ГРМ и клапаны двигателя УМЗ-421, УМЗ-4218 автомобилей УАЗ-Хантер, УАЗ-31512, УАЗ-3303, 2206

Газопровод двигателя УМЗ-421 (УАЗ-31512), УМЗ-4218 (УАЗ-Хантер, УАЗ-3303, 2206)

Газопровод УМЗ-421, УМЗ-4218 (см. рис.1/2) состоит из алюминиевой впускной трубы и чугунного выпускного коллектора.

Впускная труба и выпускной коллектор соединены между собой в один узел через прокладку четырьмя шпильками М8, а их плоскость прилегания к головке цилиндров обработана в сборе с не плоскостностью не более 0,15мм, поэтому разборка узла без необходимости нежелательна.

Рис. 1. Газопровод двигателей УМЗ-4218 под ненастроенную систему выпуска отработавших газов

• 1 – впускная труба;
• 2 – выпускной коллектор;
• 3 – заслонка “зима-лето” для подогрева впускной трубы;
• 4 – фланец для подсоединения приемной трубы глушителя.

На двигателях УМЗ-421, УМЗ-4218 применяются три основных модификации газопроводов, которые отличаются между собой коллекторами – под настроенную и ненастроенную систему выпуска и впускными трубами – с фланцем под установку клапана рециркуляции и без него.

Газопровод с коллектором под настроенную систему выпуска с впускной трубой без гнезда под клапан системы рециркуляции применяется на двигателях УМЗ-421

Газопровод двигателя УМЗ-421 под настроенную систему выпуска отработавших газов

Рис.2.

• а – для двигателей без системы рециркуляции отработавших газов,
• б – для двигателей с системой рециркуляции отработавших газов.
• 1 – фланец для установки клапана рециркуляции;
• 2 – фланец для присоединения приемной трубы глушителя.

Газопровод под систему выпуска без настройки и впускной трубой без гнезда под клапан рециркуляции устанавливается на все исполнения двигателей УМЗ-4218. Обозначение газопровода – 417.1008010-20.

На рисунках 1 и 2 показаны характерные отличия всех упомянутых выше газопроводов. Средняя часть впускной трубы подогревается отработавшими газами, проходящему по впускному коллектору. Степень подогрева можно регулировать вручную при помощи проворачивающейся заслонки 3 в зависимости от сезона.

При повороте сектора в положение, при котором метка «зима» находится против стопорной шпильки, — подогрев смеси наибольший; при повороте в положение метки «лето» — подогрев наименьший.

Распредвал двигателя УМЗ-421, УМЗ-4218

На двигателях УМЗ-421 (УАЗ-31512), УМЗ-4218 (УАЗ-Хантер, УАЗ-3303, 2206) применялись два вида распределительных валов, которые отличаются только материалом и технологией их изготовления.

По основным геометрическим размерам и остальным параметрам они практически унифицированы. На всех двигателях начиная с 2001 года используются только литые чугунные распределительные валы с отбелом кулачков и эксцентрика привода бензонасоса до высокой твердости. Шестерня привода маслонасоса стальная, с закалкой ТВЧ.

На двигателях, выпущенных до 2001 года могут быть установлены как чугунные литые валы, так и кованные из стали 45 “селект” с закалкой ТВЧ кулачков, эксцентрика привода бензонасоса, шестерни привода маслонасоса и всех опорных шеек.

Основные параметры распределительных валов УМЗ-421, УМЗ-4218 автомобилей УАЗ-Хантер, УАЗ-31512, УАЗ-3303, 2206 (мм)

• Диаметр шейки: — первой — 52-0,02 — второй — 51-0,02 — третьей — 50-0,02 — четвертой — 49-0,02 — пятой — 48-0,02
• Биение третьей шейки относительно первой и пятой шеек — 0,02
• Диаметр переднего конца вала (под установку шестерни распределительного вала) — 28
• Биение переднего торца распределительного вала УМЗ-421, УМЗ-4218 относительно поверхности первой и пятой шеек — 0,025
• Высота подъема клапанов 10,5 мм.

Распредвал УМЗ-421, УМЗ-4218 — чугунный, литой со стальной шестерней привода масляного насоса и датчика-распределителя зажигания; имеет пять опорных шеек разных диаметров (для удобства сборки): первая — 52мм, вторая — 51мм, третья — 50мм, четвертая — 49мм, пятая — 48мм.

Шейки распредвала УМЗ-421, УМЗ-4218 опираются непосредственно на поверхность отверстий в алюминиевом блоке цилиндров. Рабочая поверхность кулачков и эксцентрика привода топливного насоса отбелена до высокой твердости при отливке распределительного вала.

Зубья шестерни привода масляного насоса закалены.

Профили впускного и выпускного кулачков разные. Кулачки по ширине шлифованы на конус.

Коническая поверхность кулачков в сочетании со сферическим торцом толкателя при работе двигателя сообщают толкателю вращательное движение. Вследствие этого износ направляющей толкателя и его торца делается равномерным и небольшим.

Распределительный вал УМЗ-421, УМЗ-4218

Рис.3.

Распредвал УМЗ-421, УМЗ-4218 (рис. 3) приводится во вращение от коленчатого вала косозубой шестерней 1.

На коленчатом валу находится чугунная шестерня с 28 зубьями, а на распределительном валу — полиамидная шестерня с 56 зубьями. Применение полиамида обеспечивает бесшумность работы шестерен.

Обе шестерни имеют по два отверстия с резьбой М8х1,25 для съемника. Распределительный вал УМЗ-421 (УАЗ-31512), УМЗ-4218 (УАЗ-Хантер, УАЗ-3303, 2206) вращается в 2 раза медленнее коленчатого.

От осевых перемещений распределительный вал удерживается упорным стальным фланцем 2, который расположен между торцом шейки вала и ступицей шестерни с зазором 0,1-0,2 мм.

Осевой зазор обеспечивается распорным кольцом 3, зажатым между шестерней и шейкой вала.

Для улучшения приработки поверхности упорного фланца фосфатированы. Шестерня закреплена на распределительном валу при помощи шайбы и болта с резьбой М12х1,25. Болт ввертывается в торец вала.

Установочные метки на распределительных шестернях УМЗ-421, УМЗ-4218

Рис.4.

• а — метки.

На шестерне коленчатого вала против одного из зубьев нанесена метка «0», а против соответствующей впадины шестерни распределительного вала нанесена риска или засверловка.

При установке распределительного вала эти метки должны быть совмещены (рис.4).

Детали ГРМ двигателя УМЗ-421, УМЗ-4218 автомобилей УАЗ-Хантер, УАЗ-31512, УАЗ-3303, 2206

Шестерня распределительного вала УМЗ-421, УМЗ-4218 (см. рис.3) косозубая, изготовлена из полиамида, усиленного стекловолокном. По сравнению с шестерней из текстолита, применявшейся ранее, шестерня из полиамида при работе издает меньше шума и менее чувствительна к колебаниям зазора в зацеплении с шестерней коленчатого вала.

Шестерня имеет 56 зубьев. Ступица шестерни выполнена из ковкого чугуна. Толкатели клапана УМЗ-421 (УАЗ-31512), УМЗ-4218 (УАЗ-Хантер, УАЗ-3303, 2206) — стальные, поршневого типа. Торец толкателя наплавлен отбеленным чугуном и шлифован по сфере радиусом 750 мм (выпуклость середины торца равна 0,11 мм). Внутри толкателя имеется сферическое углубление радиусом 8,73мм для нижнего конца штанги.

Вблизи нижнего торца сделаны два отверстия для стока масла из внутренней полости толкателя. Толкатели клапана двигателя УМЗ-421, УМЗ-4218 по наружному диаметру и отверстия под толкатели в блоке цилиндров разбиты на две размерные группы.

При сборке толкатели определенной группы следует устанавливать в отверстия, отмеченные соответствующей цифрой. Для обеспечения стабильности зазоров в клапанном механизме УМЗ-421, УМЗ-4218 при нагревании и охлаждении двигателя штанги толкателей изготавливаются из дюралюминиевого прутка.

На концы штанг напрессованы стальные закаленные наконечники со сферическими торцами. Нижний наконечник, сопрягающийся с толкателем, имеет торец с радиусом сферы 8,73мм, а верхний, входящий в углубление в регулировочном винте коромысла — 3,5 мм. Длина штанги двигателя со степенью сжатия 8,2 — 283 мм, двигателя со степенью сжатия 7,0 — 287 мм.

Коромысла клапанов УМЗ-421, УМЗ-4218 (рис.5) одинаковые для всех клапанов, стальные, литые. В отверстие ступицы коромысла запрессована втулка, свернутая из листовой оловянной бронзы. На внутренней поверхности втулка сделана канавка для равномерного распределения масла по всей поверхности и для подвода его к отверстию в коротком плече коромысла.

Привод клапанов двигателя УМЗ-421, УМЗ-4218

Рис. 5.

• 1 – седло клапана;
• 2 – клапан;
• 3 – маслоотражательный колпачок;
• 4 и 5 – пружины;
• 6 – тарелка пружин;
• 7 – сухарь;
• 8 – коромысло;
• 9 – регулировочный винт;
• 10 – гайка регулировочного винта;
• 11 – штанга;
• 12 – опорная шайба пружин.

Длинное плечо коромысла заканчивается закаленной цилиндрической поверхностью, опирающейся на конец клапана 2, а короткое плечо – резьбовым отверстием для регулировочного винта 9.

Регулировочный винт 9 имеет шестигранную головку со сферическим углублением для штанги, а с верхнего конца — прорезь для отвертки. Сферическое углубление соединено сверлеными каналами с проточкой на резьбовой части винта.

Проточка на винте находится напротив отверстия в плече коромысла, т.е. примерно посередине высоты резьбовой бобышки короткого плеча коромысла. Масло в этом случае беспрепятственно проходит из канала коромысла в канал винта.

Регулировочный винт стопорится контргайкой 10. Коромысла клапанов УМЗ-421, УМЗ-4218 установлены на полой стальной оси, которая закреплена на головке цилиндров при помощи четырех основных стоек из высокопрочного или ковкого чугуна и двух дополнительных стоек из ковкого чугуна и шпилек, пропущенных через стойки.

Четвертая основная стойка на плоскости, прилегающей к головке цилиндров, имеет паз, через который подводится масло из канала в головке в полость оси коромысел. Остальные стойки фрезерованного паза не имеют, поэтому их нельзя ставить на место четвертой стойки. От осевого перемещения коромысла удерживаются распорными пружинами, прижимающими коромысла к стойкам.

Крайние коромысла находятся между дополнительными и основными стойками. Для увеличения износостойкости поверхность оси в местах установки коромысел закалена. Под каждым коромыслом в оси сделано отверстие для смазки.

Клапана двигателя УМЗ-421, УМЗ-4218

Клапана УМЗ-421, УМЗ-4218 автомобилей УАЗ-Хантер, УАЗ-31512, УАЗ-3303, 2206 изготовлены из жаропрочных сталей: впускной клапан – из хромокремнистой, выпускной — из хромоникельмарганцовистой с азотированием.

На рабочую фаску выпускного клапана дополнительно наплавлен жаростойкий хромоникелевый сплав. Диаметр стержня клапанов 9 мм. Тарелка впускного клапана УМЗ-421, УМЗ-4218 имеет диаметр 47 мм, а выпускного — 39 мм.

Угол рабочей фаски обоих клапанов 45 градусов. На конце стержня клапанов выполнена выточка для сухариков тарелки пружины клапана. Тарелки пружин клапанов 6 (см.рис.5) и сухарики 7 изготовлены из стали и подвергнуты поверхностному упрочнению.

Регулировка зазора между коромыслом и клапаном УМЗ-421, УМЗ-4218

Рис. 6.

• 1 – тарелка пружины;
• 2 – клапан;
• 3 – коромысло;
• 4 – регулировочный винт;
• 5 – контргайка.

На каждый клапан УМЗ-421, УМЗ-4218 устанавливается по две пружины: наружная 4 с переменным шагом с левой навивкой и внутренняя 5 с правой навивкой. Пружины изготовлены из термически обработанной высокопрочной проволоки и подвергнуты дробеструйной обработке.

Под пружины устанавливаются стальные шайбы 12. Наружная пружина устанавливается вниз концом, имеющим меньший шаг витков. Клапаны УМЗ-421, УМЗ-4218 работают в металлокерамических направляющих втулках.

Втулки изготовлены прессованием с последующим спеканием из смеси железного, медного и графитового порошков с добавлением для повышения износостойкости дисульфида молибдена. Внутреннее отверстие втулок окончательно обрабатывается после их запрессовки в головку. Втулка впускного клапана снабжена стопорным кольцом, препятствующим самопроизвольному перемещению втулки в головке.

Для уменьшения количества масла, просасываемого через зазоры между втулкой и стержнем клапана, на верхние концы всех втулок напрессованы масло отражательные колпачки 3, изготовленные из маслостойкой резины.

Распределительный механизм закрыт сверху крышкой коромысел, штампованной из листовой стали. Крышка коромысел крепится через резиновую прокладку к головке цилиндров шестью болтами М6.