admin / 28.04.2020

КамАЗ 400

27 мая КамАЗ объявил о старте производства каркасов кабин поколения К5. Для модели 54901, которая в первую очередь будет оснащаться этой кабиной, на заводе в Набережных Челнах подготовили и совершенно новый мотор.

Речь идёт о рядном шестицилиндровом моторе, под производство которого на заводе двигателей была построена собственная линия. Стоит отметить, что благодаря этому проекту модернизации подверглось все производство силовых агрегатов КамАЗа.

Линейка рядной шестёрки будет включать в себя дизельные агрегаты объёмом 12 литров мощностью от 400 до 700 л.с. Крутящий момент 2500 Нм. Битопливная модификация от 380 до 500 л.с.

Сейчас, на стадии опытно-промышленной партии, выпущено 72 двигателя, которые используются для испытаний и в процедурах сертификации. Мощность выпущенных и выпускаемых моторов для магистральных тягачей составляет 400, 450, 550 л.с. Все они агрегатируются с роботизированной трансмиссией. Механика, как и моторы максимальной мощности, по словам специалистов КамАЗ, на начальном этапе будут предусмотрены для спецтехники и самосвалов.

Во втором полугодии 2019 года КамАЗ будет выпускать по 200 моторов в месяц, до конца года достигнув цифры в 1000 штук. Максимальный же объём годового выпуска составляет 12000.

На данный момент локализация нового мотора составляет 50%. В планах компании достичь 80%. Большую часть заказов планируется локализовать в рамках камазовских производств и уже проверенных поставщиков России.

Ресурс мотора составит 1 500 000 км, что на несколько сотен километров выше зарубежных конкурентов.

Фото: Виталий Архиреев

ПАО «КАМАЗ» перешло в стадию подготовки производства нового силового агрегата для российского грузовика. Названы его основные характеристики. Зачем КамАЗу понадобился новый мотор и как его будут делать? Об этом рассказывает корреспондентautotruck-press Михаил Баландин.

V8 и R6: кто кого?

Начнем с небольшой справки и расскажем, какие моторы сейчас устанавливают на челнинские грузовики и почему.

В КАМАЗах можно встретить три агрегата: «родной» дизель 740-й серии, а также моторы Daimler OM 457 и Cummins. 740-е моторы — единственные в линейке, имеющие восемь цилиндров.

Импортные моторы — рядные «шестерки», как и будущий новый Р6. Такие двигатели сейчас наиболее популярны в мире грузовой техники. А ведь когда-то и 740-й мотор был вполне передовым агрегатом! Давайте вспомним его историю.

В 1967 году на московском заводе имени Лихачева приступили к разработке семейства грузовиков ЗиЛ-170 с колесной формулой 6х4. В 1969 году первый образец был готов, и его производство передали новому заводу в Набережных Челнах, который в это время еще находился на этапе строительства.

В 1976 году с конвейера нового предприятия сошел КАМАЗ-5320, который, по сути, и был тем самым 170-м ЗиЛом. Силовым агрегатом тогда являлся ярославский ЯМЗ объемом 11,5 л, который выдавал от 180 до 210 л.с. Выпуск этих дизелей был налажен на КамАЗе еще в 1975 году, и отсюда берет начало агрегат 740-й серии. Чем же был хорош этот мотор?

Во-первых, дизель КамАЗа — первый из советских двигателей, получивший закрытую систему охлаждения, в которой должен был использоваться тосол, а не вода. Привод крыльчатки охлаждения радиатора получил гидромуфту, а вся система — термостат. Были в этом моторе и другие технологические новинки (полнопоточная система фильтрации масла с центрифугой, азотированный коленвал, съемные направляющие втулки из металлокерамики для клапанов и пр.), но с тех пор прошло сорок лет.

Само собой, за эти десятилетия мотор неоднократно модифицировался, но ничего нельзя переделывать бесконечно: когда-то все равно придется изобретать что-то принципиально новое. Тем более что форсировать старый мотор стало уже просто дорого и оттого еще более бессмысленно. Прибавьте сюда жесткие нормы Евро-5, «прокрустово ложе», слишком тесное для старого V8. Одним словом, необходимость создавать новый двигатель появилась уже давно.

В мире очень много хороших рядных «шестерок». Можно, конечно, придумать еще один мотор, но это было бы неоправданно долго и дорого. В современном автомобильном производстве уже давно сложились несколько иные тенденции, поэтому базу для нового мотора решили поискать среди других производителей, с которыми у предприятия налажены давние партнерские отношения.

Почему Р6 и причем тут Liebherr?

Я уже говорил, что новый мотор КамАЗа должен обязательно соответствовать Евро-5, а в перспективе — и Евро-6. Двигателю V8 тяжело уложиться в эти нормы в принципе: с ним очень плохо «уживается» устройство со сложным и страшным названием турбокомпаунд. Что это за зверь такой?

В среднестатистическом дизеле с отработавшими газами в никуда вылетает около 30-40% тепловой энергии, которую очень хочется как-то заставить работать. Впервые этот фокус частично удался у компании Scania, которая в 1961 году установила на один из своих двигателей турбокомпрессор. Устройство знакомо большинству автолюбителей: если очень коротко, то оно при помощи отработавших газов нагнетает дополнительный воздух в камеру сгорания. Неплохо, но недостаточно. И тогда придумали турбокомпаунд.

Его задача несколько иная: он через гидромуфту и понижающий редуктор передает энергию газов непосредственно на коленвал. Он, можно сказать, берет механическую энергию из ниоткуда и отдает ее напрямую на вал. Это — если объяснять в двух словах. На деле все гораздо сложнее и интереснее, но углубляться в теорию двигателестроения и особенности режимов работы мотора под нагрузкой и без нее мы не будем. Просто примем тот факт, что штука эта очень полезная и эффективная, с ее помощью можно значительно повысить КПД двигателя, а главное — уложиться в строгие экологические нормы, причем не только настоящие, но и будущие.

Мотору 740 уже больше 40 лет

Турбокомпаунд стоит на многих грузовиках, в первую очередь, конечно, на Сканиях, но есть, например, и на Вольво. На сегодня мнение о необходимости установки турбокомпаундного блока на ДВС грузовой техники почти однозначное: ставить надо. Только вот на V8 с его крайне сложной системой выпуска установка турбокомпаунда оказывается тяжелым и бесполезным занятием. Во-первых, получится дорого, а во-вторых, турбокомпаунд увеличит и без того значительные габариты мотора. Другое дело — рядная компоновка: тут с установкой чудо-устройства все гораздо проще.

Есть еще один аргумент в пользу рядной «шестерки» — ее стоимость. Дело в том, что V8 — мотор не сбалансированный, и для снижения вибраций приходится устанавливать дополнительные балансирные валы. Они не только понижают КПД (часть энергии сгоревшего топлива тратится на вращение валов), но и повышают стоимость двигателя. А вот R6 является как раз наиболее сбалансированным от природы мотором, балансирные валы не нужны ему в принципе. Разумеется, конструкция мотора становится проще и дешевле.

Сбалансированность, относительная простота конструкции и невысокая стоимость производства стали главными аргументами в пользу рядной компоновки будущего мотора. Итак, с этим, вроде бы, понятно. Теперь пару слов о компании Liebherr.

По логике вещей мерседесовский мотор должен быть в приоритете для нового Камаза, но на конвейере оказался Либхер

Еще в 1973 году, за три года до запуска производства первых машин, немецкая компания Liebherr стала партнером СССР при проектировании отдельного производства КамАЗа — производства коробок передач. С тех пор сотрудничество с этим производителем почти не прекращалось и всегда было выгодным и конструктивным.

Хорошая репутация и не слишком большие запросы немецкого партнера позволили при выборе нового мотора рассматривать в виде основы двигатель Liebherr D946. Так что же за двигатель мы будем ждать от челнинцев?

Шесть в ряд: подробности о новом двигателе КАМАЗ Р6

Степень сжатия нового мотора — 18. Впрыск топлива — непосредственно в камеру сгорания, расположенную в поршне. При диаметре цилиндра 130 мм ход поршня составит 150 мм — такие моторы называют «длинноходными». Кстати, предыдущие моторы КАМАЗ-740 тоже были длинноходными — 120х130 мм. Изменение размера привело к сохранению почти такого же объема при уменьшении количества цилиндров.

В системе охлаждения нового ничего нет — обычное жидкостное с принудительной циркуляцией, объем составляет 20 литров. Система наддува и охлаждения наддувочного воздуха — газотурбинная, с одноступенчатым наддувом и теплообменником типа «воздух-воздух». Системы смазки — комбинированная, с шестеренным масляным насосом и водомасляным охладителем масла.

На данный момент топливная система, пожалуй, самая сложная для локализации вещь. На первый взгляд, тут тоже не так много нового: Common Rail с многоплунжерным насосом высокого давления. Но вот самые важные компоненты — пока импортные: ТНВД, форсунки, ЭБУ — все это осталось от Liebherr. Да и турбокомпрессор этой же фирмы. В общей сложности на долю иностранных поставщиков приходится около четверти позиций, остальное либо производят на КамАЗе, либо заказывают на отечественных специализированных предприятиях.

Вообще жесткости блока уделили особое внимание: дизель Liebherr D946 был тяжелым — его применяли большой частью в строительной технике и в качестве стационарного агрегата, поэтому ему пришлось снижать вес. Разумеется, жесткость от этого страдать не должна.

Новый мотор Р6 планируется устанавливать и на новый Камаз-Мерседес 5491

Р6 имеет индивидуальные чугунные головки блока, что упрощает возможный ремонт. Коренные и шатунные шейки коленвала проходят обработку токами высокой частоты. Верхнее компрессионное и маслосъемное кольца — с хром-алмазным покрытием, а нижнее компрессионное кольцо покрытия не имеет.

Конструкция масляного насоса не только позволяет максимально быстро подать масло к основным компонентам, но и обеспечивает внутреннюю рециркуляцию избыточного масла. Сам насос — шестеренного типа, односекционный, и располагается в масляном картере. Кстати, сам поддон может быть не только металлическим, но и пластиковым — работы по его внедрению в производство сейчас ведутся на КамАЗе.

На первом этапе производства планируется выпуск 12 тысяч моторов в год, при этом время сборки каждого мотора составит чуть больше 14 минут. На втором этапе годовое количество выпущенных моторов вырастет до 30 тысяч, при этом новый мотор будет выходить с конвейера каждые пять минут.

Ожидать старта серийного производства можно будет только в 2019 году.

Михаил Баландин

Развиваемая мощность — одна из основных характеристик двигателя, определяющая его пригодность для решения тех или иных задач. Двигатель внутреннего сгорания был создан больше века назад, и все эти годы конструкторы бьются над решением непростой задачи — увеличением мощности. На этом пути были созданы самые разные средства, но одним из самых простых и доступных из них был и остается турбокомпрессор.

Назначение турбокомпрессоров

При обычной работе дизельного двигателя топливно-воздушная смесь в камере сгорания образуется из того количества воздуха, что «самотеком» проникло в камеру сгорания при опускании поршня. Однако в этом случае топливо сгорает не полностью и отдает не всю запасенную в себе энергию, а поэтому двигатель не развивает ту мощность, что мог бы развить. Самое простое решение проблемы, которое приходит в голову — принудительно увеличить объем воздуха, поступающий в камеру сгорания. Как это сделать? С помощью турбокомпрессора.

Турбокомпрессор осуществляет наддув, то есть — под давлением нагнетает воздух в камеру сгорания, в результате чего топливно-воздушная смесь обогащается кислородом и сгорает лучше. А что подразумевается под словом «лучше»?

В первую очередь — полнее. Это значит, что единица объема топлива отдает больше энергии, позволяя двигателю развить большую мощность. На практике использование турбокомпрессоров на различных двигателях КамАЗ дает прирост мощности от 20% до 40%. А вся соль наддува в том, что увеличение мощности происходит без внесения изменений в конструкцию двигателя.

Из-за более полного сгорания топлива значительно снижается токсичность выхлопных газов, уменьшается их дымность (в том числе из-за сокращения количества твердых продуктов сгорания — сажи) и в целом повышается экологическая безопасность двигателя.

Установка турбокомпрессора на двигатель повышает расход топлива, однако в целом расход топлива для получения единицы мощности в этом двигателе меньше, чем в обычном. Да, если считать в абсолютных числах, то двигатель с наддувом потребляет больше топлива, но он и мощнее — обычный дизель такой же мощности менее экономичен. Так что лучше и экономичнее использовать турбокомпрессор, чем получать ту же мощность от обычного двигателя.

Устройство, работа и характеристики турбокомпрессора

Турбокомпрессоры для КамАЗов устроены на удивление просто. В сущности, в турбокомпрессоре объединено два самостоятельных устройства — газовая турбина и центробежный компрессор.

Газовая турбина состоит из корпуса (который метко прозвали «улиткой») и крыльчатки (турбинного колеса или ротора), имеющей лопасти особой формы. В турбину подаются выхлопные газы двигателя, которые, проходя через канал корпуса, с силой ударяют о лопасти колеса и через центральное отверстие выводятся в выхлопную систему.

Центробежный компрессор имеет такое же устройство — в корпусе-улитке находится компрессорное колесо с лопатками особой формы. Воздух поступает в компрессор через центральное отверстие и через диффузор выходит во впускной коллектор двигателя.

Колеса турбины и компрессора связаны валом через центральный корпус, и именно посредством вала крутящий момент от турбинного колеса передается компрессорному. Тем самым, энергия для работы турбокомпрессора извлекается из энергии отработанных газов.

Принцип работы турбокомпрессора очень прост. Отработанные газы поступают в турбину, где они, ударяясь о лопасти турбинного колеса, передают ему свою кинетическую энергию — во время работы колесо раскручивается до 75 000 оборотов в минуту! Турбинное колесо через вал передает крутящий момент компрессорному — оно, забирая атмосферный воздух, с силой отбрасывает его к стенкам корпуса, разгоняя до высоких скоростей. Этот воздух поступает в сужающийся диффузор, где сжимается и под большим давлением подается во впускной коллектор, а через него — в камеры сгорания.

Так как турбина постоянно работает под высокими тепловыми и механическими нагрузками, ее корпус изготавливается из особо прочных сплавов. А большая скорость вращения колес возможна только при хорошей смазке подшипников (в турбинах для КамАЗов используют подшипники скольжения) — для этой цели турбокомпрессор через маслопроводы подключается к системе смазки двигателя.

Нужно сказать, что в КамАЗах установлены двухрядные V-образные двигатели, для которых оказалось целесообразным применять два турбокомпрессора — по одной на каждый ряд. Применение двух маленьких турбокомпрессоров гораздо удобнее, экономически выгоднее и эффективнее, чем использование одного большого.

Интересно, что турбины на КамАЗы отличаются малыми размерами: диаметры крыльчаток не превышают 61 мм, а диаметры корпусов турбины и компрессора ненамного больше 220 мм. При этом один компрессор весит не более 7 кг. И использование таких небольших агрегатов позволяет резко поднять мощность двигателя!

Турбокомпрессор на КамАЗ: типы, производители, цены

Современный рынок предлагает достаточно широкий выбор турбокомпрессоров на автомобили КамАЗ, однако это не значит, что можно просто приобрести любой подходящий по цене агрегат — здесь все зависит от марки двигателя и, что очень важно, от его экологической нормы Евро.

В настоящее время на различных модификациях КамАЗ можно встретить двигатели четырех экологических классов — от «Евро 0» (только на старых моделях) до «Евро 3».

Класс «Евро 0» — это два двигателя:

— КамАЗ 740.10;
— КамАЗ 7403.

В продаже можно найти турбокомпрессоры только для различных модификаций двигателя КамАЗ 7403 — это хорошо зарекомендовавшие себя ТКР7Н-1. Но класс «Евро 0» постепенно вытесняется, поэтому совсем близко то время, когда таких турбокомпрессоров просто не будет.

Класс «Евро 1» — это два популярных двигателя:

— КамАЗ 740.11;
— КамАЗ 740.13.

Для этих двигателей представлено большое количество турбокомпрессоров, включая различные модификации ТКР7 и К27, а также зарубежные агрегаты CZ Strakonice (Чехия) и Schwitzer (Германия).

Класс «Евро 2» — один из самых распространенных, этому классу соответствует четыре двигателя:

— КамАЗ 740.31-240;
— КамАЗ 740.30-260;
— КамАЗ 740.50-360;
— КамАЗ 740.51-320.

Эти двигатели оснащаются уже озвученными выше турбокомпрессорами в модификациях «Евро 2».

Класс «Евро 3» — на сегодняшний день самый высокий класс двигателей КамАЗ, включает пять агрегатов:

— КамАЗ 740.60-360;
— КамАЗ 740.61-320;
— КамАЗ 740.62-280;
— КамАЗ 740.63-400;
— КамАЗ 740.37-400.

Турбокомпрессоров класса «Евро 3» пока не слишком много, они представлены моделями К27-ТИ и Schwitzer S2B.

Также на ряд моделей КамАЗов сейчас устанавливаются двигатели американской компании Cummins — для них предусмотрены свои модели турбокомпрессоров, отличающихся по конструкции и характеристикам от турбокомпрессоров двигателей КамАЗ.

Если говорить о производителях турбокомпрессоров для двигателей КамАЗ, то на сегодняшний день их не слишком много.

ОАО «КамАЗ». Завод выпускает «родные» для двигателей КамАЗ турбокомпрессоры ТКР7 различных модификаций (от «Евро 0» до «Евро 2»). Эти агрегаты отличаются доступной ценой.

НПО «Турботехника». Отечественное предприятие (город Протвино, Московская область), специализирующееся на производстве турбокомпрессоров. Изготавливает самые востребованные агрегаты ТКР-7 различных модификаций.

«ТУРБО ИНЖИНИРИНГ». Отечественный производитель турбокомпрессоров, предлагает популярные агрегаты К-27ТИ модификаций от «Евро 1» до «Евро 3».

ОАО «Борисовский Завод Агрегатов» (БЗА). Белорусское предприятие, среди прочего предлагающие турбокомпрессоры — аналоги ТКР7.

CZ Strakonice. Чешский завод из города Страконице, предлагающий популярные в нашей стране турбокомпрессоры — аналоги агрегатов К-27. При высоком качестве они несколько дороже отечественных турбокомпрессоров.

Borg Warner Turbosystems. Немецкий концерн, предлагающий качественные турбокомпрессоры под торговой маркой Schwitzer.

Нужно отметить, что все турбокомпрессоры для двигателей КамАЗ — парные. То есть каждый агрегат представлен в одной из двух модификаций — правой или левой. Это необходимо учитывать при покупке, так как установка турбокомпрессора на «чужой» ряд просто невозможна.

Неисправности турбокомпрессоров

Турбокомпрессор — агрегат очень простой и надежный и, казалось бы, ломаться в нем просто нечему. Однако это не так, существует множество типов неисправностей турбокомпрессоров, а все из-за тех колоссальных нагрузок, которые испытывает агрегат во время работы.

Одна из главных причин выхода из строя турбокомпрессоров — недостаточное поступление масла. Вал турбокомпрессора во время работы делает до 75 000 оборотов в минуту, и в случае недостатка масла подшипники, в которых вращается вал, могут выйти из строя за несколько минут. А незначительное смещение или биение вала могут привести к его разрушению, а также к серьезным поломкам колес турбины и компрессора, и полному выходу из строя всего агрегата.

Интересно, что именно недостаток масла чаще всего становится причиной поломок турбокомпрессоров. А все дело в том, что агрегат питается маслом от двигателя, поэтому он может выйти из строя даже при остановке двигателя, работающего на высоких оборотах. Ведь в этом случае вал турбины вращается на высокой скорости, а после глушения двигателя масло в турбокомпрессор перестает поступать, и вал вращается в «сухих» подшипниках (причем из-за колоссальной скорости вращение может продолжаться несколько минут). В большинстве случаев поломка подшипников вызвана именно несоблюдением элементарных правил эксплуатации дизеля с турбокомпрессором.

Также довольно часто турбокомпрессор выходит из строя при попадании в него посторонних предметов. Причем ротору, вращающемуся с огромной скоростью, для поломки не нужно камня — достаточно попадания незначительного осколка поршневого кольца или клапана. А повреждение ротора компрессора возможно даже при попадании в него куска резины или ткани — в этом случае лопатки обычно не ломаются, а гнутся, в результате чего резко ухудшаются характеристики турбокомпрессора.

Существуют и другие причины поломок турбокомпрессоров, однако в большинстве случаев решение проблемы одно — покупка нового агрегата. Но почему? Разве ремонт турбокомпрессора не будет дешевле? Нет, не будет. Точнее, сам ремонт потребует меньших затрат, чем покупка нового агрегата, но после ремонта турбокомпрессор «отходит» недолго, и скоро его все равно придется поменять.

Сложность ремонта турбокомпрессоров заключается опять же в тех нагрузках, которым он подвергается. Здесь необходима очень высокая точность во время установки и обработки деталей, а отклонения даже в микроны повлекут за собой быстрый выход из строя отремонтированного агрегата. Для такой работы нужно применение специализированного высокоточного оборудования и инструмента, поэтому оправдан только ремонт дорогих турбокомпрессоров. А так как турбокомпрессоры на КамАЗ отличаются невысокой ценой, то за их ремонт никто не берется — проще и выгоднее купить новый агрегат.

Еще в этом разделе

Новые моторы разработаны совместно с Liebherr

Александр Шаронов, фото КАМАЗ

Новые моторы разработаны совместно с Liebherr

«КАМАЗ» объявил о запуске конвейера по выпуску линейки шестицилиндровых рядных двигателей Р6. Производство организовано в партнерстве с Liebherr. Специалисты немецкой компании помогали с разработкой новых моторов: соответствующий контакт был подписан в 2014 году.

Новые двигатели буду устанавливаться на камские грузовики перспективного поколения К5. Начало их выпуска запланировано на 2019 год, так что рядные «шестерки» покажут себя в работе в лучшем случае через год-полтора.

В зависимости от модификации новый мотор будет развивать мощность от 400 до 700 лошадиных. Двигатель соответствует экологическому классу «Евро-5», со временем планируется довести его до требований «Евро-6». Межсервисный интервал составит 150 000 километров, ресурс мотора — 1 500 000.

Предполагается, что новый мотор «КАМАЗ-910.10» создан на базе Liebherr D946 объемом 11,95 литра, который выпускается два года. Внутри «КАМАЗа» проект по созданию новой серии ДВС носит имя «Тибет». В период с 2014 года российская компания построила новые цеха и установила оборудование для производства блоков и головок цилиндров. В декабре нынешнего года обработана первая деталь нового двигателя и на линию сборки заложены первые двигатели КАМАЗ 910.10.

В ближайшее время новая производственная площадка будет работать в режиме отладки. До конца 2017 года завод собирается собрать всего 7-10 моторов. Запуск промышленного выпуска запланирована на март 2018 года. Предполагаемая мощность новой линии — 12 000 силовых агрегатов в год. В рамках проекта на заводе двигателей «КАМАЗа» создано 150 новых рабочих мест. Но как минимум первое время часть компонентов, в частности топливную аппаратуру, будет поставлять Liebherr.

FILED UNDER : Разное

Submit a Comment

Must be required * marked fields.

:*
:*