОБЩИЕ ДАННЫЕ ПО ДВИГАТЕЛЯМ
1.1 ОСНОВНЫЕ МОДИФИКАЦИИ И ИСПОЛНЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ

Базовой моделью двигателя с рабочим объемом 2,89 л является двигатель 421 со степенью

сжатия 7,0 (для работы на бензине А-76), с настроенной системой выпуска отработавших газов, с
карбюраторной системой топливоподачи, в общеклиматическом исполнении (условия
эксплуатации от минус 50

°С до плюс 50°С и относительной влажностью воздуха до 98% при плюс

25

°С).

Производство двигателей с рабочим объемом 2,89 л было начато с модификации 4218,

которая отличается от базовой модели только системой ненастроенного выпуска, что упростило
задачу установки этих двигателей на серийные автомобили УАЗ, в особенности, на автомобили с
кузовом вагонного типа и ускорило их внедрение в серийное производство. В настоящее время
завод выпускает широкую гамму двигателей с рабочим объемом 2,89 л.

В таблице 1.1 приведены основные модификации двигателей выпускаемых ОАО

«Волжские моторы», а также сведения по применению их на различных моделях автомобилей.
Таблица 1.1

Модифика

ция

Вариант

исполнения

Отличительные особенности

На каких

автомобилях

применяется

421
42101
42107

Степень сжатия 7,0, настроенная система
выпуска

Грузопассажирские
автомобили
семейства

УАЗ-

31512

421.10

421-30
42107-30

Степень сжатия 8,2, настроенная система
выпуска, диафрагменное сцепление

Грузопассажирские
автомобили
семейства

УАЗ-

3160

4215-10
42157-10

Степень сжатия 7,0, настроенная система
выпуска, автономный привод вентилятора,
диафрагменное сцепление

4215.10

4215-30
42157-30

Степень сжатия 8,2, настроенная система
выпуска, автономный привод вентилятора,
диафрагменное

сцепление,

клапан

рециркуляции отработавших газов

Автомобили
семейства
«ГАЗель»

4218
42181
42187

Степень сжатия 7,0, ненастроенная система
выпуска

4218-01
42187-01

Степень сжатия 7,0, ненастроенная система
выпуска, шкив привода гидроусилителя
рулевого механизма

4218-10
42187-10

Степень сжатия 8,2, ненастроенная система
выпуска

4218.10

4218-05
42187-05

Степень сжатия 7,0, ненастроенная система
выпуска, шкив привода гидроусилителя
рулевого

механизма,

диафрагменное

сцепление

Автомобили УАЗ
следующих
модификаций:
3153, 33036, 39094,
31519, 39099, 22069

Подробные сведения о маркировке двигателей содержатся в разделе 1.3.

3

1.2 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЕЙ

В таблице 1.2 приведены краткие технические характеристики модификаций двигателей и

вариантов исполнений, которые преимущественно поставляются на комплектацию автомобилей
УАЗ и «ГАЗель».
Таблица 1.2

4215-30

Наименование показателей 421-30

4218

4215-10

Число и расположение цилиндров

Четыре, рядное

Диаметр цилиндров и ход поршня, мм (рабочий

объем, л)

100х92 (2,89)

Степень сжатия 8,2

7,0

8,2/7,0

Порядок работы цилиндров 1-2-4-3
Максимальная

мощность

в

комплектации

«БРУТТО», кВт (л.с.) при номинальной частоте
вращения 4000 мин

-1

82,4 (112)

72,1 (98)

81 (110)
76 (103)

Максимальная

мощность

в

комплектации

«НЕТТО», кВт (л.с.) при номинальной частоте
вращения 4000 мин

-1

72,1 (98)

61,8 (84)

70,5 (96)
65,4 (89)

Максимальный крутящий момент в комплектации
«БРУТТО», Н

•м (кгс•м)

221 (22,5)

201 (20,5)

216 (22,0)
206 (21,0)

Максимальный крутящий момент в комплектации
«НЕТТО», Н

•м (кгс•м)

209 (21,3)

189 (19,3)

206 (21,0)
196 (20,0)

Частота

вращения,

соответствующая

максимальному крутящему моменту, мин

-1

2200 – 2500

Минимальная частота вращения холостого хода,
мин

-1

750.50

Минимальный удельный расход топлива по
скоростной внешней характеристике, не более,
г/кВт

•ч (г/л.с.•ч)

292 (215)

306 (225)

292 (215)
299 (220)

Расход масла на угар в % от расхода топлива
(после пробега автомобиля 5000 км), не более

0,3

Система питания топливом

Карбюраторная

Система смазки

Комбинированная: под давлением и

разбрызгиванием

Емкость

маслосистемы,

без

емкости

маслорадиатора, л

5,8

Система вентиляции картера

Закрытая, принудительная с регулятором

разрежения в картере

Система охлаждения

Жидкостная, закрытая с принудительной

циркуляцией охлаждающей жидкости

Емкость системы охлаждения без емкости
радиатора охлаждения, л

3,5

Система выпуска отработавших газов

Настроенная

Ненастрое

нная

Настроенная

Масса не заправленного двигателя в комплектации
с электрооборудованием и сцеплением, не более,
кг

165 165 172

Примечание: – Комплектация «БРУТТО» и «НЕТТО» по ГОСТ 14846.

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ

Тип электрооборудования

Постоянного тока, однопроводное. Отрицательные выводы
источников питания и потребителей соединены с корпусом

(массой)

4

Номинальное напряжение, В 12

957.3701-10

на двигателях 4218

164.3701 или 193.3771

на двигателях 4215

665.3701

на двигателях 4218

665.3701-01

на двигателях 4218, 421

161.3771

на двигателях 4218

Генератор

16.3771 или 6651.3701

на двигателях 421-30

42.3708 или 4211.3708-01

на двигателях 421,

4218, 4215

Стартер

62.3708

на двигателях 421, 4218

Система зажигания:

Бесконтактная

Датчик-распределитель зажигания 3312.3706-01

ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РЕГУЛИРОВОК И КОНТРОЛЯ

Зазор между коромыслами и выпускными клапанами 1 и 4 цилиндров на холодном
двигателе при 15-20

°С, мм

0,30-0,35

Зазор между остальными коромыслами и клапанами, мм 0,35-0,40
Давление масла (для контроля, регулировке не подлежит) при температуре масла
80

°С, не менее, кПа (кгс/см

2

):

при отключенном масляном радиаторе

- при 700 мин

-1

125(1,3)

- при 2000 мин

-1

340(3,5)

при включенном масляном радиаторе
- при 700 мин

-1

78(0,8)

- при 2000 мин

-1

245(2,5)

Температура жидкости в системе охлаждения,

°С

- для двигателей 421.10, 4218.10;
- -для двигателей 4215.10

80-100
80-105

Минимальная частота вращения коленчатого вала в режиме холостого хода, мин

-1

700-800

Зазор между электродами свечей, мм 0,7-0,85
Прогиб ремня водяного насоса и генератора (для всех двигателей) при нажатии с
усилием 4 даН (4 кгс), мм

8-10

Прогиб ремня привода вентилятора (для двигателей 4215.10) при нажатии с усилием
4 даН (4 кгс), мм

7-9

1.3 МАРКИРОВКА ДВИГАТЕЛЕЙ

Идентификационный номер двигателя нанесен на специальной (на не обработанной

механически) площадке с левой стороны блока цилиндров ударным способом вручную и состоит
из двух частей: шестизначной описательной и восьмизначной указательной.

Шестизначная описательная часть начинается с обозначения модели (первые три цифры),

обозначения модификации (четвертая цифра, при отсутствии ставиться ноль), обозначения
климатического исполнения или комплектации двигателя (пятая и шестая цифры, при отсутствии
ставятся нули) - например: "4215С0".

Восьмизначная указательная часть состоит: на первом знаке (буква или цифра) - условный

код года выпуска двигателя (W-1998, X-1999, Y-2000, 1-2001, 2-2002, 3-2003 и т.д.); третья и
четвертая цифры указательной части - обозначение месяца, в котором двигатель был собран;
последующие знаки соответствуют порядковому номеру двигателя. В начале и конце
идентификационного номера, а также между его составными частями ставиться разделительный
знак - пятиконечная звезда, выполненная в литье.

Пример маркировки двигателя 421 со степенью сжатия 7.0, в тропическом исполнении, с

диафрагменным сцеплением, изготовленного в декабре 1999 г.:

4 2 1 0 7 А

Х 1 2 0 9 9 9 9