Какой двигатель лучше всего подходит для уаза
Какой двигатель лучше всего подходит для уаза
Не так давно у меня возникла мысль о замене своего УМЗ-421.8 на что-нибудь более подходящее к моим условиям эксплуатации автомобиля.
Имею УАЗ-3153 с п/с 4х ступенчатой КПП и колёсами в 31″, эксплуатирующийся в основном на трассах с твёрдым покрытием.
Для меня он лёгкий грузовичок повышенной проходимости для поездок в деревню и редких выездов на природу.
Результатом моих первоначальных раздумий стало вот это:
И рисунок 2
[IMG]
[/IMG]
Тут, по рис.2 надо уточнить, что я не нащёл полноценного расхода топлива по оборотам для 421 двигателя, а только упоминание что: «минимальний удельный расход равен 225 г/лс*час» и это, заметьте, для инжекторной версии.
Первое что бросается в глаза по рис.1 это то что 421 двигатель бодро стартует, но и быстро сдаётся. В отличии от 406, как пример. Тот долго раскочегаривается и лишь в конце выдаёт всё на что способен.
Ну а рис.2, думаю и комментировать не стоит. Тут и так всё понятно.
Дальше я буду рассматривать и сравнивать только 421 и 406.
Первый в силу того что он мне ближе, ибо им я и владею, а второй потому что он соответствует названию темы (мы тут про целесообразность установки 406 разговор ведём).
Теперь если пересчитать рис.1 на мою коробку (а я напомню, у меня 4х ступка п/с) по 1 и 2 прямым передачам, то получим уже:
Рисунок 3
[IMG]
[/IMG]
Что же мы видим из этого графика? А видим мы то что хоть 406 двигатель и проигрывает в начале чуть ли не 20% от момента 421-ому, но позволяет крутить себя чуть ли не вдвое больше.
А это значит что появляется смысл в городе пользоваться 1 передачей, при использовании 406 двигателя. Немного проигрывая 421ому при трогании на первой, 406ой уверенно выигрывает у 421ого при случае трогании на второй и позволяет тронувшись на первой продолжать оставаться на ней и тогда когда 421 уже потребует второй передачи, да ещё при этом даст лучшую динамику разгона. Опять же тронувшись на первой и переключившись на вторую 406ой позволяет на ней и оставаться тогда, когда 421ый уже настойчиво требует 3 передачу.
Таким образом 406ой проиграв в крутящем моменте на первых метрах после трогания значительно выигрывает на последующих участках за счёт использования более низкой передачи, относительно 421ого на тех же отрезках пути и скоростях. Или иными словами мы ничего не проигрываем, а даже наоборот, за счёт того что наконец начинаем использовать на асфальте 1 передачу. Которая нам раньше не очень то и нужна была.
Конечно 406ой с раздаткой 3,3 не конкурент 421ому с той же раздаткой.
Но вот 421ому со стандартной раздаткой конкурент. И ещё какой.
Это видно из графика. А за счёт вдвое большего диапазона оборотов 406ого машина и на раздатке 3,3 не превращается в тихохода. По диапазону скоростей она как раз будет равна машине с 421ым и стандартной понижайкой.
Вроде бы, для ситуации «УАЗ на асфальте» всё понятно. Да же самый слабый из линейки ЗМЗ-406 на твёрдом покрытии куда как предпочтительнее мощного, но медлительного УМЗ-421, не говоря уж о старичке УМЗ-417.
Начнём снова с рассмотрения внешних скоростных характерисик разных двигателей.
В этой мешанине графиков сложно что либо разобрать.
Но если приглядеться, то в чемпионы по крутящему моменту вырывается УМЗ-421.6, худшим становится УМЗ-417.
И что странно, оба этих двигателя отлично зарекомендовали себя в качестве двигателей для вездеходов.
А вот все беговые модели ЗМЗ, находящиеся как раз между рассматриваемыми тихоходами вездеходными свойствами не блещут.
Рассмотрим распределение моментов этих двух двигателей на прямой и пониженной передаче.
Надо понимать что крутящий момент надо к чему-то прилагать. Понятно, что в нашем случае это будет выражаться в тяге, развиваемой автомобилем. Тяга будет зависеть как от диаметра шин, так и от свойств дороги, по которому движется автомобиль.
У нас под колёсами может быть как асфальт, так и жидкая грязь.
Поэтому во все графики мы введём две границы: максимальную тягу, которую сможет развить автомобиль весом 2500кг на асфальте и максимальную тягу, которую сможет развить автомобиль весом 2500кг на мокром грунте. Эти два параметра зависят от веса машины и сцепных свойств шин с грунтом. И с ними же мы будем сравнивать момент двигателя, пересчитанный в момент действующий на колёса и в итоге на дорогу (тяга автомобиля).
В реальности же максимальная тяга, которую сможет развить автомобиль будет где-то посередине, между жёлтой и красной линиями.
И у каждого она будет своя. Разные гОвна, разная резина. Даже состав и влажность грунта и те разные.
Думаю никому не надо объяснять что движение автомобиля возможно только до тех пор, пока тяга превозмогает сопротивление среды. 
Первым делом рассмотрим графики тяги для УМЗ-421 и 417 и колёс 29″.
Как видно, 417 на первой пониженной вовсе не выглядит бедным родственником. А 421 вообще имеет явный перебор с крутящим моментом.
При желании он на 1 пониженной может сорваться в пробуксовку даже на асфальте, не то что на грунте.
Возникает вопрос: а зачем?
Попробуем рассмотреть случай с установкой 35″ колёс.
А что же в данной ситуации нам могут показать двигатели семейства ЗМЗ?
Как показывают графики и они не должны упасть в грязь лицом.
Здесь надо сделать уточнение, что ЗМЗ-406.3 это версия с инжекторным распред валами и коротким впускным коллектором.
А ЗМЗ-406 р/в 31/36 это версия с карбюраторными распред валами и длинными дудками, чем и объясняется такое значительное сползание макс. крутящего момента в низы.
Все графики демонстрируют хорошие крутящие моменты. И да же 406 не выглядит таким уж уродцем на фоне 417.
А вот не едут они по грязи и всё тут.
Хотя исключением являются 410, который как раз под УАЗ спроэктирован и 402, используемый многими УАЗоводами. И отзывы о нём положительные.
Да же сравнив 402 и 406 никаких недостатков в кривой момента 406 не видно. Да же наоборот.
Так в чём же дело?
А дело оказывается достаточно просто. И сложно одновременно.
ЗМЗ-405 и 409 являются развитием ЗМЗ-406. Который проектировался как двигатель сугубо асфальтовых автомобилей.
И тут вот какая хитрость.
При изначальном проектировании и расчёте двигателя закладывается такой параметр как «равномерность крутящего момента».
На неком устоявшемся режиме работы крутящий момент вовсе не является некой неизменной величиной. И его график от времени вовсе не прямая линия. Он Очень сильно дёргается.
То в одном цилиндре такт сжатия, то в другом рабочий ход. И моменты разных цилиндров, имея вовсе не линейную зависимость друг друга НЕ уравновешивают. Возникают колебания реального крутящего момента в области близкой к среднему крутяшеме моменту. Который мы и видим на внешних скоростных характеристиках двигателей.
Выглядит это вот так:
Более того, вот таблица расчёта реального крутящего момента 4х цилиндрового двигателя в зависимости от угла поворота коленвала.
Внимание на правый столбец, где приведён суммарный момент всех 4 цилиндров.
На асфальте, для которого и проектировался 406 этот критерий не имеет особого значения. Сцепление колёс достаточно велико. И сорвать их в пробуксовку очень сложно.
А вот в гОвнах ситуация кардинально меняется.
Когда автомобиль идёт и так «в натяг» и пилот только и молиться чтоб колёса не потеряли такое ненадёжное сцепление с грунтом, добавляются паразитные вибрации момента. Которые так и норовят сорвать колёса в пробуксовку.
Как итог снижение порога потери сцепления с грунтом, пробуксовка колёс и снижение максимально достижимой тяги автомобиля.
УАЗ просто встанет посреди лужи и будет бессильно шлифовать колёсами. Хоть обутыйв 29″, хоть в 35″. Хоть на понижайке 1,94, хоть 3,3.
Не зря в литературе указывается что «коэффициент неравномерности хода» для легковых машин допускается в диапазоне 0,01-0,02, а вот для тракторов и вездеходов не более 0,003-0,01.
Достигается такой показатель именно за счёт массы демпфирующих элементов. И за счёт энергии запасённой в этих депфирах достигается условие плавности трогания и преодоления кратковременных нагрузок.
Именно поэтому двигатели больших объёмов и тихоходные более приспособлены для преодоления бездорожья.
Большие массы поршней, шатунов, коленвалов в купе с большими массами маховиков куда как лучше демпфируют скачки крутящего момента. В итоге автомобиль менее склонен к пробуксовке, развивает большее тягловое усилие на ненадёжном грунте.
В то время как их асфальтовые братья приносят плавность хода в жертву разгонной динамике.
Ладно я, как и многие другие участники этого форума не имею профильного автостроительного образования.
Но инженера УАЗа, они тоже не имеют этого образования.
Или их в данном вопросе никто не спросил?
Неужели отечественная инженерная школа разгромлена до такой степени, что простой любитель
и неспециалист (вроде меня), покопавшись ради интереса по справочникам и старым учебникам,
уже может найти вопиющие ошибки при проектировании техники.
Мне лично, обидно за развал отечественной инженерной школы.
О двигателях для грузового УАЗ 3303-«Буханка»
Грузовая модель 3303 от Ульяновского автозавода является одной из серии полноприводных грузопассажирских авто, в которую также вошли фургон, микроавтобус, медицинское авто и модель вагонного типа (Фермер).
Прозванная в народе «Буханкой» модель уже более полувека колесит по российским просторам, а под капотом у нее эволюционировавшие двигатели ГАЗ-21. Некоторые модификации силовых агрегатов ставятся сейчас на УАЗ Хантер и Патриот.
Двигатель УМЗ 417 / 4175 / 4178 2.45 л
Очередным шагом в совершенствовании мотора ГАЗ-21 стал двигатель УМЗ 417 с увеличенной до 7 степенью сжатия, измененным распредвалом, новыми 47-миллиметровыми клапанами впуска, при старых выпускных. Также УМЗ 417 получил карбюратор на две камеры и новый воздушный фильтр. Позже в этих двигателях стали применять коленвал без набивки.
Если сравнивать УМЗ 417 с ЗМЗ 402, то отличия их будут косметическими: на 417-х отсутствуют ребра жесткости, более мягко посажены гильзы, а маховик имеет больший размер, при этом принцип функционирования охладительной системы перевернут.
Иной впускной коллектор и меньшие выпускные клапаны отражаются на мощности мотора.
Неисправности двигателя полностью аналогичны минусам ЗМЗ 402, то есть присутствуют посторонние шумы и стуки, необходимость регулировать клапаны каждые 10 тысяч километров, перегрев и прочее.
Вибрации и дергания возникают из-за кривой конструкции, в результате чего топливо подается неравномерно.
Эксперты считают двигатель УМЗ 417 устаревшим, как и остальные агрегаты из семейства ГАЗ-21 и под капотом современных авто им не место. 1
Двигатель УМЗ 421 / 4213 / 4215 / 4216 / 4218 2.9 л
Силовой агрегат УМЗ 421 стал самой современной модификацией двигателя ГАЗ-21 и логическим развитием модели УМЗ-217, но с большим объемом, увеличенными до 39 мм клапанами выпуска. В самых новых версиях УМЗ 421 уже установлена инжекторная система подачи горючего.
Двигатель УМЗ 421 отличается от ЗМЗ 402 тонкими сухими гильзами, что повысило прочность блока, цилиндрами на 100 мм в диаметре, а в поршнях на 7 мм смещены пальцы. Вместо анахроничной набивки применяется резиновая манжета и прочие мелкие запчасти.
При этом в глобальных масштабах двигатель не изменился и по сути это тот же агрегат середины 50-х годов, но в усовершенствованном виде.
Из-за отсутствия гидрокомпенсаторов каждые 10 тысяч километров придется корректировать зазоры.
К недостаткам УМЗ 421 относят кривую конструкцию, которая влияет на возникновение дерганий, вибраций и прочего.
Стук в двигателе возникает из-за неотрегулированных клапанов, шатунных вкладышей или распредвала.
Перегрев мотора возникает из-за дефекта термостата, помпы или воздушной пробки в охладительной системе.
К плюсам УМЗ 421 можно отнести тяговитость, доступность запчастей и полная ремонтопригодность. Если за двигателем ухаживать и не перегружать его, то ресурс составит не менее 200 тысяч километров.
Двигатель ЗМЗ 409.10 / 4091.10 / 4092.10 / 4094.10 2.7
Базой для большеобъемного двигателя ЗМЗ-409 послужил ЗМЗ-405, в котором использован коленвал с увеличенным до 94 мм ходом, прежние шатуны, измененные поршни, смещенные на 4 мм. А в остальном это все тот же 405-й с одинаковой высотой блока цилиндров, более тонкими межцилиндровыми перемычками, прорезями для охлаждения. Крутящий момент увеличился за счет выросшей на 7 «лошадок» производительности, а последние модификации двигателя соответствуют эко-нормам Евро-3.
К неисправностям причисляют заклинивание гидронатяжителя цепи ГРМ, но при этом не гнутся клапана.
В перегреве двигателя виновен термостата или замусоренный радиатор.
Проваливания тяги это «дело рук» катушек зажигания, которые нужно обязательно заменить иначе двигатель сломается.
Стуки возникают из-за гидрокомпенсатора, который требует замены.
На троение двигателя влияют свечи, шатунные вкладыши и компрессия.