Автомобиль не обладает достаточной приемистостью. Рывки и провалы при движении
Завершающим этапом совместного проекта журнала «Рейс» и «Группы ГАЗ», который продолжался с августа 2008 года по май 2010 года, по оценке качества и ресурса двигателя УМЗ- 4216 стала полная разборка одного из испытуемых двигателей с наибольшим пробегом в 104 тысячи километров. После разборки двигателя и внешнего осмотра на сервисной станции дилера «Группы ГАЗ» – ООО «Темп-Авто» в подмосковной Балашихе (см. «Рейс» №5-2010 г.) двигатель был отправлен для выяснения остаточного ресурса на Ульяновский моторный завод. Там он был детально осмотрен специалистами, была проведена техническая экспертиза, микрометраж основных деталей. Замеры проведены опытными контролерами Группы метрологии УМЗ под руководством Хализова Н. В. и отражены в картах микрометража по формам ГОСТ 14846. Результаты замеров систематизированы в табличные формы и проведен анализ размеров сопряжений и зазоров, определяющих в процессе эксплуатации ресурс двигателя до капитального ремонта.
Гильзы цилиндров
Из данных, приведенных в аблице, видно, что износ гильз цилиндров незначительный; фактические размеры не вышли за пределы допуска по конструкторской документации (КД): +48…+60 мкм, группа В. Наибольшие размеры отмечены в 3-м цилиндре: +60 мкм. Овальность и конусность всех гильз незначительная: 5…10 мкм и находится в пределах допуска. Это подтверждает эффективность внедрения плосковершинного и «мягкого» хонингования гильз цилиндров на двигателях УМЗ-4216 за счет значительного улучшения параметров хонингованной рабочей поверхности гильз по шероховатости и микропрофилю, что обеспечивает оптимальную маслоемкость рабочей поверхности гильзы, позволяет повысить ресурс ЦПГ и снизить расход масла на угар.
Поршень
На поршнях небольшой износ юбки, фактические размеры на 2…4 мкм меньше минимального значения допуска по КД : +12…+24 мкм, группа В. Это подтверждает эффективность перехода к обработке поршней на недавно приобретенных заводом новых полуавтоматах с ЧПУ с установкой оперативной проверки профиля поршня по специальной программе на ПК взамен обработки на токарно–копировальных станках. Это позволило в 2 раза точнее обрабатывать профиль поршня, выполнять маслоудерживающий микропрофиль на юбке, исключить приработочное микропокрытие поршня оловом. Все это в сочетании с изменениями по гильзе повышает ресурс ЦПГ и снижает расход масла на угар.
Зазор цилиндр – поршень
Величина зазора в цилиндрах 1, 2 и 4 составила 30…47 мкм и не превышает значения зазора по КД (24…48 мкм). В 3-м цилиндре максимальный зазор 52 мкм, что является незначительным, по сравнению с предельно допустимым 300 мкм. Таким образом, исходя из фактического, предельно допустимого зазора и удвоенного темпа износа при дальнейшем увеличении зазора остаточный ресурс ЦПГ будет более чем в 2 раза больше отработанного.
Распредвал
Из данных таблицы видно, что износ опорных шеек распредвала незначительный. Фактические диаметры 1, 3, 4, 5 опорных шеек находятся в пределах допуска по КД (0…20 мкм). На 3-й опорной шейке износ несколько больше, диаметр на 10…12 мкм вышел за пределы допуска по КД. Отверстия в блоке цилиндров Размеры отверстий в блоке под опоры распредвала находятся в пределах допуска по КД (40…65 мкм). Наибольшие отклонения отмечены на 1-й опоре (Ø 52 мм) — +55…+60 мкм, что является типичным, поскольку она более нагружена от шестерни привода распредвала. Овальность и конусность всех отверстий незначительная: 5…10 мкм.
Зазор шейка распредвала–отверстие в блоке
Зазор между шейками распредвала и отверстиями в блоке на всех 5-ти опорах находится в пределах допуска по КД (40…85 мкм). Наибольший зазор отмечен на 1-й опоре – 79 мкм. Исходя из фактического, предельно допустимого зазора и практически линейного темпа износа этого сопряжения остаточный ресурс установки распредвала в блоке будет примерно в 2 раза больше отработанного. Это объясняется отсутствием данных о точных значениях износов в силу отсутствия начального микрометрирования. Поэтому за начальную точку отсчета износа принимается середина допуска, либо одно из его крайних значений – исходя из большей достоверности оценки.
Шатунные шейки коленвала
Размеры всех четырех шатунных шеек коленвала находятся в пределах допуска по КД (0…-13 мкм). Разброс значений замеров от -2 до -12 мкм, то есть в пределах всего поля допуска, явно указывает на практическое отсутствие износа шатунных шеек. Овальность и конусность всех шеек незначительная: 2…6 мкм. Наибольшие значения отклонений на 3-й шейке – три замера по -10 мкм.
Коренные шейки коленвала
Диаметры коренных шеек находятся в пределах допуска по КД (0…-13 мкм). Разброс значений замеров от -2 до -13 мкм указывает на практическое отсутствие износа коренных шеек. Овальность и конусность всех шеек незначительная – 2…6 мкм. Наибольшие значения отклонений на 3-й шейке – 2 замера -10 мкм и 1-13 мкм, что может указывать на незначительный износ этой шейки либо на наибольшее влияние биения коленвала на эту шейку при его изготовлении.
Установка коленвалов блоке
Износ вкладышей коренных подшипников коленвала незначительный: превышает верхнее значение допуска по КД (+20…+53 мкм) от 2 до 12 мкм. Наибольшие отклонения отмечены в 4-й коренной опоре – до 12 мкм. Зазоры в коренных подшипниках в 4 поясах из 10 превышает на 1…8 мкм значение зазора по КД (20…66 мкм), что является незначительным, по сравнению с предельно допустимым в коренном подшипнике – 150 мкм. Исходя из фактического и предельно допустимого зазоров, учитывая, что зазор определяется износом вкладышей с практически линейным темпом износа, остаточный ресурс коренного подшипника будет более чем в 2 раза больше отработанного.
Отверстия в бобышках поршня под палец
Отклонения размеров под поршневой палец по всем поршням и бобышкам соответствуют КД – 3-я группа по пальцу, разница в размерах 2 мкм. По шероховатости поверхности (зеркальная) видно, что износ отсутствует.
Поршневые кольца
Зазор в замке в рабочем состоянии верхнего и нижнего поршневых колец на всех 4-х поршнях соответствует допуску по КД (0,3…0,65 мм). Радиальная толщина всех поршневых колец, замеренная в 5-ти точках, соответствует допуску по КД (3,95…4,3 мм). Высота всех поршневых колец, замеренная в 5-ти точках, соответствует допуску по КД (1,988…2,0 мм). Проведенные замеры показывают на незначительный износ поршневых колец.
Внутренний диаметр втулок клапанов
Отклонения внутреннего диаметра втулок клапанов находятся в допуске по конструкторской документации (0…22 мкм), за исключением одного размера: на втулке №5, выпускной клапан 3-го цилиндра (замер по поясу №2 поперек двигателя), отклонение составило 25 мкм. Этот износ можно считать незначительным, по сравнению с предельно допустимым зазором в сопряжении клапан-втулка – 250 мкм.
Двигатели повышенной мощности Ульяновский моторный завод стал производить с 1997 года, первым ДВС с диаметром цилиндров 100 мм стал карбюраторный УМЗ 4215, а в 1998-ом ульяновцы разработали новый инжекторный мотор мощностью 110 л. с., соответствующий нормам Евро-2. Бензиновые двигатели УМЗ 4216 опытными партиями начали выпускаться с 2003 года, и в скором времени они были запущены в серию.
Модель 4216 устанавливается на автомобили ГАЗ, этим силовым агрегатом оснащаются коммерческие автомобили «Газель». В 2008 году ульяновский движок был усовершенствован, и он стал соответствовать нормам Евро 3, а с 2012 года доведен до стандарта Евро 4. В 2013-ом на этом двигателе стали применяться гидравлические компенсаторы, с 2014-го года Ульяновский завод приступил к сборке моторов EvoTech объемом 2,7 л, который устанавливается на коммерческих авто «Газель Бизнес» и «Газель Некст».
Устройство двигателя УМЗ 4216
Прототипом движка Ульяновского моторного завода является мотор ЗМЗ-21 – он имеет принципиально такую же конструкцию:
Похожую конфигурацию имеет даже масляный картер – он тоже стальной, штампованный, с выемками спереди и сзади.
Так же как и на ЗМЗ-21, на ульяновском движке поршни с шатунами соединяются с помощью «плавающих» поршневых пальцев – посадка поршней производится на «холодную», в верхних втулках шатунов запрессовываются медные (бронзовые) втулки.
На всех двигателях УМЗ с диаметром цилиндров 92 мм в блок цилиндров (БЦ) устанавливаются «мокрые», съемные гильзы. В блок с диаметром поршней 100 мм (модели УМЗ 4215, 4213 и 4216) гильзы запрессовываются на специальном оборудовании, и при ремонте выпрессовать их не получится, поэтому при значительном износе цилиндров требуется замена БЦ.
Двигатель 4216 состоит из следующих деталей:
алюминиевого блока цилиндров, в который запрессованы четыре чугунные гильзы;
головки блока из алюминия (4 камеры сгорания, в каждой по 2 клапана), сверху ГБЦ крепится ось коромысел;
коленчатого вала с коренными (5 опор) и шатунными шейками (4 шейки);
одномассового маховика с зубчатым венцом;
поршней с поршневыми пальцами и кольцами, на каждом поршне по два компрессионных и одному маслосъемному кольцу;
шатунов;
масляного насоса;
штанг и толкателей;
коренных и шатунных вкладышей;
сальников, прокладок;
ступицы и шкива коленвала;
металлической шестерни коленвала и текстолитовой шестерни распредвала.
Газораспределительный механизм (распредвал) приводится в действие от коленчатого вала через пару шестерен. Кулачки распредвала через толкатели и штанги поднимают и опускают коромысла, которые в свою очередь нажимают на впускные и выпускные клапана. За счет клапанов происходит наполнение цилиндров топливовоздушной смесью, происходит рабочий цикл двигателя.
На автомобиле «Газель Бизнес» двигатель УМЗ 4216 оснащается электронной системой управления, в которую входит:
блок управления МИКАС;
модуль зажигания;
высоковольтные провода с наконечниками;
датчики – дроссельной заслонки, к/вала и р/вала, абсолютного давления, детонации;
электропроводка;
регулятор холостого хода;
топливные форсунки.
Технические характеристики двигателя УМЗ 4216
Мотор 4216 – четырехтактный, с рядным расположением четырех цилиндров, 8-клапанный. ДВС предназначается для работы на бензине Аи-92, допускается использование более качественного топлива, например, бензина Аи-95. Технические характеристики двигателя модификации УМЗ-42164 (евро-4) следующие:
объем – 2890 см³;
диаметр стандартных поршней – 100 мм;
степень сжатия (компрессия в цилиндрах) – 9,2;
ход поршня – 92 мм;
мощность – 107 л. с.;
система охлаждения ДВС – жидкостная (заливается тосол или антифриз).
Блок и ГБЦ отлиты из алюминиевого сплава. Двигатель первой комплектности весит 177 кг, в комплектацию мотора входит сам силовой агрегат, также на нем установлено навесное оборудование:
стартер;
генератор;
впускной коллектор (ресивер);
модуль зажигания с проводами и наконечниками;
приводные ремни;
водяной насос;
шкив коленчатого вала;
корзина и диск сцепления;
датчики ЭСУД.
По заводским нормам расход топлива «Газели» с Ульяновским ДВС составляет 10 л/100 км на трассе за городом, в смешанном режиме он равен 11 л/100 км. На практике обычно бензина потребляется больше, многое зависит:
от загруженности автомобиля;
скоростного режима;
периода эксплуатации (зимой на разогрев топлива расходуется больше).
Двигатель модификации УМЗ 42164-80 оснащается гидрокомпенсаторами, этим мотором комплектуются коммерческие авто «Соболь Бизнес» и «Газель Бизнес». От стандартного мотора 4216 модель 42164-80 отличается немногим – на этом двигателе установлены другие, специальные штаги, в верхней части которых крепятся сами компенсаторы.
Коленчатый вал 4216 состоит из четырех шатунных и пяти коренных шатунных шеек, имеет диаметры:
коренных шеек – 64 мм;
шатунных шеек – 58 мм.
На всех шейках установлены по два сталебаббитовых вкладыша, заводской допуск размеров коленвала – 0, 013 мм. Во время ремонта ульяновского движка микрометром замеряются коренные и шатунные шейки – при износе их более 0,05 мм вал подлежит обязательной шлифовке. Диаметр поршневых пальцев – 25 мм, пальцы устанавливаются в бронзовых втулках шатунов. Со временем могут изнашиваться как сами пальцы, так и втулки, в случае появления люфтов в соединении детали подлежат замене.
Коленвал в блоке цилиндров крепится на опорах крышками, которые затягиваются болтами с определенным усилием. Каждая крышка имеет свое место – их нельзя путать местами, тем более, подбирать с другого БЦ. Также крышки необходимо ставить замок к замку – если их установить неправильно, коленвал может не прокрутиться (его зажмет), а если даже вал и прокрутится, двигатель быстро выйдет из строя.
Неисправности двигателя УМЗ 4216
Ресурс мотора 4216, заявленный заводом-изготовителем – 250 тыс. км, но нередко движки выходят из строя раньше положенного срока. Часто возникающие проблемы ДВС:
подтекание моторного масла;
повышенный угар масла через поршневые кольца:
стук клапанов, который порой трудно устранить;
перегрев;
отказ различных датчиков.
Различные поломки преждевременно могут возникать по разным причинам:
водителем нарушаются условия эксплуатации – мотор перегревается вследствие перегруза;
не соблюдаются нормы технического обслуживания;
автомобиль эксплуатируется в тяжелых дорожных условиях.
К сожалению, в двигателях УМЗ нередко встречается брак, но от этого не застрахованы и моторы ЗМЗ. Если двигатель 4216 троит (дергается), причиной неисправности может быть как сам двигатель, так и поломки в ЭСУД. Чтобы определить причину возникновения дефекта, необходимо провести диагностику ДВС.
Отзывы автовладельцев
О двигателе УМЗ 4216 есть самые противоречивые отзывы – некоторые обладатели «Газелей» «УАЗовские» движки хвалят и считают, что они:
обладают хорошей тяговитостью;
умеренно расходуют топливо;
недорогие, к тому же простые в ремонте.
Действительно, движок УМЗ 4216 – очень простой, тем более, он имеет значительное сходство с ДВС ЗМЗ-402. Конструкция силового агрегата знакома многим водителям, и отремонтировать такой двигатель можно чуть ли не в поле. Некоторую сложность для автовладельцев составляет электронное оснащение мотора – все-таки инжектор несколько сложнее карбюраторного устройства.
От обладателей «Газелей» с моторами УАЗ также можно услышать крайне негативные отклики:
движок склонен к перегреву;
часто выходят из строя датчики, поэтому мотор начинает троить и не ехать;
движок расходует масло, оно течет, откуда только возможно.
К сожалению, с Ульяновского завода поступает немало брака, и в основном жалуются на ульяновский мотор те водители, которым попался бракованный ДВС. Есть несколько характерных заводских «ляпов», которые достаточно часто встречаются на УМЗ 4216:
трескается впускной коллектор и начинает подсасывать воздух;
не обеспечивает нужное давление масла насос;
отказывается работать электромагнитная муфта охлаждения, и мотор начинает перегреваться.
Водители таких неудачных «Газелей» отмечают, что движок приходится нередко «дорабатывать напильником». Также замечено – если мотор перебрать полностью своими руками, поломки в нем возникают уже значительно реже, главное – собрать движок, используя оригинальные детали хорошего качества.
Ремонт двигателя УМЗ 4216
Во время эксплуатации «Газели» с двигателем УМЗ 4216 возникают различные поломки, одна из самых распространенных проблем – перегрев мотора. Если система охлаждения «воздушит», из расширительного бачка начинает выкидывать тосол (антифриз). В результате перегрева нередко пробивает прокладку головки блока – менять ПГБЦ в целом несложно, и часто водители самостоятельно производят подобный ремонт.
Но проблема в случае перегрева состоит в другом – нередко от высокой температуры на поршнях лопаются перегородки, «залегают» поршневые кольца. Чтобы произвести замену поршней или колец, движок снимать не обязательно, достаточно только скинуть головку блока и масляный поддон.
Капремонт УМЗ 4216 необходим в случаях, когда:
изношены или повреждены гильзы блока цилиндров;
стучит (изнашивается) коленчатый вал;
низкое давление масла в системе, а замена масляного насоса не дает положительных результатов.
Часто ульяновский движок подвергается перегреву, и водители принимают различные меры, чтобы избавиться от этого неприятного и опасного для ДВС явления. Многие хозяева «Газелей» устанавливают вместо штатного алюминиевого медный трехрядный радиатор охлаждения – медь эффективнее остужает антифриз. Еще один метод борьбы с перегревом – установка электровентилятора охлаждения с тумблером, который находится в кабине у водителя. В момент, когда на панели приборов стрелка датчика начинает показывать критическую температуру охлаждающей жидкости, водитель принудительно включает вентилятор, и температурный режим приходит в норму.
Замена двигателей УМЗ 4216
В случае приобретения «Газели» с неудачным двигателем автовладельцы стремятся избавиться от силового агрегата, заменив его на ДВС другой модели. На замену можно рассматривать много разных вариантов, но чаще всего хозяева коммерческих авто ставят моторы ЗМЗ-405, выбирается именно этот движок по ряду причин:
заволжский мотор не капризен – хорошо «переваривает» российское топливо, нечасто ломается;
относительно импортных силовых агрегатов (Cummins, Toyota, Nissan) ЗМЗ-405 стоит недорого;
при установке ЗМЗ требуется минимум переделок.
На машинах «Газель Бизнес» последнее время штатно устанавливается турбодизель «Камминз», но обладатели машин с УМЗ-4216 этот мотор в качестве замены практически никогда не рассматривают:
Cummins стоит недешево;
американский двигатель очень чувствителен к качеству топлива, и если машину заправлять плохой соляркой, «Камминз» может быстро выйдет из строя.
Преимущество ЗМЗ-405 (или 406) еще заключается в том, что на вторичном рынке продается немало подержанных моторов в нормальном, рабочем состоянии, и цена их ниже нового ДВС в несколько раз. Правда, при покупке агрегата б/у нет серьезных гарантий – приходится верить продавцу на слово. Но даже если 405-й и требует небольшого ремонта (замены цепей или поршневых колец), все равно его покупка вместе с ремонтом обходится значительно дешевле, чем приобретение дорогостоящего импортного движка. Еще минус импортного ДВС в том, что если он серийно на «Газель» он не устанавливался, его придется приобретать вместе с коробкой передач или озадачиваться подгонкой по креплению «Газелевской» КПП к новому мотору.
Увы, комментариев пока нет. Станьте первым!