Двигателем для УАЗ-469 и других ульяновских автомобилей, начиная с конца 60-х годов, служила модернизированная версия довольно удачного на то время ЗМЗ-21. Этот двигатель был одной из первых отечественных послевоенных разработок. Имел такие положительные качества, как высокая технологичность в производстве, удобство и простота ремонта. Значительный ресурс и высокие показатели мощности и момента, что особенно ощутимо, если принять во внимание небольшой вес этого мотора.
Все это значительно отличало его от применяемых ранее на ГАЗ-69 и УАЗах нижнеклапанных двигателей, конструктивно идентичных еще довоенным двигателям ГАЗ. Конструкция нового двигателя не утратила перспективы развития и в 70-е годы. К началу которых производство мотора вместе с оборудованием передали с Заволжского на Ульяновский моторный завод.
Двигатели для УАЗ-469, история создания и совершенствования двигателей УМЗ для УАЗ-469.
Идеологии внедорожника, как никому иному, подходила простота и удобство обслуживания и ремонта агрегата в самых неподходящих для этого условиях. При использовании самого незатейливого инструмента. Применение алюминиевого блока давало другое важное преимущество — малый вес двигателя. Что особенно важно для автомобиля, эксплуатируемого на грунтах со слабой несущей поверхностью и высоким центром тяжести.
Также этот аспект был немаловажен для военных. Поскольку, помимо проходимости, от массы автомобиля зависела его авиатранспортабельность и пригодность к авиадесантированию. А применение автомобилей такого класса было не просто традицией в ВДВ. Подобное отношение к фактору массы может показаться малозначительным. Но, например, фирме Land Rover пришлось разрабатывать специальный автомобиль, подходящий под эти цели более удачно, чем основной вариант автомобиля, поставляемого военным.
И это при том, что такой металлоемкий элемент классического Лэнд Ровера, как кузов, имел наружные панели из алюминия. А сам этот автомобиль по размерам был значительно меньше УАЗ-469. К моменту начала серийного производства УАЗ-469, двигатель был не единожды модернизирован уже на УМЗ и именовался как УМЗ-451МИ. Последняя модернизация унифицировала ульяновский мотор по масляному фильтрующему элементу с двигателем ВАЗ-2101. Это повысило качество очистки масла и удобство проведения операции по его замене.
Но на моделях двигателя тех лет этот фильтр крепился не непосредственно к блоку, а к специальному стальному переходнику, в который вворачивались также датчики давления масла. По компоновке фильтр располагался продольно под генератором, и было несколько удобнее его отворачивать, чем при более поздней модернизации, когда фильтр переместили непосредственно на блок.
Но зато это устраняло дополнительную сборную деталь. Улучшая герметичность системы и время ее заполнения маслом при пуске двигателя. Применение нового фильтра и сталеалюминиевых вкладышей коленчатого вала позволило значительно увеличить ресурс двигателя до капитального ремонта, который (приравненный к пробегу) составлял 150 тысяч километров. Относительно большая толщина стенок блока и его головки делали этот двигатель очень не чувствительным к перегреву.
Даже более совершенный конструктивно на тот момент новый двигатель ЗМЗ-24, которым и сменили ЗМЗ-21 в Заволжье, был гораздо более хрупким в этом отношении. Несмотря на применение более жесткого блока с нижним разъемом картера, опущенным ниже оси коленчатого вала. При дальнейшей модернизации двигателей УМЗ для УАЗ-469 так же уменьшалась толщина стенок блока, которую компенсировали ребрами жесткости. Но стойкость моторов к перегревам все равно сохранялась на высоком уровне.
Я сознательно акцентирую внимание на факторе перегрева, хоть это и не является выводом из конструктивных недостатков, а является лишь производной форс-мажора. Который особенно характерен для армии с молодыми и неопытными водителями и принципов командования типа «поехали, потом заведешь!». Отчасти это неизбежно и оправданно, поскольку развивает у водителя качества бойца, а не звезды эстрады. Учит думать самостоятельно на шаг вперед. Но то, что полезно для воспитания, не обязательно должно быть вредным для остального.
Помимо этого тема улучшения стабильности температурного режима и эффективности системы охлаждения не оставляла конструкторов УМЗ. Поскольку и сам мотор форсировался и условия его эксплуатации в составе внедорожника применяемого и в Заполярье и в Африке требуют не стоять на месте в этом вопросе. Так, при предельном увеличении рабочего объема двигателя, допускавшемся размерностью блока, проблема качества работы системы охлаждения стала особенно острой.
В модернизированных двигателях УМЗ для УАЗ-469 система охлаждения стала двухконтурной, была изменена схема циркуляции охлаждающей жидкости в двигателе, что улучшило температурный режим его деталей. Улучшение экономических и динамических показателей двигателя невозможно также без поддержания в нем стабильной и высокой температуры.
Если в случае старой системы охлаждения это ограничивалось требованиями простоты системы и применения воды в качестве охлаждающей жидкости, что вполне объективно заставляло делать температуру открытия термостата достаточно низкой. То при новой системе объективность была поперта инертностью привычек, помноженной на отсутствие знаний. Многие водители преднамеренно меняли заводской термостат на иной, с меньшей (как у старого) температурой открытия. Или вообще удаляли термостат из системы.
Если в первом случае машина перерасходовала горючее и «радовала» пассажиров еле теплым воздухом из печки, то во втором постоянной проблемой были перегревы. Тем временем, развитие требований к двигателю для УАЗ-469 обостряло и действительные проблемы. Так, дальнейшей форсировке двигателя противостояла низкая наполняемость цилиндров рабочей смесью на высоких оборотах.
Это было следствием того, что конструктивно впускной и выпускной трубопроводы располагались с одной стороны. Соответственно, с одной стороны получались впускные и выпускные каналы в головке блока цилиндров. А подобное решение не позволяло увеличивать проходные сечения каналов из-за их близкого расположения. Помимо этого, прокладка между трубопроводами и головкой получалась в некоторых местах достаточно узкой.
При отсутствии контроля за затяжкой гаек крепления трубопроводов эти узкие места прокладки разрушались, и нарушался состав смеси из-за подсоса воздуха во впуск. Решение же проблемы было в разнесении впуска и выпуска на разные стороны головки, что подразумевало по сути создание нового двигателя для УАЗ-469 с соответствующими затратами средств и времени на его доводку и испытания. УМЗ нашел выход на требование увеличить мощность в виде увеличения рабочего объема до 2,9 литра, которое позволяла сделать существующая размерность блока.
Мощность, конечно же, выросла, но проблема с наполняемостью обострилась еще более. В середине 90-х был сделан качественный прорыв в данном вопросе, где на новом двигателе УМЗ-249 для УАЗ-469 появилась долгожданная головка с разнесенными на разные стороны впуском и выпуском. Это позволило значительно улучшить наполняемость во всем рабочем диапазоне оборотов двигателя, расширить и сам диапазон. Соответственно, значительно улучшались показатели мощности и момента.
Но решение о постановке в серию двигателей УМЗ-249 было поставлено в тупик по причинам, не имеющим технического объяснения. Еще более сомнительной ввиду произошедших за это время смены собственников на УАЗе и УМЗ стала перспектива применения этого двигателя в составе ульяновского внедорожника. В результате чего последний лишился легкого двигателя, как нельзя более ему подходящего.
Первая часть статьи — по ссылке. Вторая часть статьи — по ссылке.
По материалам журнала УАЗИМУТ. № 1, 2011.
Павел Тришкин.