город – 12,5 л/100 км

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;

Система охлаждения

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

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.

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.

УМЗ 4213.10

УМЗ 4215.10

УМЗ 4216.10

Газобензиновый УМЗ 421647.10

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.

Военный вариант 4219.10

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.

Тюнинг

Увеличение мощности силовых агрегатов серии УМЗ 421 представляет определенную сложность, так как конструкция мотора устарела, поэтому провести тюнинг без потери надежности силового агрегата зачастую невозможно.

• Тюнинг карбюраторных разновидностей этого силового агрегата может выполняться путем использования заводского инжектора, который устанавливается на модернизированную версию УМЗ 4213 Evotech.

Ремонтные работы с установкой на силовой агрегат УМЗ 249 и др. инжекторной системы не представляют сложности. Установка инжектора позволяет получить около 30 дополнительных лошадиных сил.

Необходимо лишь помнить о том, что используемые форсунки инжектора не отличаются долговечностью и могут выходить из строя уже буквально спустя 30-50 тысяч километров.

Помните о том, что данную работу должен выполнять исключительно опытный специалист, знающий особенности работы силовых агрегатов данной серии.

• Использование проточенного маховика может дать дополнительно около 5-8 лошадиных сил. В продаже можно найти уже готовые варианты таких перфорированных маховиков, которые снижают инерцию вращения и при этом не приводят к разбалансированности двигателя.
• Мотор может получить дополнительные 10-15 лошадиных сил путем установки модифицированной выхлопной системы и воздушного фильтра нулевого сопротивления.

Необходимо лишь помнить о том, что при использовании таких модифицированных выхлопных систем может отмечаться ухудшение показателей экологичности двигателя, и в частности увеличивается содержание СО в выхлопе. Это, в свою очередь, приводит к определенным проблемам при прохождении ГТО.

• Установка турбонаддува как экстремальный вариант тюнинга с моторами 421 серии не получила должного распространения, так как такое увеличение мощности отличается повышенной сложностью, и при этом значительно снижается ресурс двигателя. Поэтому мы бы вам не рекомендовали использовать турбонаддув и механические компрессоры, так как гарантировать работоспособность двигателя в случае подобного тюнинга не возьмется даже профессиональный специалист.

Контрольные параметры, вернее их сравнение с рабочими параметрами двигателя УМЗ-4213 на холостом ходу, позволят диагностировать возможную неисправность в том случае, если электронный блок управления не идентифицирует неисправности системы управления двигателем, а сам двигатель работает неудовлетворительно или без видимых причин имеет место повышенный расход топлива.

Для определения возможных неисправностей системы управления инжекторного двигателя УМЗ-4213 установленного на автомобилях Уаз, надо сравнить его контрольные параметры с рабочими на режиме . Рабочие параметры можно прочитать с помощью диагностического или бортового , если у него есть такие функции.

Двигатель должен быть прогрет до температуры охлаждающей жидкости в 75-95 градусов. Типовые контрольные параметры одинаковы для двигателей УМЗ-4213 Евро-0 без антитоксичных систем и двигателей УМЗ-4213 Евро-2 оборудованных такими системами.

Возможные неисправности систем двигателя УМЗ-4213 и электрооборудования в случае выхода контрольных параметров за нормативный диапазон.

Напряжение бортовой сети UACC: 13.0 -14.6 Вольт.

Если напряжение пониженное, то проблемы в цепи заряда аккумуляторной батареи. Если напряжение повышенное — неисправен .

Температура охлаждающей жидкости TWAT: 75-95 градусов.

Если температура пониженная в течение более пяти минут работы двигателя на холостом ходу, то неисправны термостат или датчик температуры охлаждающей жидкости. Если температура повышенная — надо проверить работу системы охлаждения двигателя, а также датчика температуры охлаждающей жидкости.

Открытие дроссельной заслонки THR: 0-1 %.

Если процент открытия дроссельной заслонки завышен, то отрегулируйте ее на полное закрытие или устраните подклинивание привода, проверьте и при необходимости замените положения дроссельной заслонки.

Частота вращения коленчатого вала двигателя FREQ: 700-750 оборотов в минуту.

Если частота пониженная, то занижено СО на холостом ходу, норма для регулировки 0.8+-0.1 %, возможен на впуске, пониженное давление топлива в рампе, неисправен регулятор холостого хода, занижено поступление воздуха через нормально закрытое дроссельное устройство — норма 5-6 кг/ч, неисправен датчик кислорода.

Если частота повышенная — не прогрет двигатель до рабочей температуры, неисправен датчик температуры охлаждающей жидкости, нет полного закрытия дроссельной заслонки, повышенное давление топлива в рампе, закоксован сектор регулятора холостого хода.

Длительность импульса впрыска топлива INJ: 4.6-5.4 мс.

Если импульс впрыска занижен — неисправен датчик массового расхода воздуха или повышенное топлива. Если импульс впрыска завышен — подсос воздуха на впуске, пониженное давление топлива, плохое качество топлива, неисправность датчика массового расхода воздуха, коксование или засорение форсунок, повышенное противодавление в системе выпуска.

Массовый расход воздуха AIR: 13-17.5 кг/ч.

Если расход воздуха понижен — неисправен датчик массового расхода воздуха, повышенное давление топлива, занижено поступление воздуха через нормально закрытое дроссельное устройство — норматив 5-6 кг/ч, неисправен датчик кислорода или его нагреватель.

Если расход воздуха повышен — загрязнен чувствительный элемент датчика массового расхода воздуха, на впуске, не герметичность системы выпуска, повышенное давление топлива в рампе, коксование или засорение форсунок, повышенные механические потери в двигателе и трансмиссии.

Угол опережения зажигания UOZ: 12-16 пкв.

Если угол опережения зажигания понижен, то причины связаны с низкой частотой вращения коленчатого вала. Если угол опережения зажигания повышен, то причины связаны с повышенной частотой вращения коленчатого вала.

Открытие регулятора холостого хода FSM: 28-36 %.

Если процент открытия регулятора холостого хода занижен — приоткрыта дроссельная заслонка в нормально закрытом положении или ее привод не отрегулирован. Если процент открытия регулятора повышен — занижено поступление воздуха через нормально закрытое дроссельное устройство, закоксован сектор регулятора или он неисправен.

Коэффициент регулировки СО на холостом ходу RCOD: +-0.20.

Контрольный параметр для автомобилей Уаз с двигателем УМЗ-4213 Евро-0 без антитоксичных систем. Если значение коэффициента понижено — причины связаны с завышенной подачей топлива и воздуха. Если значение коэффициента повышено — причины связаны с заниженной подачей топлива и воздуха.

Напряжение с выхода датчика кислорода ALAM: 0.05-0.9 Вольт.

Контрольный параметр для автомобилей Уаз с двигателем УМЗ-4213 Евро-2 оборудованном системами. Если после 1-2 минуты работы двигателя амплитуда колебаний сигнала не превышает диапазон 0.35-0.65 Вольт, период 1-5 секунд — неисправны датчик кислорода, нагреватель датчика или их цепи, загрязнение или отравление чувствительного элемента датчика кислорода, пропуск газов в системе выпуска.

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.

Впускной коллектор

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

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.

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.

Автобус ГАЗ Симба

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:

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

Ремонт УМЗ 421