Двигатель УМЗ 4216

В 1997 году на заводе двигателей в Ульяновске началась сборка более мощных двигателей. Первой моделью стал карбюраторный УМЗ 4215, а через год инженеры создали двигатель 4216, оснащенный инжекторной подачей топлива и соответствующий стандарту Евро-2. Серийное производство началось в 2003 году, а в 2012 году на рынок вышла базовая модификация 42164 и варианты, соответствующие требованиям Евро-4.

Двигатель 4216 установлен на коммерческой ГАЗели:

Устройство двигателя

УМЗ-4216 — бензиновый двигатель с впрыском топлива с электронным управлением зажиганием и впрыском. Количество цилиндров — 4, рабочий объем двигателя 4216 — 2,89 литра. Агрегат в базовой версии способен развивать мощность до 107 лошадиных сил.

Основой разработки стал двигатель ЗМЗ-21. Новый двигатель УМЗ имеет аналогичную конструкцию:

• положение клапанов двигателя — вверх;
• Блок цилиндров изготовлен из легкого алюминия;
• Привод зубчатого ремня приводится в движение шестерней;
• расположение распределительного вала — нижнее;
• Двигатель с 2 клапанами на цилиндр.

Масляный поддон, выпрессованный из стали, конструктивно аналогичен.

Картер двигателя «Газель Бизнес» 4216 и связанные с ним модификации:

Как и на всех двигателях УМЗ с цилиндрами диаметром 100 мм, втулки запрессованы в блок цилиндров и не могут быть выдавлены при ремонте. Если цилиндры изношены, придется заменить весь блок.

Основные компоненты двигателя 4216:

• Алюминиевые БК, в которые запрессованы вышеупомянутые чугунные вставки;

• БК:
• головка блока цилиндров, также алюминиевая;
• маховик с зубчатым венцом;
• коленчатый вал с шатунами (4 шт.) и кривошипами (5 шт.);
• поршни, оснащенные одним скребковым и двумя компрессионными кольцами;
• масляный насос
• шатуны двигателя;
• толкать штанги и стержни;
• втулки двигателя, шатунные и коренные втулки;
• шкив коленчатого вала, втулки;
• уплотнения двигателя и сальники;
• Текстолитовая звездочка распределительного вала и металлическая звездочка коленчатого вала.

Двигатель в снятом состоянии:

Коленчатый вал приводит в движение механизм клапанов через шестерни. Штоки и толкатели передают движение от распределительного вала к коромыслам, которые приводят в действие впускные и выпускные клапаны.

Двигатель управляется электроникой. Работа двигателя контролируется блоком управления MIKAS, который получает сигналы от датчиков открытия дроссельной заслонки, положения вала, детонации и давления.

Схема датчиков из официального руководства:

Технические характеристики УМЗ 4216

Как упоминалось выше, двигатель UMZ 4216 — это четырехцилиндровый бензиновый агрегат с впрыском и 8 клапанами. В качестве основного топлива производителем заявлен бензин 92, но можно использовать и 95-октановый бензин (в качестве дополнительного топлива).

Технические характеристики двигателя УМЗ 4216:

Заявленный производителем расход бензина не является абсолютной величиной и может значительно увеличиваться в зависимости от сезона эксплуатации автомобиля, нагрузки, стиля вождения. Например, средний расход топлива «ГАЗель Бизнес» с двигателем УМЗ 4216 в городе составляет около 13-15 литров.

Куда ставится

УМЗ 4216 и его модификации оснащены автомобилями ГАЗ — Газель, Соболь.

Примечание: в 2014 году УМЗ начал сборку и установку 2,7-литровых агрегатов двигателя EvoTech, они устанавливаются на модели ГАЗель Next и Бизнес.

Модификации УМЗ 4216

Первоначальная версия 4216 претерпела ряд модификаций. Так, в 2008 году двигатель был серьезно усовершенствован, доведя его характеристики до стандарта Евро-3, а в 2018 году агрегат был модернизирован до стандарта Евро версии 4.

Читайте также…  Двигатель GE 3S — технические данные

Основными модификациями серии 4216 являются:

• 421600 — базовая модель;
• 421640, 421641 — идентичные модификации, предназначенные для установки на ГАЗель-Бизнес, соответствующие стандарту Евро-3, модель с индексом 40 выпускалась как источник запчастей для рынка;
• 421643 — Евро-3, для автомобилей скорой помощи на платформе Business;
• 421660 — двигатель Евро-3 в автомобиле ГАЗель Классика;
• 421661 — модификация модели 60 для ГАЗель Классика с гидравлическим усилителем руля;
• 421636 — двигатель для автомобилей «Скорой помощи» с гидравлическим силовым агрегатом;
• 421611 — двигатель для «Соболя» 4х2;
• 421670 — Двигатель УМЗ 416 стандарта Евро-3 для автомобилей «Газель-Бизнес» и «Соболь», двигатель с коробкой передач с многодисковым сцеплением
• 42164 70 — Стандарт Евро-4, для автомобилей «Соболь» и «Газель-Бизнес»;
• 42164 80 — двигатель с гидрокомпенсаторами. Этот двигатель УМЗ 4216 был разработан для автомобилей «ГАЗель-Бизнес» и «Соболь»;
• 42167-11 — бензиновый двигатель на ГАЗель-Бизнес с гидрокомпенсаторами.
• 421647 — для Соболей и ГАЗелей с газовой установкой.

Каждый из этих типов имеет свои подкодификации для различного оборудования (система рулевого управления, компрессор кондиционера, газовое оборудование и т.д.), со своим цифровым идентификатором.

Типичные неисправности

Завод УМЗ утверждает, что ресурс двигателей 4216 составляет 250 000 до капитального ремонта. На практике неисправности появляются раньше.

Основными проблемами, с которыми сталкиваются владельцы коммерческих автомобилей с двигателем УМЗ анализируемой серии, являются

• высокая утечка масла через поршневые кольца;
• утечка масла;
• дребезжание клапанов двигателя;
• отказ электронных датчиков;
• перегрев двигателя по различным причинам.

Преждевременные отказы обычно вызваны:

• аномалии в работе — водитель слишком «перекручивает» двигатель и перегружает его или превышает максимально допустимую нагрузку машины;
• Вождение в сложных дорожных условиях;
• Неправильное, непрофессиональное или несвоевременное обслуживание
• Использование неправильного топлива, смазочного материала или охлаждающей жидкости.

Неисправности на 4216 встречаются относительно редко, поэтому более вероятно, что неисправность вызвана фактическим отказом, а не производственным дефектом, хотя такие случаи имеют место.

Другие возможные проблемы:

• Масло «капает» из двигателя, а жидкость появляется на деталях.

Возможная причина — повреждение заднего сальника коленчатого вала. Эта проблема часто возникает при длительной езде на оборотах свыше 2500 об/мин, поскольку двигатель 4216 не рассчитан на очень высокие обороты. Замена сальников полностью устраняет проблему.

• Вибрация двигателя, «подергивание» двигателя на холостом ходу или в движении.

Эта проблема вызвана неравномерной подачей смеси в цилиндры. Это может быть вызвано проблемой в системе зажигания (свечи, катушки и т.д.) или в системе впрыска (например, засорение инжектора). Автомобиль расходует много топлива, на приборной панели может загореться контрольная лампа Check, а в ЭБУ может храниться ошибка времени зажигания. В этом случае необходима комплексная диагностика.

• Двигатель дребезжит.

Наиболее частой причиной является несоосность клапанов. Для решения проблемы необходимо выполнить регулировку. Это обычная процедура, которую следует выполнять каждые 15 000 км. Помимо клапанов, эта проблема может быть частично решена путем установки гидрокомпенсаторов.

Если клапаны в порядке, проверьте состояние шатунов и распределительного вала.

• Вибрации двигателя.

Обычно двигатель начинает вибрировать из-за проблем с зажиганием или физического износа тормозных колодок. Также возможно, что кривошипно-шатунный механизм разбалансирован.

• Перегрев двигателя.

Читайте также…  Двигатель ГАЗ 52 — конструкция и технические характеристики

Возможными причинами перегрева двигателя являются выход из строя насоса или термостата или образование воздушной пробки в системе охлаждения.

Проблемы зажигания и систем подачи топлива

Эти неисправности считаются характерными для двигателей с форсунками серии 4216.

• Автомобиль не входит в режим самодиагностики.

Причина — неисправность в ЭБУ или диагностике.

• После включения зажигания лампочка не гаснет.

Возможные причины — неисправность ЭБУ, цепей управления или всей системы управления.

• Бензонасос не запускается после поворота ключа в замке зажигания.

Возможные причины — неисправность насоса, проблемы с ЭБУ, цепями питания или реле насоса.

• Стартер не запускает двигатель.

Возможно, разрядился аккумулятор, неисправен дроссель или сам стартер, либо имеется неисправность в цепях управления/питания стартера.

• При первом запуске двигатель не запускается, обороты колеблются, двигатель глохнет, а из выхлопной трубы идет черный дым.

Причиной является неисправный датчик синхронизации или увеличенный зазор между муфтой синхронизации и зубьями диска синхронизации коленчатого вала.

• Двигатель не запускается «на горячую», датчик температуры показывает температуру охлаждающей жидкости выше 70 градусов.

Возможные неисправности — отсутствие давления в топливной магистрали, слишком низкое или наоборот высокое давление, неисправность VTC, датчика коленвала, блока управления или перепутывание цепей управления катушкой при установке.

Все эти компоненты должны быть тщательно проверены. Например, давление топлива может быть потеряно из-за пустого бака или воздушной пробки в магистрали. Низкое давление вызывается засорением топливопроводов и фильтра, подсосом во впускном трубопроводе, неисправным регулятором давления бензина или негерметичностью бензопроводов. Слишком высокое давление может быть вызвано неисправным регулятором давления, засорением сливной линии или неисправным бензонасосом.

• Коленчатый вал вращается слишком быстро на холостом ходу.

Причины: дроссельная заслонка закрыта не полностью, датчик температуры охлаждающей жидкости откалиброван, регулятор холостого хода не закрыт.

• Отказ цилиндра или полный отказ цилиндра.

Причины: повреждение провода якоря или наконечника, зазор в свече зажигания, засорение или полное повреждение свечи зажигания, проблемы с питанием/управлением инжектора, засорение или повреждение инжектора. В некоторых случаях неисправность вызвана неисправностью ЭБУ.

• Отказ двух цилиндров/непрерывная работа одновременно.

Возможные причины: неисправность катушек зажигания (или их систем питания и управления), отказ ЭБУ.

• Неустойчивый холостой ход.

Возможные неисправности, приводящие к этому: утечка в системе впуска, продувка картера или тормозной системы, вода в баке, дребезжание контактов ДПДЗ.

• Внезапная потеря оборотов двигателя при разгоне.

Неисправность вызвана проблемами с зажиганием или отскочившими контактами ДПДЗ.

• Двигатель не может достичь полной мощности.

Причины: дроссельная заслонка открывается не полностью, засоренный топливный фильтр, неправильная калибровка ДПДЗ, загрязненный воздушный фильтр, неисправный датчик абсолютного давления или отказ высоковольтных цепей в двигателе.

• Ненормально высокий расход топлива, выбросы CO.

Проблемы, приводящие к этому: неисправный датчик абсолютного давления, негерметичные форсунки, забор воздуха, избыточное давление в топливной магистрали (см. выше).

• Ненормально высокие выбросы CH из двигателя.

Обычно вызывается неисправностью высоковольтных цепей.

• Детонация двигателя.

Причиной может быть некачественный бензин (с неправильным соотношением компонентов смеси, низким октановым числом или разбавленный водой). Проблема также может заключаться в неисправной оболочке проводки датчика детонации, калибровке датчика или неисправности ЭБУ.

Капремонт

На 4216 капитальный ремонт становится необходимым, если:

• Коленчатый вал гремит (это означает, что он достиг критической степени износа);
• гильзы цилиндров изношены;
• после замены масляного насоса давление все еще низкое.

Читайте также…  Двигатели Lada Vesta — особенности и тюнинг

Все это указывает на необходимость полной переборки, дефектовки двигателя и замены поврежденных деталей.

Отзывы владельцев

Те, кто ездит на легковых и служебных автомобилях с двигателем УМЗ 4216, эти двигатели чаще всего хвалят. Основные преимущества, по мнению водителей:

• доступность по цене как самого двигателя, так и деталей для его ремонта;
• высокая простота обслуживания благодаря простоте оборудования;
• Достаточно умеренный расход топлива для своих характеристик;
• хорошая тяговитость двигателя.

Многие опытные автовладельцы даже выполняют ремонт самостоятельно; в целом, сервисные операции достаточно просты и могут быть выполнены практически в полевых условиях. Сложность может вызвать только инжектор — его устройство, ремонт и регулировка обычно сложнее, если сравнивать с карбюраторными аналогами, и требует специальных знаний и оборудования.

Но есть и отрицательные отзывы. Основными критическими замечаниями являются:

• Склонность двигателя к перегреву;
• Отказы датчиков с последующими «ударами», потерей сцепления с дорогой и другими проблемами;
• Высокий расход масла — жидкость течет, как говорят водители, «из каждой щели».

Большинство жалоб основано на том, что у водителя неисправен двигатель, что, хотя и не очень часто, все же случается. Типичными заводскими дефектами двигателя 4216 являются:

• утечка воздуха из-за трещины впускного коллектора;
• падение давления масла из-за неисправного насоса;
• выход из строя электромагнитной муфты охлаждения и последующий перегрев.

Нередко владельцы, столкнувшись с проблемами, самостоятельно ремонтируют двигатель. Например, для борьбы с перегревом устанавливается трехрядный медный радиатор, которым заменяется стандартный охлаждающий элемент: медь лучше справляется со своей задачей. Другой популярный метод — оснастить двигатель электрическим вентилятором, который управляется переключателем в кабине. Если указатель температуры охлаждающей жидкости показывает критическую температуру, водитель активирует дополнительное принудительное охлаждение.

Водители отмечают, что капитальный ремонт двигателя устраняет большинство «общих болезней», при условии, что работа была выполнена грамотно и с использованием высококачественных оригинальных деталей.

Альтернативы

Если водителю «достался» автомобиль с неисправным двигателем, не хочется его постоянно ремонтировать, можно попробовать заменить его на другой, подходящий для данного автомобиля. Существуют различные варианты «замены» двигателя, но чаще всего те, кто решил его заменить, выбирают двигатель ЗМЗ-405. Причин такого выбора несколько:

• Нечувствительность двигателя к качеству топлива;
• Надежность — двигатель ломается редко;
• Он недорогой, по сравнению с импортными аналогами;
• Для работы с этим двигателем автомобиль требует минимальных модификаций;
• В продаже имеется много подержанных двигателей 405, 406 в хорошем состоянии, по цене в несколько раз дешевле новых. И даже мелкий ремонт контрактного двигателя обойдется дешевле, чем покупка «свежего» агрегата.

В «ГАЗели-Бизнес» на заводе сейчас используется турбодизель Cummins, но вариант его замены рассматривается редко из-за высокой стоимости и высокой чувствительности к качеству топлива, с которым у американского двигателя в России традиционные проблемы.

Тюнинг УМЗ 4216

UMZ 4216 не предназначен для крупномасштабного тюнинга. Небольшое увеличение мощности может быть получено путем перепрограммирования ЭБУ на оптимизированные параметры. Также некоторые владельцы делают некоторые манипуляции:

• установить небольшой компрессор, например Garrett GT17, вместе с интеркулером и модифицировать под него впускной коллектор;
• заменить форсунки на более эффективные.

Это позволяет получить двигатель с пока еще не самой высокой мощностью, но хорошим крутящим моментом.