Ремонт УМЗ-4216 и УМЗ-4213

ОАО «Ульяновский моторный завод» специализируется на выпуске автомобильных четырехцилиндровых рядных бензиновых двигателей.

С 1970 года предприятие начало выпускать автомобильные двигатели с рабочим объемом 2,445л, основным потребителем которых являлся Ульяновский автозавод.

К 90-м годам появилась необходимость в повышении скоростных и тягово-динамических характеристик выпускаемых автомобилей, что потребовало создания двигателей с увеличенным крутящим моментом и повышенной максимальной мощностью. В этой связи был разработан и с 1996 года начал серийно производиться двигатель модели УМЗ-421 с рабочим объемом 2,89л.

Повышение рабочего объема получено за счет увеличения диаметра цилиндра до 100 мм и внедрения новой конструкции алюминиевого блока цилиндров с залитыми гильзами из чугуна. Двигатель модели УМЗ-421 полностью взаимозаменяем с двигателями семейства 2,445л и без переделок устанавливался на автомобили прежних выпусков.

С 1998 года ОАО «УМЗ» начал поставлять двигатели модели УМЗ-4215 с рабочим объемом 2,89л на комплектацию ряда модификаций малотоннажных грузовых автомобилей ОАО «ГАЗ».

В целях обеспечения возрастающих требований в части повышения энергетических показателей, улучшения топливной экономичности и экологических характеристик (снижение токсичности и шума) на базе двигателя УМЗ-421 были разработаны модели двигателей УМЗ-4213 («УАЗ») и УМЗ-4216 («ГАЗель») с комплексной микропроцессорной системой управления впрыском топлива и зажиганием.

С 1999 года с конвейера предприятия начали сходить промышленные партии таких двигателей.

В 2006 году двигатели УМЗ-4213, УМЗ-4216 получили сертификат соответствия требованиям норм Евро-2 и с момента официального введения норм выпускаются серийно.

Данное издание посвящено двигателям УМЗ-4213 и УМЗ-4216, соответствующим требованиям норм Евро-3 в составе автомобилей «УАЗ» и «ГАЗель».

В целях обеспечения экологических норм Евро-3 и улучшения технико-экономических показателей ОАО «УМЗ» в 2007 году внесло ряд изменений в конструкцию двигателей:

• увеличена степень сжатия с 8,2 до 8,8, позволяющая повысить номинальную мощность и максимальный крутящий момент, снизить минимальный удельный расход топлива;
• изменена конструкция демпфера коленчатого вала, обеспечивающая достоверность считывания сигнала положения коленчатого вала;
• применены гильзы с выходом на верхнюю плоскость блока, повышающие надежность газового стыка «блок цилиндров головка блока цилиндров»;
• усовершенствована система вентиляции масляного картера, позволяющая минимизировать унос масла с картерными газами;
• применены новые комплектующие (катушки зажигания, датчик температуры), обеспечивающие надежность электрических соединений;
• введены свечи зажигания с длинной резьбовой частью, что позволило повысить их надежность в комплектации двигателя, снизить тепловую нагрузку на свечу, улучшить уплотнение, расширить используемый ряд свечей зажигания как отечественного, так и зарубежного производства;
• использован датчик абсолютного давления воздуха со встроенным датчиком температуры в системе управления двигателем вместо датчика массового расхода, что позволило упростить учет поступающего в двигатель воздуха, в том числе и при нарушении герметичности впускной системы.

ОАО «УМЗ» постоянно совершенствует конструкцию узлов и деталей двигателя, поэтому они могут несколько отличаться отописанных в настоящем издании.

Сайт о внедорожниках, SUV, автомобилях повышенной проходимости

На автомобили Уаз Хантер модели УАЗ-315195 с двигателем ЗМЗ-409.10 Евро-2 (409.1000400) и автомобили вагонной компоновки УАЗ-3741, УАЗ-3962, УАЗ-3909, УАЗ-2206, УАЗ-3303 с двигателем УМЗ-4213.10 Евро-2 (4213.1000400) устанавливалась система управления с электронным блоком управления МИКАС-7.2 : модель 293.3763000-04 для УАЗ-315195 и модель 291.3763000-11 для семейства УАЗ-3741.

Состав и компоненты системы управления УАЗ с двигателем ЗМЗ-409 Евро-2 и УМЗ-4213 Евро-2 и контроллером МИКАС-7.2.

Рабочее напряжение бортовой сети постоянного тока, при котором все исполнительные механизмы и датчики системы управления двигателем обеспечивают заданные параметры, должно находиться в пределах диапазоне 10-14,5 Вольт, номинальное — 12 Вольт.

Контроллер МИКАС-7.2 имеет вход не отключаемого напряжения питания для обеспечения «спящего» режима, который позволяет сохранять адаптивные данные по самообучению и настройкам, а также коды ошибок в ОЗУ (оперативной памяти) контроллера после выключения зажигания и главного реле.

Схема системы управления Уаз Хантер модели УАЗ-315195 с двигателем ЗМЗ-409.10 Евро-2 и семейства УАЗ-3741 с УМЗ-4213.10 Евро-2, с блоком управления МИКАС-7.2.

Датчики системы управления двигателем с контроллером МИКАС-7.2.

— Датчик синхронизации типа ДС-1, 23.3847000 или 406.3847060-01.
— Для ЗМЗ-409 — датчик фазы ДФ-1, 406.3847050 или 25.3847000, или 24.3847000, или 406.3847050-03 / -06 / -07. Для УМЗ-4213 — датчик фазы ДФ-2 с удлиненным кабелем, 4213.3847050 / -04.
— Датчик массового расхода воздуха 20.3855 (HFM62C/11), 31602-3877012.
— Датчик положения дроссельной заслонки ДПДЗ-01 (НРК1-8) или DKG-1, 406.113000-01 или Bosch 0 280 122 001
— Датчик температуры охлаждающей жидкости 19.3828000, полупроводникового типа, выходное напряжение линейно увеличивается с ростом температуры охлаждающей жидкости.
— Датчик температуры воздуха 19.3828000, полупроводникового типа, выходное напряжение линейно увеличивается с ростом температуры воздуха.
— Датчик кислорода 5WK9-1000-G, 31602-3826020
— Датчик детонации GT305 или 18.3855000, 406.3855000

Исполнительные устройства системы управления двигателем с контроллером МИКАС-7.2.

— Четыре форсунки топливные DEKA-1D (ZMZ-6354), или Bosch 0 280 150 560, или Bosch 0 280 158 107, 406.1132711-02, или 406.1132010, или 406.1132107.
— Две катушки зажигания двухвыводные 3012.3705, 406.3705. Зажигание парафазное — соответственно для 1, 4-го и 2, 3-го цилиндров.
— Регулятор дополнительного воздуха РХХ-60, 406.1147051 / -01 / -02. Выполнен в виде поворотного сектора-затвора с моментным двухобмоточным электроприводом, управляемым ШИМ-каналом контроллера.

— Модуль электробензонасоса с датчиком уровня топлива 315195-1139020 для ЗМЗ-409 и 3741-1139020 для УМЗ-4213.
— Клапан продувки адсорбера 2112-1164200-02
— Лампа-индикатор неисправностей в системе управления двигателем.
— Реле электромагнитное главное 90.3747 или 90.3747-01.
— Реле электромагнитное электробензонасоса 90.3747или 90.3747-01.
— Комплект из четырех проводов высоковольтных 4216-3705090 для двигателя УМЗ-4213.
— Комплект из четырех проводов высокого напряжения с наконечниками 4052.3707244 для двигателя ЗМЗ-409.
— Четыре искровые свечи зажигания А14ДВР СН474-3707000 или BRISK LR17YC 4062.3707-02 для двигателя ЗМЗ-409.
— Четыре искровые свечи зажигания WR7BC Bosch 0 242 235 522 или BRISK NR15YC-3707000 для двигателя УМЗ-4213.

Другие устройства системы управления.

— Жгут проводов 315195-3724067-10 для электронной системы управления двигателем ЗМЗ-409.
— Жгут проводов 220604-3724022-10 или 390944-3724022-10 для электронной системы управления двигателем УМЗ-4213.
— Спидометр электронный 85.3802, 315195-3802010-11
— Выключатель зажигания без антенны иммобилайзера 31514-3704010 для УАЗ-315195.
— Выключатель зажигания без антенны иммобилайзера 3741-3704010 для семейства УАЗ-3741.
— Каталитический нейтрализатор отработавших газов 31602-1206010-03 / -04 / -05 для УАЗ-315195.
— Каталитический нейтрализатор отработавших газов 220694-1206010 для семейства УАЗ-3741.

Особенности электронных систем управления УАЗ с двигателем ЗМЗ-409 Евро-2 и УМЗ-4213 Евро-2, и контроллером МИКАС-7.2.

Все силовые цепи системы управления двигателем и связанного с ними электрооборудования защищены от возможного повреждения током короткого замыкания плавкими предохранителями. Питание на компоненты системы управления двигателем подается от главного реле. Электробензонасос включается от отдельного реле.

Разделение цепей «массы» по функциональному назначению позволяет обеспечить требуемые параметры управления двигателем по точности и быстродействию в условиях интенсивных электромагнитных помех, создаваемых автомобильным электрооборудованием.

Синхронизация работы системы управления двигателем с механикой двигателя выполняется с помощью датчиков положения коленчатого вала и распределительного вала, устанавливаемых соответственно на коленчатом и распределительном валах.

Управляющая обратная связь по топливоподаче реализована с помощью датчика кислорода. Топливные испарения бака, накопленные в адсорбере, отсасываются через клапан на впуск двигателя. Обратная связь по детонации для коррекции угла опережения зажигания реализована с помощью датчика детонации, фиксирующего высокочастотные вибрации двигателя.

Для питания датчиков используется : бортовое напряжение от главного реле, или напряжение от преобразователя контроллера. Для питания исполнительных механизмов используется : напряжение от основных клемм бортовой сети, бортовое напряжение от главного реле, бортовое напряжение от реле электробензонасоса.

Нагрузка на двигатель и оптимальная топливоподача рассчитываются по показаниям датчика массового расхода воздуха и датчика положения дроссельной заслонки. Впрыск бензина распределенный, фазированный, так как для отметки начала цикла управления двигателем по первому цилиндру используется датчик фазы. Нагреватель датчика кислорода включается от силовой цепи электробензонасоса, его мощность не регулируется контроллером.

В случае выявления неисправности системы управления, контроллер включает лампу-индикатор неисправностей. Внешнее диагностическое оборудование подключается к диагностической розетке для информационной связи с контроллером по двунаправленной линии «K-line». Возможен вывод световых кодов-вспышек накопленных неисправностей на лампу-индикатор при неработающем двигателе.

Сайт о внедорожниках, SUV, автомобилях повышенной проходимости

На автомобилях вагонной компоновки УАЗ-374194, УАЗ-396294, УАЗ-390994, УАЗ-220694, УАЗ-330394, УАЗ-396254, УАЗ-330364, УАЗ-390944 с инжекторным двигателем УМЗ-4213 Евро-2 и Евро-3 установлена система впрыска бензина с микропроцессорным управлением подачей топлива и зажиганием. С блоком управления МИКАС-7.2 для двигателя УМЗ-4213 Евро-2 и блоком МИКАС М10.3 для двигателя УМЗ-4213 Евро-3.

Система управления подачей топлива и зажиганием на УАЗ с двигателем УМЗ-4213 Евро-2 и Евро-3.

Блок управления двигателем МИКАС-7.2 или МИКАС М10.3 установлен в салоне автомобиля, справа за сиденьем водителя на перегородке. На автомобилях без перегородки, блок установлен в салоне на левой стойке.

В состав системы управления подачей топлива и зажиганием на автомобилях УАЗ вагонной компоновки с двигателем УМЗ-4213 Евро-2 входят :

— Блок управления двигателем.
— Датчик положения коленчатого вала.
— Датчик положения распределительного вала.
— Датчик положения дроссельной заслонки.
— Датчик массового расхода воздуха.
— Датчик температуры воздуха.
— Датчик детонации.
— Датчик содержания кислорода в отработавших газах.
— Датчик температуры охлаждающей жидкости.
— Погружной модуль с электробензонасосом и датчиком указателя уровня топлива.
— Форсунки топливные.
— Катушки зажигания.
— Свечи зажигания.
— Регулятор холостого хода.
— Каталитический нейтрализатор отработавших газов.

Принципиальная схема системы управления подачей топлива и зажиганием на УАЗ вагонной компоновки с двигателем УМЗ-4213 Евро-2.

Расположение датчиков системы управления подачей топлива и зажиганием на двигателе УМЗ-4213 Евро-2.

Более подробно состав системы управления подачей топлива и зажиганием на автомобилях УАЗ-374194, УАЗ-396294, УАЗ-390994, УАЗ-220694, УАЗ-330394, УАЗ-396254, УАЗ-330364, УАЗ-390944 с двигателем УМЗ-4213 Евро-2 рассмотрен в отдельном материале.

В состав системы управления подачей топлива и зажиганием на автомобилях УАЗ вагонной компоновки с двигателем УМЗ-4213 Евро-3 входят те же самые элементы, что и для Евро-2, за исключением :

— Вместо датчика массового расхода воздуха применяется датчик абсолютного давления со встроенным датчиком температуры.
— Отдельный датчик температуры воздуха в системе отсутствует.
— Дополнительно в системе установлены датчик неровной дороги и второй датчик содержания кислорода в отработавших газах.

Принципиальная схема системы управления подачей топлива и зажиганием на УАЗ вагонной компоновки с двигателем УМЗ-4213 Евро-3.

Расположение датчиков системы управления подачей топлива и зажиганием на двигателе УМЗ-4213 Евро-3.

Более подробно состав системы управления подачей топлива и зажиганием на автомобилях УАЗ-374194, УАЗ-396294, УАЗ-390994, УАЗ-220694, УАЗ-330394, УАЗ-396254, УАЗ-330364, УАЗ-390944 с двигателем УМЗ-4213 Евро-3 рассмотрен в отдельном материале.

Диагностика системы управления подачей топлива и зажиганием на УАЗ вагонной компоновки с двигателем УМЗ-4213 Евро-2 и Евро-3.

Для подключения средств автоматизированной внешней диагностики и программирования системы управления двигателем, за сиденьем водителя справа на стенке моторного отсека со стороны салона установлен диагностический разъем.

Работоспособность системы управления двигателем и системы впрыска топлива зависит от исправности механических и гидромеханических систем. Ряд отклонений, вызывающих неисправности, ошибочно могут быть приняты за неисправности электронной части системы управления, например это :

— Низкая компрессия в цилиндрах двигателя.
— Отклонение фаз газораспределения, вызванное неправильной сборкой узлов двигателя.
— Неучтенный подсос воздуха во впускной трубопровод.
— Плохое качество топлива.
— Несоблюдение сроков проведения технического обслуживания.

Блок управления способен осуществлять в определенном объеме диагностику элементов системы управления двигателем. При обнаружении неисправности блок управления включает диагностическую лампу неисправностей на панели приборов автомобиля и в его память заносится код, отражающий данную неисправность.

Включение лампы неисправности двигателя не означает, что двигатель должен быть немедленно остановлен, так как блок управления имеет резервные режимы, позволяющие двигателю работать в условиях, близких к нормальным.

Тем не менее, при неисправности, вызванной пропусками зажигания, это перебои в работе двигателя и подергивания при движении автомобиля, с целью исключения выхода из строя нейтрализатора отработавших газов, необходимо оперативно, в течении не более 30 секунд, остановить автомобиль и заглушить двигатель. Работа двигателя допускается только после устранения неисправности.

Работа диагностической лампы системы управления подачей топлива и зажиганием на УАЗ вагонной компоновки с двигателем УМЗ-4213 Евро-2 и Евро-3.

В рабочем режиме при включенном зажигании и неработающем двигателе лампа вспыхивает на время 0,6 -1 секунды и гаснет, если подсистема самодиагностики не определила неисправностей в электрических цепях системы управления. Если диагностическая лампа не гаснет после включения зажигания или горит при работающем двигателе, это означает, что необходимо провести техническое обслуживание системы и двигателя в возможно короткий срок.

Очистка кодов неисправностей системы управления подачей топлива и зажиганием на УАЗ вагонной компоновки с двигателем УМЗ-4213 Евро-2 и Евро-3.

Память, хранящую коды неисправностей, можно очистить отключив массу аккумуляторной батареи на время более 2 минут. При этом необходимо следить за тем, чтобы зажигание было выключенным во избежание повреждения электронного блока управления и помнить о том, что при отсоединении аккумуляторной батареи будут потеряны и другие данные адаптивного управления, настройка часов, радиоприемника, магнитолы и тому подобное.

В случае отключения аккумуляторной батареи теряются параметры самообучения блока управления. После подключения аккумуляторной батареи для самообучения системы управления необходимо прогреть двигатель до рабочей температуры и обеспечить движение автомобиля на частичных нагрузках с умеренным ускорением, а также работу на холостом ходу до восстановления нормальных рабочих показателей.

Особенности эксплуатации системы управления подачей топлива и зажиганием на УАЗ вагонной компоновки с двигателем УМЗ-4213 Евро-2 и Евро-3.

Перед демонтажем и монтажом любых элементов или проводов системы управления следует отсоединить провод массы аккумуляторной батареи. Не допускается пуск двигателя без надежного подключения аккумулятора и провода массы между двигателем и кузовом, а также отключение аккумулятора от бортовой сети автомобиля при работающем двигателе.

При зарядке от внешнего источника аккумуляторная батарея должна быть отключена от бортовой сети. Не допускается подвергать блок управления воздействию температуры выше 80 градусов. Перед проведением электросварочных работ необходимо отсоединить провод аккумулятора и соединитель блока управления. Элементы электроники системы управления рассчитаны на очень низкое напряжение и уязвимы для электростатических разрядов.