Двигуни УМЗ-4215 мають традиційну конструкцію, яка тривалий час випускається АТВТ «Волзькі мотори»
Алюмінієвий блок циліндрів з нижнім розташуванням розподільного валу, штанговий привід клапанів через коромисла, шестерний привід розподільного валу, алюмінієва головка з виходом впускних та випускних каналів на один бік.
Двигун: 1 - маховик; 2 - монтажна вуха; 3 - кран обігрівача: 4 - кришка головки блоку циліндрів; 5 - впускний трубопровід; 6 - гайки шпильок кріплення головки блоку циліндрів; 7 - коромисло клапана; 8 - вісь коромисел; 9 – патрубок вентиляції картера; 10 – головка блоку циліндрів; 11 – пружини клапана; 12 - масловідбивальний ковпачок; 13 – втулка клапана; 14 - кришка маслоналивної горловини; 15 – клапан; 16 – прокладка головки блоку циліндрів; 17 - насос охолоджувальної рідини; 18 - штанга; 19 - штовхач; 20 - шків вентилятора; 21 - розподільний вал; 22 - ведена шестерня приводу розподільчого валу; 23 - демпфер крутильних коливань; 24 - маточина шківа; 25 - шків; 26 - болт шківа; 27 - манжета; 28 - провідна шестерня приводу розподільчого валу; 29 - колінчастий вал; 30 - піддон картера; 31 - гільза циліндра; 32 - поршень: 33 - пробка оливного отвору; 34 - шатун; 35 - маслозабірник; 36 - масляний насос; 37 - блок циліндрів: 38 - випускний колектор; 39 - картер
Основна конструктивна відмінність двигунів 4215 від двигунів ЗМЗ-4025 та ЗМЗ-4026 полягає в тому, що вони мають алюмінієвий блок із залитими тонкостінними гільзами із спеціального зносостійкого чавуну (ІЧГ-ЗЗМ).
Номінальний діаметр гільз - 100 мм. Хід поршня залишається незмінним — 92 мм.
Робочий об'єм циліндрів двигуна збільшено за рахунок збільшення діаметра поршня
Поздовжній розріз двигуна дано на малюнку.
До заднього торця блоку кріпиться болтами алюмінієвий картер зчеплення.
Поршні відлиті з алюмінієвого сплаву. На кожному з них встановлені по два компресійні та один маслознімний кільце.
Компресійні кільця — чавунні, верхнє — хромоване, нижнє — луджене.
Поршневі пальці — плаваючого типу, від осьового переміщення вони утримуються стопорними пружинними кільцями.
Шатуни сталеві, ковані, двотаврового перерізу з нижньою роз'ємною головкою, кришка якої кріпиться двома болтами з гайками.
У верхню (поршневу головку) шатуна запресована бронзова втулка.
Колінчастий вал чавунний, литий, повноопорний, з противагами, динамічно відбалансований у зборі з маховиком і встановлений у блоці циліндрів на п'яти роз'ємних корінних підшипниках ковзання.
Корінні та шатунні підшипники виконані у вигляді вкладишів зі сталевої стрічки з нанесеним на неї антифрикційним алюмінієво-олов'яним сплавом.
Від осьового зміщення вал утримується двома завзятими кільцями, які встановлені по обидва боки переднього корінного підшипника.
Кінці колінчастого валу ущільнені гумовими манжетами. На передньому носінні колінчастого валу напресована маточина, до якої болтами кріпиться шків-демпфер.
Головка блоку циліндрів відлита з алюмінієвого сплаву. У неї запресовані чавунні сідла та металокерамічні втулки клапанів.
Головка кріпиться до блоку десятьма шпильками з гайками через металоазбестову прокладку.
З правого боку до головки кріпляться випускний колектор та впускний трубопровід.
Розподільний вал чавунний, встановлений у розточених отворах нижньої частини блоку циліндрів.
На його передньому кінці, на шпонці встановлена текстолітова або поліамідна косозуба шестерня приводу.
Кулачки розподільного валу при його обертанні впливають на циліндричні штовхачі, які встановлені в отворах блоку.
Штанги алюмінієві штовхачі зі сталевими сферичними наконечниками приводять у дію коромисла клапанів, встановлені на загальній нерухомій сталевій осі.
На короткому плечі коромисла є гвинт із контргайкою для регулювання зазору в приводі клапана.
В отвори коромисел запресовані тонкостінні бронзові втулки.
Клапани виготовлені з жароміцної сталі.
Кожен клапан забезпечений двома пружинами з правою та лівою навивкою та встановлений у металокерамічній напрямній втулці із спеченого мідно-залізографітового порошку з дисульфідом молібдену.
Стержні клапанів ущільнені гумовими ковпачками, що перешкоджають проникненню масла в камери згоряння.
Зверху головка блоку закрита штампованою сталевою кришкою.
Система мастила комбінована — під тиском та розбризкуванням.
Під тиском змащуються корінні та шатунні підшипники колінчастого валу, підшипники розподільчого валу, втулки коромисел, верхні наконічники штанг штовхачів.
Шестерні приводу розподільчого валу та приводу допоміжних агрегатів змащуються струменем масла, а решта деталей – розбризкуванням.
Стінки циліндра додатково змащуються струменем масла, що викидається з отвору в нижній головці шатуна.
Шестеренний масляний насос приводиться в дію спільно з датчиком-розподільником запалювання гвинтовою передачею від розподільчого валу.
Корпус насоса алюмінієвий, а його робітники прямозубі шестерні виготовлені з металокераміки.
Олія забирається насосом із сталевого штампованого піддону картера через сітчастий маслозабірник, потім воно проходить насос, повнопоточний фільтр і подається в масляну магістраль.
Тиск масла в системі обмежується редукційним клапаном.