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.
Основна конструктивна відмінність двигунів 4215 від двигунів ЗМЗ-4025 та ЗМЗ-4026 полягає в тому, що вони мають алюмінієвий блок із залитими тонкостінними гільзами зі спеціального зносостійкого чавуну (ІЧГ-ЗЗМ).
Номінальний діаметр гільз - 100 мм. Хід поршня залишається тим самим -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 мастильний 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 із 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. Праворуч 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 під час його обертання 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 олійними ковпачками, які перешкоджають проникненню масла в камери згоряння.
Зверху головка блоку закрита сталевою кришкою.
Система мастила комбінована — під тиском та розбризкуванням.
Під тиском змащуються корінні та шатунні підшипники колінчастого валу, підшипники розподільчого валу, втулки коромисел, верхні наконечники штанг штовхачів.
Шестірні приводу розподільного валу та приводу допоміжних агрегатів змащуються струменем олії, а решта деталей – розбризкуванням.
Стінки циліндра додатково змащуються струменем масла, який викидається з отвору в нижній головці шатуна.
Шестеренний масляний насос приводиться в дію спільно з датчиком-розподільником запалювання гвинтовою передачею від розподільного валу.
Корпус насосу алюмінієвий, а його робітники прямозубі шестірні виготовлені з металокераміки.
Масло забирається насосом із сталевого штампованого піддону картера через сітчастий маслозабірник, потім воно проходить насос, повнопоточний фільтр і подається до масляної магістралі.
Тиск масла в системі обмежується редукційним клапаном.