Система охлаждения двигателя умз 4216 евро 3. Система охлаждения

Мы неустанно наблюдаем за работой ульяновских двигателей на подконтрольных «ГАЗелях». Из заявленных заводом-изготовителем 300 тысяч километров до капремонта моторы УМЗ-4216 прошли треть. Однако те, кто знают двигатели семейства УМЗ прошлых лет выпуска, отметят, что 100 тысяч - пробег довольно критический. Между тем УМЗ-4216 продолжают вполне нормально работать, хотя дают о себе знать некоторые инженерные просчеты и невысокое качество комплектующих. Но ульяновский завод, хоть и с опозданием, а все же внедряет мероприятия по улучшению качества выпускаемой продукции.

Перевозчик, эксплуатирующий эти отечественные грузовички, уже давно отказался от фирменных СТО и обслуживает технику, а также борется с неисправностями своими силами. Чтобы в очередной раз не ставить «ГАЗель» на ремонт из-за неисправной муфты включения вентилятора, смекалистые механики установили с внутренней стороны радиатора кожух с электровентилятором. Эти запчасти, изначально предназначенные для «ГАЗелей» с ЗМЗ-405, продаются в любом магазине и стоят около 2500 рублей.

Конечно, помимо кожуха с вентилятором пришлось приобретать еще реле, температурные датчики, которые будут включать и выключать электродвигатель вентилятора и тройник для врезки датчика в патрубок. Переоборудование одной системы охлаждения заняло пару-тройку часов и не потребовало от механиков высокой квалификации. Главное в этой работе - качественно собранная и аккуратно проложенная электропроводка. Ведь двигатель вентилятора потребляет ток в 15–20 А, и в случае плохого

контакта или использования чересчур тонкого провода до пожара недалеко.

К остальной сборке также не стоит относиться спустя рукава. Например, на конвейере «ГАЗа» (применительно к двигателю ЗМЗ-406) датчик включения вентилятора устанавливают в левом бачке радиатора, где температура жидкости ниже, чем в правом, так как она успевает охладиться при прохождении по каналам радиатора, в правый бачок жидкость поступает непосредственно с рубашки охлаждения двигателя. Устанавливать тройник с датчиком на УМЗ-4216 лучше и правильнее в нижний патрубок (он и так разъемный), на входе в водяной насос.

Врезаться и впаивать резьбовую часть для датчика в сам радиатор сложнее. Однако механики наших «ГАЗелей» внедрили датчики в верхний патрубок радиатора (так меньше возиться). В итоге вентилятор включается раньше, чем нужно, - на меньшей температуре. При этом мотор несколько хуже прогревается, а так как он оснащен электронноуправляемым впрыском топлива, могут возникнуть погрешности в работе топливной системы - будет готовиться обогащенная по составу смесь. Это приведет к увеличению расхода топлива. Кроме того, не исключено и такое: верхний патрубок горячий, а циркуляции жидкости через радиатор нет. Но датчик этого «не поймет» - вентилятор включится и будет совершенно бессмысленно работать, к тому же увеличится нагрузка на электропроводку, станет выше цикличность работы контактов реле и датчика. Правильная же установка датчика, в нижний патрубок двигателя УМЗ-4216, позволяет получить более стабильный температурный режим двигателя.

К тому же мотор быстрее прогревается после пуска, меньше расходует топлива. Включившийся электровентилятор вращается достаточно быстро даже при низких оборотах двигателя и этим снижает риск перегрева мотора в пробках и при работе с нагрузкой в тяжелых дорожных условиях при низких скоростях движения. В таких случаях на «ГАЗели» вентилятор с механическим приводом не всегда эффективен.

Из-за постоянных поломок муфт включения вентиляторов системы охлаждения мы начали устанавливать на радиаторы диффузоры с вентиляторами, оснащенными электродвигателями. Успешный опыт эксплуатации этой конструкции на двигателе УМЗ-4216 у нас уже есть - еще летом в качестве эксперимента мы переоборудовали таким образом одну «ГАЗель». Сейчас уже четыре машины прошли эту процедуру. Совсем недавно мы провели замеры расхода топлива «ГАЗелей» с ульяновскими двигателями. Для этих целей использовали груженую машину, заправляли полный бак, фиксируя количество топлива, и отправляли в рейс. По прибытию «ГАЗели» вновь заезжали на заправку, где фиксировали, сколько топлива пришлось залить во второй раз. Взяв цифру пробега за смену и количество залитого второй раз топлива, мы посчитали, что средний расход в смешанном режиме составил 19,9 литра.

Изначально конструкция нашего двигателя не предусматривала электромуфту, вентилятор вращался постоянно и был установлен на водяном насосе. Электромуфту включения вентилятора охлаждения двигателя смонтировали по инициативе «ГАЗа». Ставить электродвигатель вентилятора, как это сделано на большинстве автомобилей, конструкторы «ГАЗа» не собирались, так как для этого требовался более мощный генератор. Ведь «ГАЗель» в исполнении микроавтобуса оборудована дополнительными отопителями и светильниками. В пользу электромуфты - еще и ее тихая работа, отчасти благодаря ей «ГАЗель» прошла испытания по шумности с запасом.

Для правильной диагностики и ремонта необходимо знать устройство и , чтобы при первых признаках неисправности диагностировать поломку или произвести ремонт, не допуская выхода из строя всего агрегата в целом. Большинство неисправностей можно прогнозировать по косвенным признакам и не допускать их прогрессирования. Для этого необходимо знать и понимать, за что отвечает каждый из элементов и каков принцип его работы.

Система охлаждения автомобиля

В является составной частью системы охлаждения двигателя. При работе двигателя выделяется большое количество тепла, которое необходимо отводить. Тепло выделяется из-за сгорания топлива и от трущихся поверхностей. Если тепло не отводить, то двигатель очень быстро нагреется и выйдет из строя. Система охлаждения имеет два контура (малый и большой круг), их разделяет термостат. Когда жидкость холодная, она циркулирует по малому, а когда нагревается, то по большому кругу. Это позволяет быстро набирать рабочую температуру и не перегреваться. В тёплое время года тепло отводится в атмосферу, а при наступлении холодного времени часть тепла тратится на отопление салона.

Отопление

После того как мы разобрались, как работает система охлаждения, можно перейти к отоплению салона. на автомобиле Газель идентична отопителям других авто, которые имеют жидкостное охлаждение двигателя. Жидкость может циркулировать по радиатору отопителя независимо от того, открыт термостат или нет. Для лучшего отопления жидкость для печки поступает из самой горячей части двигателя (из головки блока цилиндров). Поэтому на двигателе, ещё не успевшем набрать рабочую температуру, из дефлекторов всё равно идёт тёплый воздух. Отопитель имеет в своей конструкции кран, который либо пропускает жидкость в радиатор, либо сбрасывает её обратно. И от того, насколько сильно он открыт, зависит температура воздуха, выходящего из дефлекторов. осуществляется с панели управления отопителем. Кран оборудован электроприводом, который меняет положение заслонки. Также с панели управления возможно изменять интенсивность обдува и направления. За интенсивность отвечает моторчик с крыльчаткой, от скорости вращения которой изменяется интенсивность обдува.

Изменение положения заслонок изменяет направления обдува (в лицо, на ноги, на грудь, на стекло). Нагретая ОЖ из двигателя по магистралям попадает в , от этого он нагревается. В это время через него проходит воздух, нагнетаемый вентилятором. Далее он проходит по воздуховодам,заслонки которых открыты. Затем горячий воздух попадает в салон автомобиля и обогревает его. Для ремонта или диагностики неисправности этого оборудования существует электросхема, на которой обозначены все узлы электрических устройств. И при поломках или при некорректной работе устройств необходимо подробно её прочесть, чтобы понять, откуда запитано и чем регулируется вышедшее из строя устройство.

Когда знаешь принцип работы и устройство, гораздо проще ориентироваться при поломках. Ведь для успешного выполнения ремонта важно понимать причину неисправности, иначе ремонт не будет выполнен успешно. Для правильной диагностики также важно понимать алгоритм действия всего механизма в целом. В настоящее время водителю необязательно уметь ремонтировать автомобиль, есть станции технического обслуживания, которые занимаются починками любой сложности. Но ведь бывает, что поломка застала вас в дороге, и нет возможности воспользоваться услугами специалистов. Вот тогда-то и пригодится знание устройства автомобиля и его механизмов. Когда знаешь, Газель, то при возникновении неисправности на другом авто будет проще ориентироваться при ремонте или диагностике, поскольку во всех автомобилях они почти одинаковые, за исключением небольших нюансов. И вы с лёгкостью можете диагностировать неисправность.

Для повышения энергетических показателей, улучшения топливной экономичности, снижения токсичности и шума, на базе карбюраторного двигателя УМЗ-421 были разработаны модели с комплексной микропроцессорной управления впрыском топлива и зажиганием: двигатель УМЗ-4213 для автомобилей УАЗ и УМЗ-4216 — для автомобилей ГАЗель. Устройство системы охлаждения на УМЗ-4213 и УМЗ-4216 несколько различается, так как имеет отличия в схеме подключения расширительных бачков и радиаторов отопления.

Общее устройство системы охлаждения двигателей УМЗ-4213 и УМЗ-4216 на автомобилях УАЗ и ГАЗель.

Система охлаждения жидкостная, закрытая, с принудительной циркуляцией жидкости и расширительным бачком, с подачей жидкости в цилиндров. Включает в себя водяной насос, термостат, водяные рубашки в блоке цилиндров и головке блока цилиндров, радиатор, расширительный бачок, вентилятор, соединительные патрубки, а также радиаторы кузова.

Для нормальной работы двигателей УМЗ-4213 и УМЗ-4216 температура охлаждающей жидкости должна поддерживаться в пределах плюс 80-90 градусов. Допустима непродолжительная работа двигателя при температуре охлаждающей жидкости 105 градусов. Такой режим может возникнуть в жаркое время года при движении автомобиля с полной нагрузкой на затяжных или в городских условиях движения с частыми разгонами и остановками.

Устройство системы охлаждения двигателя УМЗ-4213 на автомобиле УАЗ.

Устройство системы охлаждения двигателя УМЗ-4216 на автомобиле ГАЗель.

Работа системы охлаждения двигателей УМЗ-4213 и УМЗ-4216 на автомобилях УАЗ и ГАЗель.

Поддержание нормальной температуры охлаждающей жидкости осуществляется при помощи двухклапанного термостата ТС-107-01 с твердым наполнителем. При прогреве двигателя, когда температура охлаждающей жидкости ниже 80 градусов, действует малый круг циркуляции охлаждающей жидкости. Верхний клапан термостата закрыт, нижний клапан открыт.

Охлаждающая жидкость водяным насосом нагнетается в рубашку охлаждения блока цилиндров, откуда через отверстия в верхней плите блока и нижней плоскости головки блока цилиндров жидкость попадает в рубашку охлаждения головки, далее в корпус термостата и через нижний клапан термостата и патрубок соединительный — на вход водяного насоса. Радиатор при этом отключен от основного потока охлаждающей жидкости.

Для более эффективного действия системы отопления салона при циркуляции жидкости по малому кругу, а такая ситуация может поддерживаться достаточно долго при низких отрицательных температурах окружающего воздуха, в канале выхода жидкости через нижний клапан термостата имеется дроссельное отверстие диаметром 9 мм. Такое дросселирование приводит к повышению перепада давления на входе и выходе радиатора отопления и более интенсивной циркуляции жидкости через этот радиатор.

Кроме того, дросселирование клапана на выходе жидкости через нижний клапан термостата уменьшает вероятность аварийного перегрева двигателя в случае отсутствия термостата, так как шунтирующее действие малого круга циркуляции жидкости при этом существенно ослабляется, поэтому значительная часть жидкости пойдет через радиатор охлаждения.

Дополнительно для поддержания нормальной рабочей температуры охлаждающей жидкости в холодное время года на автомобилях УАЗ перед радиатором могут быть установлены жалюзи, с помощью которых можно регулировать количество воздуха, проходящего через радиатор.

При повышении температуры жидкости до 80 градусов и более открывается верхний клапан термостата, а нижний клапан закрывается. Циркуляция охлаждающей жидкости идет по большому кругу через радиатор.

Для нормального функционирования система охлаждения должна быть полностью заполнена жидкостью. При прогреве двигателя объем жидкости увеличивается, избыток ее выталкивается за счет повышения давления из замкнутого объема циркуляции в расширительный бачок. При снижении температуры жидкости, например после прекращения работы двигателя, жидкость из расширительного бачка под действием возникающего разрежения возвращается в замкнутый объем.

На автомобилях УАЗ с двигателем УМЗ-4213 расширительный бачок непосредственно связан с атмосферой. Регулирование обмена жидкости между бачком и замкнутым объемом системы охлаждения регулируется двумя клапанами, впускным и выпускным, находящимися в пробке радиатора.

Ныне популярные и распространенные коммерческие автомобили марки ГАЗ укомплектованы двигателями УМЗ, производимыми на Ульяновском моторном заводе.

Немного истории

Свое начало Ульяновский моторный завод берет с далекого 1944 года, и лишь в 1969 г. предприятием был выпущен первый двигатель марки УМЗ. До шестьдесят девятого года завод занимался производством малолитражных двигателей УМЗ-451 и их комплектующих.

С момента выпуска первого мотора они верой и правдой служат на грузовых автомобилях, авто с повышенной проходимостью, на небольших автобусах. В 1997 году главным потребителем моторов стал АвтоГАЗ, который укомплектовывал агрегатами УМЗ большинство моделей линейки «ГАЗель».

Конструкционные особенности

На данный момент имеется широкий ассортимент ДВС модельного ряда УМЗ, установка которых осуществляется на разные модели автомобилей «Соболь», УАЗ, «ГАЗель». Устанавливаемые двигатели имеют ряд общих черт, но могут отличаться некоторыми деталями и принципами работы:

• Карбюраторные и инжекторные.
• Четырехцилиндровые с рядным расположением.
• Мощностью 89-120 л. с.
• Экологические стандарты «Евро-0», «Евро-3», «Евро-4».

Все двигатели легкие, малогабаритные и надежные. Их отличает доступная стоимость.

Одной из особенностей двигателя можно назвать оригинальную конструкцию блока цилиндров, отлитого из алюминия, с впрессованными гильзами из серого чугуна. Коленчатые валы моторов всех модификаций при изготовлении проходят закалку коренных и шатунных шеек токами высокой частоты. Самоподжимной уплотняет заднюю часть коленвала.

Модификации модельного ряда

Моторы УМЗ имеют две линейки силовых агрегатов, разработанные для оснащения различных автомобилей.

Автомобили семейства «ГАЗель» комплектуются следующими моделями: УМЗ-4215; УМЗ-4216; УМЗ-42161; УМЗ-42164 «Евро-4»; УМЗ-421647 «Евро-4»; УМЗ-42167.

Основная часть двигателей выходит в свет в нескольких вариациях, которые отличаются своей комплектацией, мощностными и экономичными показателями. На данный момент прекратилось производство агрегатов, работающих на бензине с октановым числом 80.

Все двигатели разработаны под 92 и 95 бензин, а также с возможностью работы на газу.

Данный обзор посвящается силовой установке УМЗ-4216, будут подробно изложены его характеристики и свойства.

Плюсы

К достоинствам мотора по праву относят максимальный крутящий момент на пониженных оборотах, отличные технические характеристики, а также легкость в обслуживании узлов и агрегатов. Двигатель 4216 стал первым отечественным прибором, который имеет гарантийный срок при монтаже на него газового оборудования.

Модернизация

Агрегат оснащен микропроцессорной системой управления работой впрыска топливной смеси и системы зажигания. Детонационный и кислородный датчики двигателя 4216 напрямую влияют на работу комплексной электронно-контролирующей системы и агрегата в целом. Для изменения экономических характеристик и повышения конкурентоспособности в силовую установку были внесены следующие конструктивные дополнения:

• Для повышения эксплуатационных показателей была увеличена степень сжатия в цилиндрах.
• Чтобы уменьшить расход масла, модернизировали систему отвода картерных газов.
• Надежность мотора обеспечена за счет применения усовершенствованных деталей и материалов.

В то же время агрегат не изменился в плане габаритных параметров и стандартных характеристик (объем рабочий - 2,89 л, ход поршней, размер цилиндров).

Впервые двигатель ГАЗ-4216 стал укомплектовываться деталями импортного производства, что только повысило качество работы и долговечность в эксплуатации. На силовой агрегат установили свечи запала и топливные форсунки производства фирмы "Сименс", а также датчик положения дросселя немецкого производства "Бош".

Основные неисправности УМЗ

Ранее наиболее частой поломкой двигателя было повреждение впускного коллектора. Как утверждали разработчики, на двигатель 4216 устанавливался коллектор, изготовленный из непрочного материала. Но уже в 2010 году этот недостаток был исправлен за счет применения более качественного материала.

В системе охлаждения тоже был обнаружен изъян.

На средних оборотах двигателя и при движении автомобиля со скоростью 60 км/ч температура охлаждающей жидкости была в норме, но стоило только снизить скорость или попасть в дорожную пробку, как двигатель 4216 стремительно набирал температуру, вплоть до закипания охлаждающей жидкости. Причина крылась в которая включала вентилятор принудительного охлаждения.

Технические параметры

Двигатель работает на АИ с числом октана 92 и 95. Четырех цилиндровый, с рядным размещением цилиндром, восьмиклапанный. Цилиндры имеют следующий рабочий порядок - 1243. Диаметр его составляет сто миллиметров, а перемещение поршня - 92 миллиметра. Объем двигателя равен 2,89 литра, он развивает мощность 123 «лошадки» при четырех тысячах оборотов. мотора - 8,8. Максимальный крутящий момент составляет 235,7 при 2000-2500 оборотах за минуту.

«ГАЗель» с двигателем УМЗ-4216 может развивать максимальную скорость 140 километров в час, что для такого класса авто является неплохим показателем. Расход топлива зависит от загруженности автомобиля, манеры вождения и дорожных условий, но в целом выглядит так: при скорости 90 километров в час - 10,4 литра. При движении на скорости 120 км/ч - 14,9 л.

Система питания

Состоит из устройства подачи топлива и различных топливопроводов, форсунок, топливных и воздушного фильтров, патрубков подвода воздуха и ресивера, регулятора холостого хода.

Управление подачей топлива осуществляется с помощью разнообразных датчиков: температурный элемент нагнетаемого воздуха, датчики положения коленчатого и распределительных валов, деталь абсолютного давления, положения заслонки дросселя.

Система управления подачи также оснащена кислородным индикатором. Последний установлен в выхлопной системе перед нейтрализатором. Двигатель 4216 (инжектор) для большей надежности и долговечности должен работать только на качественном бензине с учетом регулярной замены топливных фильтров и периодической диагностикой топливной аппаратуры. Автомобилисты говорят, что при грамотной эксплуатации суммарный ресурс силового агрегата может достигать 500 тысяч километров. Такой особенностью отличаются и инжекторные установки (имеются в виду двигатели ЗМЗ 405 и 406).

Газораспределительный механизм

В 2010 году на бензиновый мотор претерпел процесс модернизации газораспределительного механизма. В целом это коснулось изменения профиля кулачка распредвала, что способствовало увеличению хода клапана на один миллиметр. Эти нововведения были необходимы для улучшения устойчивой работы агрегата на холостом ходу, а также для достижения норм и требований стандарта «Евро-3».

Пружины клапанов при этом не претерпели изменений, и это привело к тому, что действующее усилие на пружины пересекло норму, и теперь было равно 180 кгс. При установке обычного комплекта штанг на новый двигатель до достижения состояния прогретого двигателя прослушивались стуки гидрокомпенсаторов.

Для того чтобы предотвратить данную проблему, следует изменить усилие пружин путем демонтажа внутренних пружин клапанов.

Преимущества штанг с гидрокомпенсаторами

Двигатель УМЗ-4216 с гидрокомпенсаторами не требует дополнительного обслуживания по причине отсутствия возникновения зазоров клапанов на протяжении всего периода эксплуатации. За счет этого заметно снижается уровень шума. Высокие обороты двигателя теперь не несут критический характер, так как в конструкции гидрокомпенсаторов заложен фактор стабилизации появления критических нагрузок. Степень износа сопрягающихся поверхностей деталей механизма существенно снижается. Вследствие оптимизации газораспределительных фаз вредные примеси отработанных газов стабильно низкие весь период эксплуатации.

Вентиляция картера

Мотор снабжается системой вентиляции полости картера закрытого типа. Часть газов, проходящих через компрессионные кольца, отводится во впускной коллектор комбинированным способом. Работа системы осуществляется за счет разности давлений между картером и впускным трактом. В момент, когда двигатель 4216 работает в режиме повышенных нагрузок, газы отводятся через специальную большую ветвь.

По малой ветви отвод газов происходит в момент работы установки на и при минимальных нагрузках.

В передней крышке блока толкателей установлен системы вентиляции, который выполняет функцию отделения микрочастиц масла от газов и служит для предотвращения попадания в картер пыли в момент повышения тяги в системе впуска.

Масло

Система смазки двигателя - комбинированного типа (разбрызгиванием и под воздействием давления). Масло, которое всасывает масляный насос из поддона, проходит через масляные каналы в корпус масляного фильтра. Затем оно поступает в полость второй перемычки блока, а оттуда - в магистраль. На коренные шейки коленвала и распредвала масло поступает из масляной магистрали.

Шатунные шейки смазываются за счет поступления масла по каналам от По такому принципу происходит смазка деталей газораспределительного механизма.

Объем заливаемого масла в картер двигателя составляет 5,8 литра.

Охлаждающая система

Система охлаждения закрытая, водяная. Состоит из водяного насоса (помпа), термостата, водяной рубашки в блоке цилиндров и головке, охлаждающего радиатора, бачка-расширителя, вентилятора принудительного охлаждения, соединительных патрубков и радиатора отопителя салона.

Двигатель «ГАЗель» 4216 в зависимости от модификации может иметь отличительные особенности по способу подключения расширительного бачка и радиатора отопителя.

В данное время стоимость двигателя будет варьироваться в зависимости от года выпуска и от его модификации. К примеру, первая комплектация с наличием генератора и стартера, со сцеплением диафрагменного типа, с плоскими опорными кронштейнами под обновленную раму будет стоить порядка 130 тысяч рублей.

Если приобретать с рук 4216 двигатель, цена существенно снизится (в зависимости от пробега авто).

Итак, мы выяснили, какие имеет технические характеристики агрегат Ульяновского завода УМЗ-4216.