Как модернизировать двигатель камаз

Модернизация двигателей КАМАЗ

В 2010 году «КАМАЗ» впервые представил новый V-образный двигатель мощностью 420 л.с., как очередной этап модернизации двигателей 740 серии путем увеличения их мощности, экономичности, совершенствования других характеристик. Это стало возможным за счёт применения топливной системы Common Rail и некоторых других инновационных разработок.

В русле современных требований
В проектировании, разработке и обновлении двигателей 740 серии приняли участие подразделение главного конструктора двигателей НТЦ «КАМАЗа», практически все подразделения завода и даже ряд всемирно известных зарубежных компаний: Bosch, Freudenberg, Federal Mogul, Borg Warner и другие.
Первоначальной задачей конструкторов была разработка двигателя новых габаритных размеров, поскольку взамен агрегатов квадратной формы было решено начать производство двигателей более эргономичной формы с диаметром цилиндра и ходом поршня 120х130 мм. Кроме того, вместо ставшей традиционной для КАМАЗов топливной системы с электронным управлением, которая давно и успешно применялась в двигателях класса Euro 3, для двигателей КАМАЗ 740.64-420 была адаптирована система питания Common Rail CRSN3 фирмы Bosch.

Топливная система Common Rail известна поочередным выполнением процесса впрыска и нагнетания топлива, что обеспечивает ряд преимуществ. Прежде всего, такое разделение процессов обеспечивает предельно точное дозирование цикловой подачи топлива для каждого режима работы двигателя, также это позволяет оптимально регулировать углы опережения впрыска в соответствии с нагрузкой, температурой и количеством оборотов двигателя.
Кроме того, сам впрыск топлива также производится последовательно. Форсунки с электронным управлением позволяют значительно эффективнее регулировать процесс сгорания посредством использования нескольких ступеней впрыскивания: пилотного, основного и дополнительного. Так, пилотный впрыск, осуществляемый на ранних углах опережения, значительно снижает шум; а дополнительный впрыск, осуществляемый в конце сгорания топлива, способствует уменьшению количества дыма отработанных газов.
В «сердце» системы Common Rail — многоплунжерный насос СР 3 звездообразной формы, приводимый в действие посредством распределительных шестерен. Он создает максимальное рабочее давление впрыскивания равное 1600 бар. В новых двигателях изменилось и местоположение блока управления подачей топлива: теперь он не в кабине, а на самом двигателе. Электронное управление, применяемое в системе Common Rail, обеспечивает точное соблюдение норм по выбросам вредных веществ, принятых для класса Euro 3, способствует экономии дизельного топлива, позволяет уменьшить выброс белого дыма во время прогрева, и значительно повышает эксплуатационные характеристики машины в целом.

Однако обновление двигателя КАМАЗ 740 серии на этом не закончились. Оно коснулось и других компонентов камского мотора. А именно:

• Блок топливных цилиндров теперь изготавливается из нового материала, которым стал чугун ЧВГ35 с вермикулярным графитом. За счёт этого улучшилась прочность главной детали корпуса и на 0,1-1,5 дБа уменьшился уровень шума работающего двигателя.
• Усовершенствовалась конструкция деталей цилиндропоршневой группы. Изменился как материал для их изготовления, так и технология нанесения хромо-алмазного покрытия на поршневые кольца. Вместе с тем, для повышения прочности коленчатый вал двигателей мощностью 400 л.с. теперь подвергается процедуре карбонитрирования. Данные изменения разработаны совместно с компанией Federal Mogul.
• Улучшились системы смазки и охлаждения: новый масляный теплообменник имеет ещё большую поверхность для теплообмена, а вентилятор системы охлаждения теперь оснащен электронным управлением. Также изменилась форма головок этого блока для более удобной установки инжекторов подачи топлива, и в соответствии со стандартом SAE1 стал использоваться монолитный картер маховика.

Принятые изменения, конечно же, отразились и на ресурсе двигателя, теперь он равен 1 млн. км. пробега. Увеличился и интервал между сервисными обслуживаниями: для I категории эксплуатации он стал достигать 30 тыс. км пробега.

В ближайшей перспективе намечено изготовление двигателей, соответствующих нормам стандарта Euro 4 с применением технологии Selective Catalytic Reduction на основе системы Bosch Denoxtronic-2. На данный момент уже имеются опытные образцы и подготовлены базовые модификации таких двигателей. Ими станут модели с 440, 420 и 400 л.с., предназначенные для магистральных тягачей, а также модели с мощностью от 320 до 360 л.с. для установки в тяжелые самосвалы и модели двигателей с 280 л.с. для транспортных грузовиков и шасси.

Технические показатели модифицированного двигателя КАМАЗ 740.64-420:
Тип расположения цилиндров: V-образный
Количество цилиндров: 8
Диаметр цилиндра и ход поршня, мм — 120х130
Рабочий объем двигателя, л: 11,76
Степень сжатия: 16,8
Мощность, л.с.: 420
Крутящий момент (max), Нм: 190
Расход топлива (min), г/л.с.ч.: 148
Масса двигателя, кг: 870
Ресурс двигателя, км. пробега: 1 000 000

Что дальше?
В 2010 году «КАМАЗ» завершил процедуру сертификации двигателей класса Euro-4 с системой наддува с турбокомпрессором (ТКР). Применение данной системы упрощает работу системы впуска, снижает количество используемых деталей, уменьшает расстояние от ТКР до глушителя, а также делает возможным использование технологии SCR.
На данный момент нейтрализация SCR является самой прогрессивной технологией, которая не только уменьшает расход топлива и, соответственно, стоимость обслуживания двигателя, но и является безопасной для окружающей среды. Опыт таких мировых производителей тяжелой грузовой техники, соответствующей классу Euro 4 и Euro 5, как Volvo, Mercedes-Benz, Renault, Iveco, DAF и других также подтверждает эффективность применения технологии SCR.
Кроме того, в ОАО «КАМАЗ» принята стратегия по достижению соответствия законодательным нормам дизельных двигателей классов Euro-4 и Euro-5. Данная стратегия основывается на применении системы подачи топлива Common Rail производства Bosch и технологии SCR для обработки отработанных газов. Применение этих систем оправдано не только с позиции производителя, но и с позиции будущих пользователей КАМАЗ с новыми двигателями, так как это обеспечит и снижение расхода топлива, и большую надежность, и увеличение ресурса двигателей.

Источник статьи: http://www.tgkonvent.ru/Tehnicheskaja_informacija/Prakticheskie_soveti/Modernizacija_dvigatelej_KAMAZ/

Модернизация двигателя V8

Двигатель КАМАЗ-740 — Куда ведет модернизация?

Легендарный 8-цилидровый V-образный двигатель КАМАЗ-740 — имеет очень богатую историю, которая не ограничивается моторным отсеком одних только камских грузовиков. Свое начало ещё в середине 60-х годов прошлого века двигатель получил на Ярославском моторном заводе.

С годами двигатель V8 модернизировался, его мощность выросла с 210 до 420 л. с, а экологический класс поднялся до «Евро-4/5».

Изначально являясь 8-цилиндровым V-образным 4-тактным дизелем с турбонаддувом и двумя клапанами на цилиндр, двигатель КАМАЗ-740 не изменился за 40 лет производства концептуально, но если сравнить моторы данного семейства выпуска 1976 и 2015 годов, то мы не найдем практически не одной общей детали.

Начнем с того, что у двигателя для лучшей отдачи вырос ход поршня, что сказалось и на увеличении рабочего объема с 10,85 до 11,75 литра. В корне изменена топливная система, где на место топливного насоса высокого давления с механическим приводом пришла система электронного впрыска топлива Common rail, поставляемая мировым лидером в производстве автоэлектроники — фирмой Bosch. Изменился и поставщик деталей цилиндропоршневой группы, коим стала всемирно известная компания Federal Mogul. Благодаря им внедрены технологии нанесения на поршневые кольца хромо-алмазного покрытия.

Также с целью повышения ресурса двигателей мощностью 400 л. с. и выше введен процесс карбонитрирования коленчатого вала. За счет применения нового материала для блока цилиндров — чугуна ЧВГ35 с вермикулярным графитом — повышены прочностные характеристики главной корпусной детали, попутно удалось уменьшить уровень шума работающего двигателя на 0,1-1,5 дБа. Изменили форму головок блока с учетом установки форсунок топливоподачи и применили цельнолитой картер маховика по стандарту SAE1, позволяющего применять КП ведущих мировых производителей (ZF, Allison и других).

Помимо увеличения мощности, крутящего момента и топливной экономичности модернизация позволила повысить экологические свойства двигателей семейства КАМАЗ-740 до цивилизованных показателей «Евро-4» и «Евро-5». И как это ни парадоксально, но именно стремление конструкторов к достижению экологических высот грозят камскому V8 бесперспективностью в будущем.

А дело в том, что ведущие европейские производители грузовиков уже практически отказались от использования высокопроизводительных двигателей V8 (сейчас их выпускает только шведская Scania) в пользу рядных 6-цилиндровых моторов и вот по какой причине. Высочайшие на сегодня экологические нормативы уровня «Евро-6» достигаются лишь благодаря громоздким вспомогательным системам, которые просто нереально разместить в имеющихся моторных отсеках, и уж тем более вкупе с V8.

Инженеры-технологи считают, что если для нейтрализации отработавших газов необходимо сочетание рециркуляции отработавших газов (EGR), впрыскивания водного раствора мочевины (SCR) в отработавшие газы и регенерируемого сажевого фильтра, то для повышения общего технического уровня двигателей нужны дополнительные системы по эффективному использованию тепла от сгорания топлива. Это не только сокращение потерь тепла, выбрасываемого с отработавшими газами, но также снижение потерь тепла в системах двигателя, на привод агрегатов и т. д. Их требуется дополнять, например, турбокомпаундом, то есть еще одной турбиной, которая через вязкостную муфту и понижающий редуктор будет подавать дополнительную мощность на коленвал, без топливных затрат и, соответственно, без увеличения объема выхлопных газов.

Мотористами уже просчитано, что очень сложно скомпоновать симметричную систему EGR от двух полублоков, дополнительную громоздкую турбину с редуктором на блоке V-образного мотора, не увеличив ширину и высоту двигателя. А на рядной «шестерке» турбокомпаунд легко монтируется сбоку, рядом с маховиком. Именно поэтому ведущие европейские автопроизводители отказываются от громоздких V8 в пользу рядных «шестерок».

Источник статьи: http://www.kamacentr.ru/dvigatel-v8.html

Дитя перестройки
Модернизация автомобилей КамАЗ первого поколения

В момент постановки на производство автомобили КамАЗ первого поколения считались самыми современными грузовиками в Советском Союзе, но прошло буквально несколько лет, и они перестали в полной мере отвечать возросшим требованиям эксплуатантов по производительности, надёжности, долговечности и т. д. Пришло время первой модернизации.

Фактически работы по модернизации первого семейства автомобилей КамАЗ начались в Набережных Челнах сразу после передачи конструкторской документации на Камский автозавод с Московского автозавода им. Лихачёва. Но официально проект модернизации грузовиков, направленный на повышение их эксплуатационных, эргономических и экологических качеств, при одновременном снижении их эксплуатационных затрат был запущен в 1984 г. в рамках «Программы создания новых и модернизированных автомобилей КамАЗ на период до 2000 г.».

Первые опытные образцы обновленных камских грузовиков вышли на заводские испытания в 1986 г. Сохранив общую преемственность с машинами первого поколения, они очень отличались от них внешне. Кабина осталась та же, но у неё была увеличена высота крыши почти на 10 см, благодаря чему удалось привести внутренние размеры кабины по высоте в соответствие с ужесточившимися нормативными требованиями.

В угоду новым требованиям было изменено положение фар – они из облицовки радиатора переместились ниже, в бампер. При этом фары и указатели поворотов стали другими, более современными.

Невозможно на модернизированных автомобилях не обратить внимания на аэродинамический обвес кабины: боковые обтекатели стали делать из пластика, над ветровым стеклом появился козырёк, а снизу на бампере – спойлер (устанавливался не на все опытные образцы). На первых опытных образцах модернизированных машин вообще было много пластика на кабинах. Из него сделали не только различные обтекатели и спойлеры, но и кузовные элементы: облицовку радиатора, крылья передних колёс, подножки кабины, законцовки переднего бампера, колпаки передних колёс. Пластмассовое оперение грузовиков тогда входило в моду, но наши эксплуатанты его не очень жаловали. Во-первых, из-за качества самого пластика; во-вторых, из-за дефицита запасных частей – найти новые пластмассовые детали для замены повреждённых было практически нереально. Поэтому в дальнейшем от большинства пластмассовых элементов на модернизированной кабине отказались.

Важное нововведение – цельное ветровое стекло кабины водителя (на серийных моделях оно состояло из двух половинок и было разделено перегородкой). Менее заметны для постороннего взгляда такие новшества, как усиление стоек ветрового стекла и задней стенки кабины для повышения долговечности кабины, были применены и новые замки дверей роторного типа.

Стремясь улучшить обитаемость и эргономичность кабины, конструкторы модернизировали панель приборов, установили новую комбинацию приборов, изменили плафоны освещения кабины, над ветровым стеклом разместили дополнительную полку, а на крыше новый, увеличенный в размерах вентиляционный люк, улучшили термошумоизоляцию кабины, применили тканевую обивку сидений и спального места; установили сферические зеркала заднего вида, а под пассажирским сиденьем разместили ящик для инструмента.

Серьёзным изменениям подверглась бортовая платформа грузовика – её размеры привели в соответствие с международными нормами, для возможности размещения стандартных европоддонов.

Большая работа была проведена по модернизации агрегатов автомобилей. На обновлённые грузовики предполагалось устанавливать модернизированные атмосферные (безнаддувные) дизели мощностью 220 л.с. (против 210 л.с. у машин первого поколения), а на некоторые модификации – дизельные моторы с турбонаддувом мощностью 240 л.с. Благодаря чему повышались динамические качества не только одиночных грузовиков, но и автопоездов в их составе. При этом декларировалось общее снижение расхода топлива, производимого мотором внешнего шума и увеличение межсервисного периода.

Стоит отметить внедрение на обновлённых автомобилях телескопического привода управления ТНВД вместо рычажного, что снизило усилия на педали управления подачи топлива, и установку пластиковой трубы воздухозаборника системы питания двигателя вместо металлической. В результате уменьшился пылевой износ двигателя за счёт уменьшения соединений в тракте чистого воздуха и снизилось сопротивление во впускном коллекторе.

В связи с возросшим крутящим моментом двигателей на машинах пришлось изменить конструкцию сцепления, вместо двухдискового сцепления с периферийными винтовыми пружинами (D=350 мм) на машинах с атмосферными дизелями установили однодисковое диафрагменное сцепление увеличенного размера (D=380 мм), а на машинах с турбонаддувом – двухдисковое диафрагменное сцепление тоже увеличенного размера.

Модернизацию коробок передач провели путём усиления синхронизаторов, увеличения ширины венцов шестерён, исключения промежуточного вала делителя. При этом на автомобили с турбонаддувным двигателем устанавливали коробку передач с двумя ускоряющими передачами. Одновременно снизили собственную массу коробок передач (где-то на 15 кг) за счёт специальных выборок на корпусе, без ущерба для его прочности.

Ведущие мосты модернизировали путём усиления подшипникового узла ведущей цилиндрической шестерни, применения биметаллических втулок сателлитов межколёсного дифференциалов и усиления подшипников межколёсных дифференциалов. Параллельно на машинах внедрили блокировку межосевого дифференциала. Кроме того, на автомобилях с турбонаддувными двигателями пришлось применять главные передачи увеличенной размерности.

В передней подвеске изменили длину рессор (1800 вместо 1500 мм), ввели однотрубные амортизаторы вместо двухтрубных и установили стабилизатор поперечной устойчивости. Задняя подвеска получила резинометаллические шарниры реактивных штанг, совмещённый кронштейн верхних реактивных штанг, и унифицированные рычаги нижних реактивных штанг. Некоторым изменениям подверглись гидроусилитель руля, рулевая колонка и тормозная система грузовиков.

На этом этапе конструкторы решили сохранить на грузовиках бездисковые колёса с продольно-разборными ободьями. Дисковые колёса на модернизированных КамАЗах появились значительно позже, и напрямую это не было связано с комплексом мер первой модернизации.

Главным достижением предпринятой модернизации являлось увеличение ресурса грузовиков до капитального ремонта с 350 до 500 тыс. км, а также возможность буксировки прицепов массой 17 т (ранее 12 т).

Обновлённые бортовые грузовики получили новую индексацию: КамАЗ-53205 (вместо КамАЗ-5320), бортовые грузовики с удлинённой колёсной базой – КамАЗ-53215 (вместо КамАЗ-53212); седельные тягачи – КамАЗ-54105 и КамАЗ-54115 ( вместо КамАЗ-5410 и КамАЗ-54112 соответственно).

Технические характеристики модернизированных автомобилей КамАЗ

КамАЗ-53205	КамАЗ-54105	КамАЗ-53215	КамАЗ-54115
Масса снаряжённого автомобиля, кг	7160	6730	8080	7080
Полная масса автомобиля, кг	15 385	14 980	19 305	19 305
Допустимая полная масса буксируемого прицепа, кг	17 000	19 100	14 000	27 000
Максимальная мощность двигателя, кВт (л.с.)	176 (240), 162 (220)	176 (240), 162 (220)	176 (240)	176 (240)
Максимальный крутящий момент двигателя, Н∙м	850, 680	850, 680	850	850
Контрольный расход топлива автомобиля (автопоезда) при скорости 60 км/ч, л/100 км	21,5	31	24	34
Ресурс до капитального ремонта, тыс. км	500	500	500	500
Наработка на отказ, тыс. км	25	25	25	25
Периодичность технического обслуживания (ТО-1/ ТО-2)	5,5/ 16,5	5,5/ 16,5	5,5/ 16,5	5,5/ 16,5

К 1989 г. конструкторские работы по модернизации камских грузовиков были практически закончены, и в 1990 г. машины вышли на Межведомственные испытания, по результатам которых они были рекомендованы к постановке на серийное производство. Изначально массовое производство обновлённых машин предполагалось наладить с 1991 г., но нестабильная экономическая и политическая ситуация в стране мало способствовала этому. Тем не менее даже в это нелёгкое время работы по запуску в производство модернизированного семейства на Камском автомобильном заводе не прекращались. Пусть с большим опозданием, во второй половине 90-х годов, модернизированные грузовики всё же добрались до конвейера, пусть и в несколько упрощённом виде. Правда, из всего задуманного семейства в производство удалось запустить только две модели – КамАЗ-53215 и КамАЗ-54115.

Источник статьи: http://www.gruzovikpress.ru/article/8741-modernizatsiya-avtomobiley-kamaz-pervogo-pokoleniya-ditya-perestroyki/