Открытые Мастерские

Мощность, экономичность и надёжность двигателя 469-го внедорожника

С чем имеем дело

Базовый, для внедорожника 469 +, двигатель УМЗ 417 изначально достаточно надёжен, но не очень экономичен, да и мощность его не соответствует объёму.

Надёжен он в плане кондовости, живучести, устойчивости к перегреву, нетребовательности к качеству масла, готовности к работе на любой горючей жидкости, способности сохранять работоспособность в широком диапазоне настроек, далёких от оптимальных (с неисправным карбюратором, со сбитым углом зажигания) и т.д.

Достигнуто это благодаря очень низкой степени сжатия и простоте конструкции двигателя.

Хотя ресурс от капитального ремонта до следующего капитального ремонта у двигателя относительно невелик (тут, правда, сравнение с другими двигателями не очень корректно, на том масле, которое часто оказывается внутри УМЗ 417, современный двигатель может сразу скопытиться), само количество капитальных ремонтов безгранично - это главное преимущество сменных гильз цилиндров.

Если сравнивать ТТХ двигателя УМЗ 417 с двигателями современных машин, то основной отрыв в пользу последних даёт степень сжатия, тип используемого топлива и настройки.

«Архаичность» самой конструкции двигателя УМЗ 417, на самом деле, здесь совсем не главная скрипка. Подобной архаичной конструкцией обладают, например, спортивные двигатели NASCAR. При этом штанги, толкатели и коромысла УМЗ 417 легче тех, что используются в заокеанских спорткарах.

Да, ещё не надо забывать, что старый добрый УМЗ 417 существенно легче и короче своих современных 16-ти клапанных собратьев, что для внедорожника 469 + весьма важно с точки зрения лучшего распределения масс по осям.

Предельные режимы работы двигателя

Наилучшие характеристики выдаёт двигатель, настройки которого максимально близки к достижению предельных режимов работы на качественном топливе.

То есть работать экономичный и мощный двигатель должен на грани детонации, с обеднённой топливной смесью и при высокой рабочей температуре.

Под детонацией подразумевается взрыв, когда сгорание топливной смеси происходит в сотни раз быстрее, чем при нормальной работе двигателя. Это обуславливает мгновенное сжатие газа, при котором возникает высокая температура, достаточная для воспламенения всего объёма топливной смеси со сверхзвуковой скоростью распространения волны, одновременно с этим часть молекул топлива распадаются на углерод и водород, не успевая вступить во взаимодействие с кислородом (просто не сгорает) – появляется чёрный выхлоп и падает мощность двигателя.

При детонации точка максимального давления смещается в сторону верхней мёртвой точки положения поршня, в результате чего возникает соответствующий металлический звон (стук в соединении палец-шатун, вибрация дна поршня).

При нормальном горении после подачи искры зажигания сгорает приблизительно десятая часть топлива, затем происходит распространение горения в оставшимся объёме, уже после прохождения поршнем верхней мёртвой точки.

Продолжительность нормальных фаз горения зависит от октанового числа бензина, от качества и количества топливной смеси, от компрессии, от мощности и времени подачи искры.

Помимо детонации в двигателе может возникать ещё три вида неправильного и вредного сгорания топлива: калильное зажигание (от разогретых частей двигателя, например, от электрода свечи или облоя), зажигание от частиц нагара и самовоспламенение низкооктанового топлива от давления (как в дизельном двигателе). Все они характерны для УМЗ 417 в заводском исполнении.

Если сравнивать настройки под процессы, протекающие в заводском двигателе УМЗ 417, с теми, что необходимы двигателю модернизированного внедорожника 469 +, то все они оказываются в противофазе.

Склонность первого к возникновению детонации обусловлена использованием низкооктанового топлива, при этом вероятность возникновения детонации снижают низкая степень сжатия, низкая рабочая температура двигателя и плохое наполнение цилиндров топливной смесью (иного, при существующих диаметрах проходных отверстий карбюратора, и быть не может).

Тогда как обновлённый двигатель должен питаться высокооктановым (а другого сегодня просто нет) топливом, что автоматически отодвигает границу возникновения детонации, работать при высокой рабочей температуре (что необходимо для сомоочищения двигателя от нагара), при высокой степени сжатия (ради мощности и экономичности) и нормальном (максимально возможным, без усложнения двигателя) наполнении цилиндров топливной смесью (для получения максимальной мощности). При этом на основных режимах работы двигателя топливная смесь должна быть обеднённой (во имя экономии), что требует иной системы зажигания.

Возможности для модернизации УМЗ 417

Двигатель УМЗ 417 имеет нейтральную геометрию (92 мм хода x 92 мм диаметра поршня), поэтому его характеристики задаются распредвалом и настройкой систем впуска и выпуска (байки «опытных водителей» про низовую геометрию двигателя не имеют под собой какого-либо серьёзного основания).

Задушен двигатель в заводском исполнении низкой степенью сжатия (7:1), малым диаметром проходных отверстий (24 и 26 мм) карбюратора и категорично не настроенными системами впуска и выпуска.

Это всё исправимо без внесения изменений в конструкцию самого двигателя.

Стендовые испытания показывают, что двигатели с настроенными системами (правильными коллекторами, сдвоенными карбюраторами и т.д.) могут иметь мощность в 130-150 л.с. при сохранении эластичности, и до 200 л.с. при установке исключительно верховых распредвалов.

Максимальная частота работы двигателя ограничивается 6000 об./мин, что задано формой горизонтальных каналов впускных клапанов головки.

130 л.с. для рамного модернизированного 469-го внедорожника – более чем приемлемая мощность. Тем более она достигается без усложнения конструкции двигателя.

Проблемы двигателя УМЗ 417

Заводской УМЗ 417, помимо того, что обильно потеет маслом (это тема для отдельного разговора), отличается низким качеством сборки/деталей и неравномерностью прогрева блока с головкой.

Помимо того, что завод допускает/допускал серьёзный разброс веса поршней и шатунов, он не стеснялся биения шеек и разбаланса коленвала. Поэтому качественно капитально отремонтированный УМЗ 417 заведомо лучше заводского.

Неравномерность прогрева блока и головки двигателя обусловлена устройством его системы охлаждения. Поскольку двигатель изначально недогревался, то равномерность его прогрева просто не заботила заводчан.

С повышением рабочей температуры двигателя и тепловой нагрузки на головку, необходимо подумать о их правильном охлаждении. Начать можно с организации постоянной циркуляции охлаждающей жидкости по малому кругу (летом, в обход печки) и с изменения/настройки/подбору отверстий в прокладке головки блока.