Двигатель УМЗ 4218 Оригинал
Бензиновый карбюраторный двигатель мощностью 89 л.с. для легковых и грузовых автомобилей «УАЗ» Артикул:
- 4218.1000402-10 — с рычажным сцеплением;
- 4218.1000402-30 — с диафрагменным сцеплением.
Описание
Двигатель внутреннего сгорания УМЗ 4218 был разработан взамен тогда существовавшего маломощного мотора. Перед конструкторами ульяновского завода стояла задача в разработке принципиально нового всесильного ДВС. Им стала модель с 4-цилиндрами, созданная на базе имеющегося 417 серии. Новая модель с 89 л.с. была вскоре готова, и она продолжает производиться по сегодняшний день.
Улучшение характеристик моделей 4218 их модификаций и исполнений, по сравнению с моделью 4178 достигнуто за счет увеличения рабочего объема двигателя с 2,445 до 2,89 л (диаметр цилиндра увеличен с 92 мм до 100 мм) и введения ряда конструктивных усовершенствований:
- повышена жесткость блока цилиндров за счет применения конструкции блока с залитыми чугунными гильзами;
- использованы маслоотражательные колпачки на втулках клапанов и уплотняющая манжета заднего сальника коленчатого вала из резины на основе фторкаучука, что снизило эксплуатационный расход масла в 3-4 раза;
- значительно улучшена герметичность двигателя вследствие применения эластичных прокладок из резинопробковой композиции.
Технические характеристики
| Наименование параметра | Значение |
|---|---|
| Тип двигателя | Внутреннего сгорания с принудительным воспламенением рабочей смеси, четырехтактный |
| Экологический класс | Евро-0 |
| Число цилиндров | 4 |
| Порядок работы цилиндров | 1-2-4-3 |
| Диаметр цилиндра, мм | 100 |
| Ход поршня, мм | 92 |
| Рабочий объем, л | 2,89 |
| Номинальная мощность нетто по ГОСТ 14846-81, кВт (л.с.) | 65,5 (89) |
| Номинальная частота вращения, мин -1 | 4000 |
| Максимальный крутящий момент нетто по ГОСТ 14846-81, Н · м (кгс · м) | 197 (20,1) |
| Частота вращения, соответствующая максимальному крутящему моменту, мин -1 | 2000…2500 |
| Топливо | Бензин неэтилированный марки АИ-92-К5 или АИ-95-К5 |
| Система выпуска | Ненастроенная |
| Масса незаправленного смазкой двигателя, кг | 165 |
Двигатель УМЗ-4218
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.