В двигатель УМЗ 421 заложены конструктивные решения предыдущей серии 417 и мотора ГАЗ 21. Прототип под маркировкой 4218.10 был завершен в 1983 году, однако дорабатывали его еще три года. После чего, конструкторы занялись версией 241.10 с оригинальной формой выпускного тракта.

Затем добавились еще 8 модификаций с увеличенной мощностью, степенью сжатия, дефорсированные, с другим распредвалом, под нормы Евро-4 и два газобензиновых варианта. В итоге, линейка ДВС 421 выпускается по сей день, ею комплектуются грузовые и пассажирские Газели, Соболи, Баргузины и внедорожники Хантер, грузопассажирские УАЗы «Буханки».

Технические характеристики УМЗ 421 2,9 л/98 – 125 л. с.

Изначально в двигателе первой версии 4218.10 антифриз проникал сквозь поры алюминиевого литья блока цилиндров в масло. Протечка была неустранимой, не помогала замена прокладки ГБЦ, поэтому изготовителем была использована пропитка блока смолой по технологии авиастроения, изменена форма впускного тракта, мотор назван 421.10.

Для повышения крутящего момента на низах и мощности в целом схема двигателя получила два дополнения:

• резонатор в выпускной системе, расположенный после глушителя;
• увеличение степени сжатия.

Этот вариант ДВС обозначен 421.10-30, имеет собственный мануал по ремонту. С завода моторы выходили с 100 мм цилиндрами, что изначально обеспечивало высокий крутящий момент и мощность. Руководство автопроизводителя ГАЗ рекомендует их для установки на Газель, что требует незначительной переделки:

• радиатор Газели расположен ниже, чем в УАЗиках;
• вентилятор необходимо сместить;
• появляется привод с отдельным ремнем.

Дополнительно улучшена система питания, отвода газов из картера, мотор обозначен 4215.10-30. Если расход масла у моделей семейства 421 одинаковый, то топливо может использоваться разное.

Для снижения эксплуатационного бюджета грузовика и микроавтобуса многие Газели и Соболи производитель ГАЗ переводил на бензин А-76. Подобная модификация движка УМЗ под бензин с низким октановым числом была обозначена 4215.10-10.

Затем потребовалась инжекторная версия, но уже для полноприводных УАЗ – микроавтобусы, внедорожники, грузовики и грузопассажирские авто. Ею стал движок 4213.10. распредвал здесь чугунный, а не стальной, как в карбюраторных моторах. Для Газелей таким ДВС стал 4216.10 с измененным приводом вентилятора.

Эта серия 421 стала последней у производителя УМЗ с нижним распредвалом. Уже для следующего поколения 429.10 высокооборотных ДВС распредвал перенесен внутрь ГБЦ, то есть расположен сверху.

В таблицу собраны основные технические характеристики мотора УМЗ 421:

Изготовитель	УМЗ
Марка ДВС	421
Годы производства	1993 – …
Объем	2890 см3 (2,9 л)
Мощность	72 – 92 кВт (91 – 125 л. с.)
Момент крутящий	220 Нм (на 4200 об/мин)
Вес	170 кг
Степень сжатия	8,2 (7)
Питание	карбюратор/инжектор
Тип мотора	рядный бензиновый
Зажигание	коммутаторное, бесконтактное
Число цилиндров	4
Местонахождение первого цилиндра	ТВЕ
Число клапанов на каждом цилиндре	2
Материал ГБЦ	сплав алюминиевый
Впускной коллектор	дюралевый
Выпускной коллектор	объединен с резонатором и выпускной трубой
Распредвал	нижний, схема OHV
Материал блока цилиндров	алюминиевый сплав с пропиткой смолой
Диаметр цилиндра	100 мм
Поршни	проточка в виде усеченного конуса является частью камеры сгорания
Коленвал	стальной, затем чугунный
Ход поршня	92 мм
Горючее	АИ-92/А-76
Нормативы экологии	Евро-0 (Евро-4)
Расход топлива	трасса – 8,8 л/100 км смешанный цикл 11 л/100 км город – 12,5 л/100 км
Расход масла	максимум 0,3 л/1000 км
Какое масло лить в двигатель по вязкости	15W40, 5W40, 10W30, 10W40, 20W40
Какое масло лучше для двигателя по производителю	Liqui Moly, ЛукОйл, Роснефть
Масло для УМЗ 421 по составу	синтетика зимой, полусинтетика летом
Объем масла моторного	6 л
Температура рабочая	90°
Ресурс ДВС	заявленный 250000 км реальный 350000 км
Регулировка клапанов	гайки
Система охлаждения	принудительная, антифриз
Объем ОЖ	10,7 л
Помпа	с пластиковой крыльчаткой
Свечи на УМЗ 421	чешские Brisk DR17YC/A
Зазор свечи	0,8 мм
Привод ГРМ	зубчатая передача
Порядок работы цилиндров	1-3-4-2
Воздушный фильтр	Nitto, Knecht, Fram, WIX, Hengst
Масляный фильтр	съемный с обратным клапаном полнооборотный
Маховик	с посадочным диаметром сцепления 200 мм либо 215 мм
Болты крепления маховика	М12х1,25 мм, длина 26 мм
Компрессия	от 10 бар, разница в соседних цилиндрах максимум 1 бар
Обороты ХХ	800 мин-1
Усилие затягивания резьбовых соединений	свеча – 60 Нм маховик – 70 – 88 Нм болт сцепления – 60 Нм крышка подшипника – 120 Нм (коренной) и 60 Н м (шатунный) головка цилиндров – три стадии 42 Нм, 106 Нм + 90°

В таблице приведено описание параметров базовой карбюраторной версии 4218.10. В других моторах используется другое навесное оборудование, изменены схемы выпускного и впускного тракта, системы впрыска.

Особенности конструкции

Поскольку двигатель УМЗ 421 эволюционировал из базовых вариантов УМЗ 417 и ЗМЗ 402, а еще раньше — ГАЗ 21, отличиями конструкции являются:

• впервые у данного производителя использованы сухие гильзы внутри блока цилиндров;
• поршневой палец смещен вверх на 7 мм;
• резиновое уплотнение задней опоры коленвала вместо набивки шнуром;
• усилия на боковые поверхности поршня снижены за счет увеличения на 7 мм длины шатуна;

Чтобы выполнить капитальный ремонт собственными силами, достаточно гаражных условий и обычного инструмента без специальных приспособлений.

Перечень модификаций ДВС

Традиционно для Ульяновского моторного завода руководство разрабатывает моторы сериями. Основным двигателем стал 4218.10 с характеристиками – Евро-1, мощность 98 л. с., степень сжатия 7 единиц. В семейство движков УМЗ 421 вошло несколько модификаций:

• 4218.10-10 – карбюраторный, для адаптации под бензин АИ-92 степень сжатия увеличена до 8,2, мощность увеличена до 103 л. с.;
• 421.10 – карбюраторный, новая конструкция выпускного тракта;
• 421.10-30 – карбюраторный, выпускной коллектор другой конструкции;
• 4213.10-40 – инжектор для УАЗ, Евро-3, мощность 117 л. с.;
• 4213.10-50 – инжектор для УАЗ, Евро-4;
• 4215.10-10 – карбюратор под А-76;
• 4215.10-30 – карбюраторный, под АИ-92;
• 4216.10 – инжекторный, под АИ-92 для Газелей, Евро-3, степень сжатия 8,8, мощность 123 л. с.;
• 42164.10 – инжектор под Газель, мощность 99 л. с.;
• 42164.10 – инжекторный, для Газели, Евро-4, мощность 125 л. с., новый распредвал;
• 421647.10 – газобензиновый вариант мощностью 100 л. с.;
• 42167.10 – газобензиновый вариант мощностью 123 л. с.

Отличительной особенностью семейства моторов 421 является наличие варианта 4219 для венной техники. В зависимости от того, какое навесное оборудование используется в комплектации ДВС, имеется несколько вариантов 4219.10:

• 4179.10-01 – под сцепление 254 мм рычажного типа;
• 4179.10-13 – добавлен ГУР;
• 4179.10-05 – под диафрагменное сцепление диаметром 240 мм;
• 4179.10-25 – добавлен насос ГУР.

Моторы имеют одинаковые объемы, задача увеличить мощность здесь не стояла. Нюансом является наличие пускового подогревателя, генератора Г-250, фильтра тонкой очистки бензина и экранирования датчика Р-132 и высоковольтного оборудования по заказу МО РФ.

Плюсы и минусы

Традиционно для любого семейства движков самым слабым является базовая версия, в данном случае, 4218.10. Недостатками мотора являются:

• низкое качество металлообработки;
• протечки ОЖ, масла из блока, ГБЦ и смешивание рабочих жидкостей;
• морально устаревшая схема ГРМ и привода;
• повышенный расход ГСМ;
• регулировка теплового зазора клапанов каждые 15000 пробега.

С другой стороны, плюсов в моторе гораздо больше:

• заводской тюнинг расточкой цилиндров до 100 мм для увеличения рабочих характеристик;
• модернизация выпускного такта за счет объединения в единый узел выхлопной трубы, выпускного коллектора и резонатора;
• возможность произвести капремонт своими руками;
• форсировка впускного тракта для увеличения мощности;
• нормальный резинотехнический сальник вместо набивки шнуром на задней опоре коленвала;
• эксплуатационный ресурс от 250000 км пробега.

Например, конструкторами использована головка блока цилиндров от 417 модели ДВС, а камера сгорания увеличена за счет конструкции поршня, в котором отфрезеровано углубление конусной формы.

Список моделей авто, в которых устанавливался

До 2005 года большинство ДВС Ульяновского моторного завода использовалось несколькими производителями автомашин. Не стал исключением и мотор УМЗ 421, которым комплектовали транспортные средства:

• внедорожники УАЗ Хантер, Патриот, Барс, 3160,3161;
• вседорожник Симбир 3162, Тигр 2330;
• грузовики Пикап, Карго, 39095;
• микроавтобусы 2206, 3303, 3741, 3909, 3962, Симба 3165;
• бортовая Газель 3302;
• грузопассажирская Газель Фермер 33023;
• рамные автофургоны ГАЗ 2705;
• микроавтобусы Газель 3221;
• фургоны и микроавтобусы Соболь 2217;
• минивэны Баргузин 2217.

Для двух заводов характеристики двигателя подошли идеально, однако для Газелей пришлось переносить радиатор с вентилятором по высоте.

Регламент обслуживания УМЗ 421 2,9 л/98 – 125 л. с.

Заявленный пробег в 250 тысяч км двигатель УМЗ 421 сможет пройти только при соблюдении сроков замены расходных материалов и деталей:

• 10000 км – съемный маслофильтр и моторное масло;
• 15000 пробега – регулировка зазоров клапанов;
• 20000 км – выпускной коллекторный узел, топливопровод и рампа, ремень навесного оборудования и АКБ, свечи;
• 30000 пробега – воздушный фильтр и вентиляция картера;
• 40000 км – антифриз и топливный фильтр;
• 60000 пробега – датчик кислородный.

Внутреннее устройство ДВС предусматривает эти сроки между капремонтами, независимо от их количества. Данный регламент не подходит для газобензиновых моторов, им замена требуется чаще.

Обзор неисправностей и способы их ремонта

Благодаря проточкам в поршнях, мотор УМЗ 421 не гнет клапана своими поршнями. Его индивидуальными неисправностями считаются:

Попадание ОЖ в цилиндры и смазку	неисправимый дефект, присутствовал только в первых партиях моторов
Скачки оборотов ХХ и мощности	необходима очередная регулировка температурных зазоров клапанов
Стук в опорах коленвала	замена выработанных вкладышей

Исчезли проблемы с термостатом, так как здесь использована трехходовая версия от Волги. Часто выходит из строя вискомуфта, предназначенная для регулировки скоростного режима вращения крыльчатки.

Варианты тюнинга мотора

Поскольку двигатель УМЗ 421 семейства создан для тяжелых грузовиков, минивэнов, вне- и вседорожников, грузопассажирских машин, атмосферный тюнинг механическим способом не имеет смысла даже рассматривать. Зато вполне возможна установка турбины городского спокойного типа. Для этого необходимо выполнить действия:

• замена штатных форсунок модификациями 440СС от производителя Subaru;
• переделка впускного коллектора под интеграцию интеркуллера;
• шлифовка камер сгорания и каналов внутри ГБЦ;
• ШПГ и валы остаются штатными;
• вместо объединенного выпускного тракта монтируется прямоточный паук 63 мм в диаметре.

После перепрошивки и настройки тюнинг способен добавить 30 – 50 л. с., движок становится «тракторным», обладает мощным крутящим моментом в нижнем диапазоне оборотов.

Таким образом, базовым в серии производителя УМЗ считается мотор 4218.10 с весьма средним ресурсом из-за дефектов литья блока цилиндров. Зато во всех следующих версиях, не только исправлен этот дефект, но и использованы другие конструкционные решения для повышения характеристик и срока службы.

Разрабатывался двигатель УМЗ 417 на основе ДВС серии 402 другого производителя моторов – ЗМЗ. Создавался под конкретные автомобили УАЗ – автобусы, внедорожники и грузовики. Изначально был недоработан, но этот момент был частично исправлен в нескольких модификациях серии – 4175.10, 4178.10, 4178.10-01, 4178.10-03, 4178.10-10, 4178.10-52, 4179.10-10, 4179.10-05 и 4179.10-25.

Он имеет очень низкую себестоимость, простейшую конструкцию, высокую надежность и приемлемые для тяжелых грузовиков, внедорожников и микроавтобусов эксплуатационные характеристики, поэтому выпускается до сих пор для обслуживания гигантского парка УАЗ 3151 и модификаций УАЗ 3741.

Технические характеристики УМЗ 417 2,45 л/92 л. с.

Конструкторы использовали в двигателе 417 частично разработки ЗМЗ 402, дополнив их новыми решениями. Прежней осталась рядная схема расположения 4 цилиндров и нижний распредвал газораспределительного механизма, алюминиевый блок в смоляной пропитке и крайне неудобный в эксплуатации узел заднего сальника коленвала.

Механический тюнинг следующих версий семейства моторов 417 производителя УМЗ позволил увеличить мощность до 98 л. с. (4175.10 и 4178.10-52), адаптировать под диафрагменное и рычажное сцепление.

В нижней таблице собраны технические характеристики силового привода УМЗ 417:

Изготовитель	УМЗ
Марка ДВС	417
Годы производства	1989 – …
Объем	2445 см3 (2,45 л)
Мощность	67,67 кВт (92 л. с.)
Момент крутящий	172 Нм (на 2200 об/мин)
Вес	166 кг
Степень сжатия	7
Питание	карбюратор
Тип мотора	рядный бензиновый
Зажигание	трамблер
Число цилиндров	4
Местонахождение первого цилиндра	ТВЕ
Число клапанов на каждом цилиндре	2
Материал ГБЦ	сплав алюминиевый
Впускной коллектор	дюралевый
Выпускной коллектор	литой чугунный
Распредвал	оригинальный профиль кулачков
Материал блока цилиндров	алюминиевый сплав
Диаметр цилиндра	92 мм
Поршни	оригинальные
Коленвал	чугунный
Ход поршня	92 мм
Горючее	А-76
Нормативы экологии	Евро-0/1
Расход топлива	трасса – 8,4 л/100 км смешанный цикл 10,6 л/100 км город – 14,5 л/100 км
Расход масла	максимум 0,6 л/1000 км
Какое масло лить в двигатель по вязкости	5W30, 5W40, 0W30, 0W40
Какое масло лучше для двигателя по производителю	Liqui Moly, ЛукОйл, Роснефть
Масло для УМЗ 417  по составу	зимой синтетика, летом полусинтетика, минеральное
Объем масла моторного	6 л
Температура рабочая	90°
Ресурс ДВС	заявленный 150000 км реальный 250000 км
Регулировка клапанов	регулировочные винты
Система охлаждения	принудительная, антифриз
Объем ОЖ	10,7 л
Помпа	с пластиковой крыльчаткой
Свечи на УМЗ 417	BCPR6ES от NGK или отечественные АУ17ДВРМ
Зазор свечи	0,8 мм
Привод ГРМ	зубчатым колесом
Порядок работы цилиндров	1-3-4-2
Воздушный фильтр	Nitto, Knecht, Fram, WIX, Hengst
Масляный фильтр	с обратным клапаном
Маховик	универсальный под сальник АДС, рычажное и лепестковое сцепление
Болты крепления маховика	М12х1,25 мм, длина 26 мм
Маслосъемные колпачки	производитель Goetze, впускные светлые выпускные темные
Компрессия	от 13 бар, разница в соседних цилиндрах максимум 1 бар
Обороты ХХ	750 – 800 мин-1
Усилие затягивания резьбовых соединений	свеча – 31 – 39 Нм маховик – 80 – 90 Нм болт сцепления – 19 – 30 Нм крышка подшипника – 70 Нм (коренной) и 60 Нм (шатунный) головка цилиндров – три стадии 40 Нм, 120 Нм + 90°

В свою очередь, конструкция мотора 417 стала базовым решением для следующих версий УМЗ 420 (не пошел в серию) и УМЗ 421.

Особенности конструкции

В принципе, двигатель УМЗ 417 скопирован с мотора ЗМЗ 402, но отличия, все же, существуют:

• посадка гильз в блоке резиновыми кольцами вместо медных прокладок;
• маховик больше в диаметре;
• нет оребрения вначале выпуска, затем появились 4 ребра жесткости;
• маслофильтр съемный вместо стаканного;
• схема системы охлаждения обратная – и подача и забор ОЖ из ГБЦ;
• слабый фибровый сальник помпы вместо сальника от мотора ВАЗ;
• уменьшен диаметр тарелок клапанов.

И самая главная причина снижения мощности УМЗ 417 в сравнении с ЗМЗ 402 – объединенный,  не раздвоенный коллектор выпускного тракта.

Особенностями конструкции являются:

• рядная схема двигателя и его продольное расположение относительно траектории движения транспортного средства;
• камера сгорания небольшого размера, купольной конфигурации;
• улучшенная очистка смазочного материала (полнопоточная схема со сменным фильтром);
• высокий эксплуатационный ресурс от 150000 км пробега;
• короткий ход поршня и верхняя компоновка клапанов.

Чтобы осуществить капитальный ремонт, не нужно обязательно посещать СТО, все операции можно произвести своими силами в гараже. Для этого руководство пользователя содержит, как описание параметров, так и пошаговые фото.

Даже в отсутствие гидротолкателей производитель рекомендует заливать качественное масло и антифриз для охлаждения мотора с весьма скромным оребрением блока цилиндров.

Предусмотрена изготовителем и возможность модернизации впускного/выпускного тракта, ГБЦ т ШПГ.

Перечень модификаций ДВС

Для различных задач с завода выходит несколько модификаций моторов УМЗ:

• 417.10 – считается базовым вариантом, степень сжатия 7, эксплуатируется на бензине А-76, удовлетворяет нормам Евро-1, характеристики 172 Нм и 92 л. с.;
• 4175.10 – адаптирован под сцепление ГАЗ Газель, степень сжатия 8,2, поэтому используется топливо АИ-92, соответствует Евро-3, характеристики 182,5 Нм и 98 л. с.;
• 4178.10-03 – установка движков только на старый модельный ряд УАЗ, степень сжатия 7, Евро-1, характеристики 171 Нм и 92 л. с., ГУР;
• 4178.10-01 – только для старого модельного ряда УАЗ, степень сжатия 7, Евро-1, характеристики 171 Нм и 92 л. с., 254 мм рычажное сцепление;
• 4178.10-52 – исключительно для ранних моделей УАЗ, степень сжатия 8,2, Евро-1, характеристики 180 Нм и 98 л. с., 240 мм диафрагменное сцепление;
• 4178.10-10 – после выхода версии УМЗ 421 используется ГБЦ от этого мотора, в которой увеличен диаметр клапанов до 39 мм, помпа смещена на блок, вместо набивки в ней стоит нормальный сальник;
• 4179.10 – рекомендовано для спецмашин Минобороны, Евро-1, степень сжатия 7,0, характеристики 171,6 Нм и 92 л. с., пусковой подогреватель, диафрагменное или рычажное сцепление.

В двух последних версиях используется дополнительное и улучшенное навесное оборудование, а в последней модели для военных УАЗиков применяется оригинальная головка блока цилиндров заводской форсировки.

Плюсы и минусы

К недостаткам можно отнести навесное оборудование – сложная конструкция двухкамерного карбюратора и низкий ресурс крыльчатки помпы, выполненной из полимерного материала. Из-за использования асбестовой прокладки ГБЦ антифриз часто проникает в цилиндры. От сильных вибраций самопроизвольно откручиваются гайки крепления ГБЦ и крышки, происходят протечки масла.

Именно поэтому в мануал заложены операции ТО по периодической протяжке гаек, регулировке зазора клапанов своими руками.

С другой стороны, плюсами конструкции ДВС 417 и всех его модификаций являются:

• надежная, хоть и морально устаревшая, система газораспределения;
• высокая надежность и эксплуатационный ресурс;
• снижение расходов владельца при использовании бензина с низким октановым числом;
• самостоятельный капремонт и механическая форсировка.

К сожалению, тюнинг способен добавить мощности в пределах 30 л. с. без установки турбины.

Список моделей авто, в которых устанавливался

Проектировался мотор УМЗ 417 специально для Ульяновского автозавода, поэтому использовался в машинах УАЗ:

• 3151 – внедорожник;
• 3303 – грузовик полноприводный;
• 3741 – фургон цельнометаллический 4х4;
• 2206 – 8 – 11 местный микроавтобус;
• 3962 – санитарный и реанимационный автомобиль;
• 3909 – Фермер вагонного типа;
• 39094 – Фермер грузовик;
• ДИСА-1912 Заслон – бронемобиль для инкассаторов.

Мотор был создан чуть позже переименования УАЗ 469 в 3151, а УАЗ 452 в 3741, поэтому стоит только в модернизированных «Бобиках» и «Таблетках» – «Буханках». Характеристики двигателя позволяли применить его в качестве силового привода всех выпускавшихся на тот момент моделей УАЗ.

Регламент обслуживания УМЗ 417

Из-за недоработок конструкции и морального устаревания двигатель УМЗ 417 приходится обслуживать между капремонтами и производить замену расходников в следующие сроки:

• масло и маслофильтр – 7,5 – 10 тысяч пробега;
• регулировка зазоров клапанов – 15 тысяч км;
• воздушный фильтр – примерно через 2 года;
• выпускной коллектор – 2 года;
• фильтр топливный – 30 тысяч пробега;
• свечи и АКБ – 60 тысяч км;
• картерная вентиляция – 3 года;
• охлаждающая жидкость – 40 тысяч пробега.

Поскольку распредвал расположен снизу, привод ГРМ осуществляется зубчатым колесом. Такое устройство ДВС более надежно в сравнении с ременной и цепной передачей, но морально устаревшее, уже на момент разработки.

Обзор неисправностей и способы их ремонта

Морально устаревший мотор УМЗ 417 не гнет клапана, но доставляет несколько других неприятностей:

Вода в цилиндрах	порвана прокладка ГБЦ	замена прокладки
Протечка масла	ослаблена затяжка ГБЦ	протягивание гаек периодически
Уход масла, повышенное давление в картере	потеря герметичности заднего уплотнения коленвала	замена набивки из шнура, пропитанного графитной смазкой

Задний сальник коленвала вообще является слабым местом, поэтому после выхода мотора 421 в этом узле используется резиновый сальник, а не веревочный шнур с пропиткой. Эта модернизация увеличивает ресурс, так как замена производится гораздо реже.

Варианты тюнинга мотора

Поскольку карбюраторный двигатель УМЗ 417 имеет тяжелую поршневую систему, тюнинг производится по схеме:

• расточка седел на выпуске до 39 мм и использование клапанов от 412 ДВС;
• установка 51 мм выпускной трубы;
• замена штатного распредвала городским для увеличения крутящего момента на низких оборотах.

Важной особенностью этого силового привода является ограниченный до 100 л. с. потенциал, поэтому даже при замене карбюратора инжектором, тюнинг не принесет ожидаемого увеличения мощности. Специалисты рекомендуют для УМЗ 417 свап, то есть замену ДВС целиком.

Таким образом, мотор УМЗ 417 скопирован с силового привода 402 Заволжского моторного завода с небольшими изменениями. Даже при имеющихся недоработках ДВС исправно служит в полноприводных автобусах, грузовиках и внедорожниках УАЗ, то есть очень тяжелых эксплуатационных условиях.