Владельцам отечественных внедорожников, способных преодолевать многие километры непростых российских трасс, знаком мотор УМЗ. Рассмотрим технические характеристики сердца таких автомобилей. Также описано краткое описание внутреннего устройства силового агрегата УМЗ-4218. На какие машины устанавливается этот двигатель, и как продлить его работоспособность, можно узнать из настоящего исследования.
Особенности мотора УМЗ-4218, его конструкция и основные эксплуатационные показатели
К сожалению, состояние отечественных дорог весьма далеко от совершенства. Особенно, это касается загородных трасс в российской глубинке. Для их преодоления на автомобилях должен быть установлен особый силовой агрегат, к которому предъявляются повышенные требования.
Ульяновский моторный завод успешно наладил выпуск механизмов, обеспечивающих транспортным средствам достаточную проходимость, не в ущерб надёжности. Далеко не последнее место в их числе занимает двигатель УМЗ-4218, которому посвящена данная статья.
Устройство силового агрегата
Справедливости ради, необходимо отметить, что такими моторами оснащают большинство модификаций отечественных внедорожников марки УАЗ. Классическая конструкция двигателя усовершенствована благодаря уместному использованию ряда оригинальных решений.
Тонкостенные гильзы цилиндров из чугуна залиты в алюминиевый блок, являющийся сердцем силового агрегата. Прочно закреплённые в теле блока, они способны выдерживать значительные нагрузки. Образующиеся в результате литья отверстия ликвидируются путём дополнительной пропитки смолой.
Такая конструкция блока позволяет увеличить размер внутреннего сечения цилиндров до 100 мм. Расстояние между ними при этом не изменилось и составляет, как на других двигателях УАЗ, положенные 116 мм. Помимо повышения ресурса цилиндропоршневой группы, подобное новшество отразилось на снижении расхода масла.
В обновлённом агрегате УМЗ модификации 4218 большинство функциональных деталей и механизмов обладают взаимозаменяемостью. Это значительно упрощает ремонт моторов, приводящих в движение автомобили УАЗ.
Изменения затронули расстояние между осью поршня и его днищем. Оно уменьшилось на 7.5 мм. Одновременно на 7 мм возросла длина шатуна. Подобная трансформация позволила сократить давление на боковую поверхность поршней, что продлевает срок их эксплуатации.
Охлаждающая жидкость в блок цилиндров поступает благодаря водяной помпе.
Чтобы лучше ознакомиться с качествами двигателей с маркировкой 421800, описания конструкции недостаточно. Предлагаем исследовать технические характеристики агрегатов, приводящих в работоспособное состояние механизмы внедорожников УАЗ.
Эксплуатационные свойства силовых установок УМЗ-4218
Рассматриваемый мотор представляет собой сложную комплектацию из четырёх поочерёдно расположенных на одной линии цилиндров, каждый из которых снабжён двумя клапанами. В двигателе практикуется карбюраторная подача топливной смеси. Реже система питания представлена инжектором.
92-миллиметровый поршень выполняет свои функции в середине цилиндра с поперечным сечением 100 мм. Ёмкость внутреннего рабочего пространства в 2,890 литра позволяет автомобилю состязаться в резвости с 98 лошадьми, выполняя при этом 4000 оборотов.
Привлекательной является возможность использования для заправки агрегата доступного по цене 92 бензина. Хотя это и отодвинуло мотор до параметров Евро-4. Отечественных автолюбителей такой факт не останавливает, поскольку они не привыкли следить за экологическими нормами при постоянной борьбе с бездорожьем.
К тому же приемлемым считается и топливный расход, составляющий для смешанного цикла показатель в 11 л, что ничтожно мало для значительного веса машины.
Если в девственно чистый двигатель производителем предусмотрена заливка 5.8 л смазки, то при замене масла можно обойтись пятью литрами. Разумеется, рекомендуется учитывать сезонность нефтепродукта и при выборе придерживаться инструкций изготовителя.
Специалисты УМЗ заверяют покупателей, что автомобиль с агрегатом 4218 способен без капитального ремонта преодолеть 250 тыс.км. К удовольствию владельцев, практические показатели ресурса мотора превышают заявленные производителем величины. Как отмечалось выше, это достигается благодаря усовершенствованиям в блоке цилиндров.
Сегодня такой двигатель можно встретить в оснащении Газели и Барса, Соболя и Симбира, Хантера и Буханки. Модернизированный силовой агрегат позволяет опытному водителю с лёгкостью обгонять на отечественных дорогах захудалые иномарки.
В число силовых установок автомобилей Ульяновского автозавода входит не самый новый, но простой, доказавший свою надежность и востребованный бензиновый двигатель УМЗ-4218. Об этом моторе, его характеристиках, существующих модификациях, конструктивных особенностях и применимости читайте в данной статье.
Характеристики, типы и применимость двигателей УМЗ-4218
В начале 90-х годов Ульяновский автозавод стал ощущать острый недостаток мощных и надежных двигателей, которые могли бы наделить новые автомобили УАЗ лучшими скоростными характеристиками и проходимостью. К 1993 году на основе агрегата УМЗ-4178 был разработан и пущен в серию новый мотор УМЗ-4218.10, который отличался большим для легковых автомобилей объемом и крутящим моментом. Однако этот агрегат обладала рядом «детских болезней», которые были «вылечены» на последующей модификации — УМЗ-421.10. В дальнейшем на базе нового мотора было создано целое семейство силовых агрегатов, которые сегодня находят применение на автомобилях УАЗ и «ГАЗель».
Со временем агрегат УМЗ-4218 был усовершенствован, поэтому он и сегодня все еще стоит на производстве и активно применяется на различных моделях автомобилей УАЗ. Наиболее часто мотор ставился (и ставится) на модели УАЗ-2206 («Буханка»), 3306 («Головастик») и семейство УАЗ «Хантер».
УМЗ-4218 — бензиновый четырехцилиндровый рядный карбюраторный двигатель рабочим объемом 2,89 литра и мощностью от 84 до 112 л.с. Такое различие в мощностях обусловлено особенностями моторов разных годов выпуска — ранние имели меньшую мощность. Кроме того, мощность зависит от используемой марки бензина. Соответственно, моторы обладают и неодинаковым максимальным крутящим моментом, который при 2000-2500 об/мин может лежать в пределах 189-221 Н·м, в современных модификациях — до 209 Н·м.
В настоящее время двигатели УМЗ-4218 производятся в трех модификациях:
- 4218.1000402-10 — под установку рычажного сцепления (с периферийными цилиндрическими пружинами);
- 4218.1000402-30 — под установку диафрагменного сцепления;
- 4218.1000450-10 — под установку рычажного сцепления без навесного оборудования.
Конструктивно двигатели абсолютно одинаковы, отличия заключаются лишь в маховике и картере сцепления. Естественно, что и характеристики моторов тоже одинаковы.
Конструктивные особенности УМЗ-4218
Двигатель имеет классическую конструкцию, в которой используется ряд оригинальных решений.
Блок цилиндров. Основу мотора составляет литой блок из алюминиевого сплава, в котором используются чугунные тонкостенные залитые гильзы. То есть, гильза непосредственно залита в тело блока, прочно удерживается там и способна выдержать высокие нагрузки. В верхней части между гильзой и блоком предусмотрены полости для охлаждающей жидкости. Блок дополнительно пропитывается смолой, закрывающей образующиеся при литье поры.
В нижней части блока отлито три перегородки, которые одновременно выступают ребрами жесткости и основаниями для вставки коренных подшипников (вкладышей) коленвала. Подшипники закрываются крышками из ковкого чугуна (крепятся на две шпильки), задняя часть коленвала, уплотненная сальником, закрывается алюминиевой крышкой. Все крышки обрабатываются вместе с блоком, поэтому они не взаимозаменяемы.
В блоке же выполнена постель под установку распределительного вала, она состоит из пяти проточек в стенках и перегородках блока. При этом вал вставляется в блок без каких-либо втулок или вкладышей.
В верхней части блока выполнено десять отверстий под шпильки, на которые устанавливается ГБЦ. В нижней части к блоку крепится масляный поддон. В передней части крепится (через прокладку) литая алюминиевая крышка, закрывающая шестерни ГРМ, а также удерживающая сальник носка коленчатого вала. Наконец, в задней части на блок устанавливается литой алюминиевый картер сцепления, усиленный чугунными вставками. Картер сцепления обрабатывается вместе с блоком, поэтому его нельзя просто так поставить на другой двигатель.
Головка блока. ГБЦ также отличается из алюминиевого сплава, она общая для всего ряда цилиндров. В головке выполнены камеры сгорания, в которых имеются посадочные отверстия под седла клапанов (расположены в один ряд по продольной оси двигателя), а также отверстие под свечу зажигания (свечи расположены под углом). Седла — вставные, из жаропрочной стали, вставляются с большим натягом, металл вокруг седел дополнительно подвергается обжиму. Втулки клапанов — металлокерамические.
В верхней части головки располагаются коромысла и пружины клапанов, с противоположной стороны от клапанов имеются вертикальные выточки под пропуск штанг от распределительного вала (соответственно, ответные отверстия есть и в блоке). В теле головки выполнены раздельные впускные и выпускные каналы, все они выходят с одной стороны.
Коленчатый вал. Коленвал силового агрегата — чугунный, литой, с противовесами, при сборке динамически балансируется. Вал имеет 5 коренных шеек диаметром 64 мм и 4 шатунных шейки диметром 58 мм. Внутри вала выполнены каналы для подачи масла к шатунным вкладышам, масло поступает под давлением через отверстия в шатунных шейках. На задней части вала устанавливается маховик, на передней — чугунная шестерня привода распредвала и ступица шкива (все соединения шпоночные), также в торец вала вкручен храповик для ручного пуска двигателя. Шкив коленвала служит для привода агрегатов, в нем же выполнен простейший демпфер крутильных колебаний — чугунный диск, напрессованный на ступицу через резиновую прокладку.
На переднем коренном подшипнике установлены две стале-алюминиевые шайбы с упорами, предотвращающие осевое перемещение вала. Передняя шайба упирается в специальный диск, расположенный непосредственно на коленвалу, чем обеспечивается упор и отсутствие люфта.
Поршневая группа. В УМЗ-4218 используются литые поршни диаметром 100 мм, изготовленные из алюминиевого сплава с высоким содержанием кремния. В них выполнена часть камеры сгорания, а также имеется три паза под установку поршневых колец, причем в пазе под маслосъемное кольцо имеется четыре отверстия для отвода масла. Поршень устанавливается на стальной шатун через усиленный палец.
Компрессионные кольца — чугунные, двух типов:
- Простые кольца с бочкообразной наружной поверхностью;
- Усовершенствованные кольца с проточкой, благодаря которой кольцо обеспечивает не только уплотнение, но и удаление излишков масла со стенки цилиндра, такие кольца устанавливаются в строго определенном положении.
Маслосъемное кольцо — составное, складывается из двух колец и сепаратора.
Газораспределительный механизм. ГРМ нижневальный, восьмиклапанный, с приводом от коленчатого вала. Привод распредвала реализован в виду двух шестерен — малой чугунной на кленвалу, и большой полиамидной на распредвалу. Применение шестерни из полиамида значительно снижает уровень шума, одновременно повышая надежность и долговечность механизма. Соотношение зубьев шестерен 28:56, поэтому распредвал вращается вдвое медленнее коленвала.
На двигателях разных годов выпуска используется два типа распредвалов:
- До 2001 года — кованые из стали с закалкой или литые из чугуна, имеющие стальную шестерню привода топливного насоса;
- После 2001 года — только чугунные литые распредвалы.
Привод клапанов состоит из штанг (облегченных, из алюминиевого сплава), которые нижней частью упираются в толкатели (те, в свою очередь, опираются на кулачки распредвала), а верхней частью — в коромысла (через наконечники). Торцы толкателей, а также торцы штанг имеют сферическую форму. Коромысла отлиты из стали, они устанавливаются на одну стальную полую ось, через которую обеспечивается подача масла, сама ось крепится к головке шестью стойками (четырьмя основными и двумя дополнительными). В задней части коромысел имеется регулировочный винт для установки зазора.
Клапаны двигателя — стальные, жаропрочные, дополнительно имеют жаропрочную наплавку на фаске. Выпускной клапан имеет диаметр 39 мм, впускной — 47 мм, диаметр стержня — 9 мм. Клапаны удерживаются в головке двумя пружинами на закаленных сухарях. Клапаны уплотняются резиновыми маслоотражательными колпачками, закрепленными на верхней части втулок.
Подача горючей смеси и отвод отработанных газов осуществляется через единый узел — газопровод. В нем объединены впускная труба и выпускной коллектор, причем по конструкции этих элементов газопроводы бывают:
- С ненастроенной системой выпуска;
- С настроенной системой выпуска;
- С простой впускной трубой без дополнительного функционала;
- С впускной трубой с возможностью установки клапана системы рециркуляции ОГ.
На двигатели УМЗ-4218 ставятся газопроводы с ненастроенной системой выпуска и без клапана рециркуляции (модель 417.1008010-20), настроенная системы выпуска используется на агрегатах УМЗ-421, однако присоединительные размеры обоих узлов одинаковы, поэтому настроенная системы выпуска может успешно применяться и на агрегатах 4218.
Масляная система построена на основе шестеренчатого односекционного масляного насоса, расположенного в масляном поддоне двигателя. Привод насоса — от распределительного вала (общий с приводом трамблера) Масло проходит очистку в фильтре, на ряде модификаций моторов также устанавливается масляный радиатор. Всего в двигатель входит 5,8 литров масла.
Система питания построена на основе двухкамерного карбюратора модели К151В или К151Е. Топливо подается бензонасосом с приводом от распределительного вала (и ручной подкачкой), оно проходит очистку в фильтре. Управление дроссельной заслонкой — тросовое.
Система зажигания — бесконтактная, привод распределителя общий с приводом масляного насоса от распредвала. Управление опережением зажигания осуществляется вакуумом от карбюратора.
Система охлаждения — традиционная жидкостная, с принудительной циркуляцией (обеспечивается установленной на моторе водяной помпой с клиноременным приводом от коленвала, также этим ремнем осуществляется привод генератора) и отводом тепла через радиатор. Охлаждение радиатора осуществляется электрическим вентилятором.
На двигатель устанавливаются генератор, стартер, датчики температуры, давления масла и другие. Укомплектованный двигатель имеет массу 163-164 кг.
