Рядные двигатели КАМАЗ для магистрального и тяжёлого семейств
На «КАМАЗе» продолжается работа над семейством шестицилиндровых рядных двигателей. Вслед за двигателем Р6 (КАМАЗ-910.10), предназначенного для магистрального тягача КАМАЗ-54901, создана новая модификация – для тяжёлых самосвалов.
«КАМАЗ» запустил в серийное производство флагман линейки К5 – магистральный тягач 54901. В конце мая стартовали продажи этого автомобиля. Следующим семейством линейки К5 станут тяжёлые самосвалы, для которых была разработана новая модификация двигателя Р6. Напомним, по проекту «Тибет» компания будет производить широкий модельный ряд двигателей КАМАЗ-910.10 стандарта «Евро-5» и «Евро-6» в диапазоне мощностей от 380 до 550 л.с.
Как отмечают инженеры компании, принципиальных отличий двигателей КАМАЗ-910.10 для тяжёлого и магистрального автомобиля К5 в части механизмов и систем нет: базовые узлы и механизмы двигателей Р6 магистрального и тяжелого семейства одни и те же. Одна из отличительных особенностей двигателей для тяжелых автомобилей связана с рабочим процессом. Так, с целью достижения требуемых тягово-динамических и экономических характеристик, с учетом характерных режимов работы тяжелого семейства автомобилей, уточнена калибровка рабочего процесса двигателя.
Кроме того, есть отличия в навесном оборудовании. Для отдельных комплектаций тяжёлых автомобилей (под бетоносмесители) предусмотрена дополнительная установка привода КОМ (коробка отбора мощности) для отбора мощности напрямую от двигателя. Также на некоторых комплектациях автомобилей предполагается установка насоса ГУР повышенной производительности (для многоосных автомобилей). Межсервисный интервал этих двигателей составляет 150 000 км. Для сравнения, интервал технического обслуживания двигателей Р6 для магистральных тягачей на текущий момент составляет 120 000 км (для I категории условий эксплуатации).
По словам специалистов Научно-технического центра компании, основные работы по двигателю Р6 можно считать завершёнными. В настоящее время проводятся адаптационные работы в составе собранных опытных образцов базовых комплектаций тяжелых автомобилей К5. Идёт настройка электронной системы управления, отработка взаимодействия с коробкой переключения передач. Эти работы планируется завершить до конца 2020 года. Запуск очередной модификации двигателя Р6 (для тяжёлых автомобилей) в серийное производство планируется в начале 2021 года.
В процессе разработки опытные образцы двигателей Р6 для тяжёлого семейства прошли полный комплекс испытаний. Наработка опытных образцов двигателей на стендах составила 40 000 часов, включая длительные испытания по эксплуатационным режимам, на безотказность и на термошок. Кроме того, двигатели прошли комплекс испытаний в составе опытных автомобилей – общая наработка двигателей Р6 (индекс 910.10) составила порядка 5 000 000 км.
Дальнейшие исследовательские работы по двигателю Р6 будут направлены на повышение его основных потребительских свойств, в числе которых топливная экономичность и экологическая безопасность. Кроме того, сейчас в компании ведутся работы по созданию газовой версии нового двигателя.
Источник статьи: http://kamaz.ru/press/releases/ryadnye_dvigateli_kamaz_dlya_magistralnogo_i_tyazhyelogo_semeystv/
Новые турбодизели КАМАЗа: перспективный ряд
Это обычная для КАМАЗа практика — дать зарубежному партнеру техзадание и совместно с ним разрабатывать новый узел или агрегат.
Что-то подобное было в начале 70‑х годов прошлого века — в период строительства Камского автозавода, когда дизель для челнинских грузовиков разрабатывал Ярославский моторный завод.
Сейчас работают над КАМАЗом нового поколения, и очень важно получить современный дизель, удовлетворяющий требованиям норм Евро‑5, а в перспективе — и Евро‑6.
P5ZV7385_новый размер
Но ведь в Челнах готовят к производству свои двигатели уровня Евро‑5 — традиционные V‑образные «восьмерки» КАМАЗ‑740.735–400 и КАМАЗ‑750.10–400. Зачем же тратить лишние деньги и время, разрабатывать рядный шестицилиндровый мотор — только ради того, чтобы он был?
Дело в том, что давние приверженцы V‑образных дизелей для грузовиков Mercedes-Benz и Scania тоже неспроста планируют сворачивать их производство в пользу рядных «шестерок». Это связано в первую очередь с особенностями компоновки двигателей уровня Евро‑6 и выше. Для нейтрализации отработавших газов, для оптимизации настроек электронно-управляемых топливных систем дизелей будет недостаточно сочетания рециркуляции отработавших газов (EGR), впрыска водного раствора мочевины (SCR) и регенерируемого сажевого фильтра. Специалисты сходятся во мнении, что эти системы придется дополнять турбокомпаундом. То есть установкой еще одной турбины, которая через вязкостную муфту и понижающий редуктор дополнительно, причем без затрат топлива, подкручивает коленвал. Дармовая мощность позволяет без особых проблем придушить двигатель в угоду экологии.
Шведы и немцы из фирмы Daimler говорят, что очень сложно скомпоновать дополнительную громоздкую турбину с редуктором на блоке V‑образного мотора, не увеличив ширину и высоту двигателя. А на рядной «шестерке» турбокомпаунд легко монтируется сбоку блока, рядом с маховиком.
Именно необходимость иметь свой перспективный рядный шестицилиндровый дизель заставила ОАО «КамАЗ» тратить деньги на разработку нового мотора. При выборе партнера в первую очередь обратились к фирме AVL List, но австрийцы просили на работу пять лет. А Liebherr обещал управиться за три года. Видимо, сошлись и в цене.
НОВАЯ РАЗМЕРНОСТЬ
Компания Liebherr знаменита не только холодильниками и подъемными кранами: с 1984 года она выпускает и дизели, которые стали устанавливать на краны, экскаваторы и бульдозеры марки Liebherr. К тому времени в Челнах уже восемь лет как выпускали V‑образную «восьмерку» КАМАЗ‑740…
Новый мотор КАМАЗа будут строить на основе 12‑литрового дизеля Liebherr D946, который стоит на конвейере всего два года и используется только на строительной технике, но не на автомобилях. И одна из главных составляющих адаптации этих моторов к челнинским грузовикам — уменьшение массы и габаритов.
Конструктивно Liebherr D946 схож со многими рядными дизелями: у него чугунный блок, мокрые гильзы (это традиционно для любых дизелей Liebherr), распредвал находится в блоке, привод клапанов — штангами, шестерни ГРМ и насосов — со стороны маховика. Точный рабочий объем 11,95 литра, размерность 130×150 мм, то есть КАМАЗ отходит от привычного диаметра поршня 120 мм.
Часто говорят, что современный 11-13-литровый дизель должен быть короткоходным. На самом деле и среди легковых дизелей можно по пальцам пересчитать даже «квадратные» моторы, а уж тем более с «коротким ходом».
У больших дизелей для повышения механического КПД тем более выгодно уменьшать обороты максимальной мощности — короткоходность не нужна.
У дизеля КАМАЗ‑910.10.550 должен быть очень хороший показатель удельной литровой мощности — 33,75 кВт/л и, что важно, удельный эффективный расход топлива — 183 г/кВт·ч.
Оказывается Liebherr, как Scania и Mercedes-Benz, даже сейчас применяет раздельные головки блока. Раньше считалось, что уже при соответствии нормам Евро‑5 у двигателей с раздельными головками из-за увеличения давления в цилиндрах поплывет геометрия блока.
Однако у Скании этого не произошло и на моторах уровня Евро‑6, поскольку силовой каркас блока изначально был рассчитан на давление в камере сгорания до 200 бар. У дизеля Liebherr головки чугунные, а не алюминиевые, поэтому здесь маловероятно возникновение термических трещин в зоне перемычки седел клапанов. Крепление головки надежное — шестью болтами, у мотора D946 четыре клапана на цилиндр.
Главное достоинство раздельных головок: они удобнее в ремонте и надежнее — ведь нереально, чтобы сразу пробило все шесть прокладок. Да и каждая прокладка значительно дешевле, чем единая под общую головку.
Раздельные головки дешевле и в производстве — КАМАЗу не придется серьезно перестраивать обрабатывающие линии. Совокупность подобных «мелочей» неизбежно сказывается на конечной цене мотора.
Обычно корпус крышек коренных подшипников выполнен в единой отливке. Такое конструктивное решение называют «рамой», или bedplate. К блоку «рама» крепится не только силовыми шпильками, но и «мелкими» болтами по периметру этих двух деталей; при этом отказываются от поперечных болтов, традиционно крепящих коренные крышки у многих дизелей. Но у дизеля Liebherr D946 ничего подобного нет. Возможно, позже у серийного дизеля КАМАЗ‑910.10 появится и «рама» коренных подшипников, и общая для шести цилиндров головка. Возможно, единую головку блока оснастят механизмом изменения фаз газораспределения.
Кстати, большое внимание обращают на ремонтопригодность мотора: кроме мокрых гильз, удобных при ремонте, будут введены и ремонтные размеры шеек коленвала. Это при том, что вал может быть и практически вечным. Например, азотированным, то есть с очень твердой поверхностью (но без «ремонтов»). Или же поверхность шеек будет подвергаться двойному упрочнению ТВЧ — такой вал можно перешлифовывать.
P5ZV7378_новый размер
Вкладыши из свинцовистой бронзы будут иметь дополнительный антифрикционный износостойкий слой (PVD-покрытие), который нанесут ионно-вакуумным напылением. Причем такие подшипники скольжения изготовят на Димитровградском заводе вкладышей, который недавно приобрела компания Federal-Mogul.
На основе нового мотора КАМАЗ‑910.10 будут созданы различные модификации — мощностью 380, 400, 450, 500 и 550 л. с. при 1900 об/мин. Крутящий момент — от 1700 до 2540 Н·м, с полкой в диапазоне 1100–1400 об/мин.
В Европе, а тем более в России, наиболее востребован мощностной диапазон 440–480 л. с. — и на машинах для магистральных перевозок, и на грузовиках строительного назначения, вплоть до четырехосников.
Покрытие поршневых колец — хромоалмазное, износостойкое. Ожидаемый ресурс до капремонта — около полутора миллионов километров. Периодичность замены масла — 150 000 км. Да, именно 150 000 — это не опечатка. Для современных дизельных моторов объемом 11–13 литров производители декларируют как раз такую периодичность. Но это при благоприятных условиях эксплуатации — в Европе (хотя там тоже наблюдаются огромные температурные перепады, все же территория — от Норвегии до Испании), на магистральных перевозках (не для самосвалов и не на гонках по бездорожью), на синтетических маслах премиум-класса, с нормальными фильтрами. Сейчас европейские производители грузовиков в основном устанавливают замену в 90–120 тысяч, но часто говорят именно о 150 тыс. км.
Топливная аппаратура (разработка Liebherr) — Common Rail. В зависимости от эконорм, давление впрыска будет достигать 1500 бар и выше. Есть система SCR (для версии под Евро‑5), а для достижения уровня Евро‑6 придется применить рециркуляцию отработавших газов (EGR), причем с сажевым фильтром.
КОГДА?
Первая партия моторов планируется к выпуску во втором полугодии 2017 года. Сразу же будут налаживать собственные литье, ковку, мехобработку. В дальнейшем планируется практически 100‑процентная локализация двигателя КАМАЗ‑910.10 — в отличие от производимого в Набережных Челнах дизеля Cummins ISBe, который, похоже, никогда не станет полностью российским.
Источник статьи: http://www.zr.ru/content/articles/804952-novye-turbodizeli-kamaza-perspektivnyj-ryad/
КамАЗ с двигателем ЯМЗ-238 и КПП ЯМЗ-236: Преимущества и недостатки
Установить двигатель ЯМЗ-238 на КамАЗ, в наше время не проблема. Однако, жители республик Кавказа по какой то причине не очень любят ставить данный мотор на свои грузовики. Это вызывало у меня недоумение и поэтому, я решил разобраться в данном вопросе более тщательно.
Моторесурс и тяга двигателя ЯМЗ-238, превосходят аналогичные показатели у родного КамАЗовского мотора. Расход топлива при пустом кузове у двигателя ЯМЗ несколько больше, но не смертельно.
Ради интереса, узнавал в налоговой инспекции и оказалось, что по нормам расхода топлива у пустого автомобиля, МАЗовский двигатель на КамАЗе превышает расход топлива родного мотора на три литра. Однако, расход на груженом грузовике практически одинаков.
Многие организации брали новый КамАЗ и он ходил до первого серьезного ремонта, а затем грузовик гнали в автосервис и ставили на него двигатель ЯМЗ-238. Некоторые же модели КамАЗа, сходили уже с завода с Ярославским мотором.
Самое странное в том, что двигатель ЯМЗ-238 на КамАЗе устраивал всех, но только не водителей из республик Кавказа. Там продолжали возить «страшные» грузы на родном КамАЗовском моторе и ремонтировали его раз в полгода или год. Этот факт не укладывался у меня в голове и хотелось понять причину подобной привязанности к родному мотору.
Сам ставил на КамАЗ двигатель ЯМЗ-238 и проездил на нем около 2-х лет. Правда, после перестановки мотора, получилось немного неудачное передаточное число мостов. Редуктора стояли на 48 зубьев, а передаточное число было 5,94.
На этих мостах КамАЗ-5410 с полуприцепом ОДАЗ-9370, бежал очень даже шустро. Если в кузове лежало около 10 тонн, то он практически не отставал от Супера и мне это нравилось.
При нагрузке 20-25 тонн, двигатель уже надо было порядочно крутить для перехода на 5-ую передачу КПП ЯМЗ-236. Трогаться же с такой нагрузкой и при таком наборе трансмиссии, нужно было очень мягко, иначе грузовик начинал подпрыгивать, даже при включении 1-ой передачи.
Подъем в гору груженого автомобиля на 12% уклонах, был возможен только на 1-ой передаче, а некоторые подъемы, машина преодолевала практически на пределе своих возможностей. Будь подъем еще чуть чуть круче и двигатель наверняка бы не вытянул и заглох не справившись с повышенной нагрузкой. Как трогаться в таком случае, было вообще не понятно.
Поэтому, когда на моем КамАЗе полетел редуктор на 48 зубьев, то я не стал его восстанавливать, а перебрал на 49 зубьев с передаточным отношением 6,53.
С такими редукторами, порядочно прибавилось шума при езде, но зато при 20-ти тонной нагрузке, стало возможно трогаться со 2-ой передачи и уже не требовалось выкручивать двигатель при переключении с 4-ой передачи на 5-ю.
Машина стала гораздо легче преодолевать подъемы, но о спокойной езде за Супером пришлось забыть. Замена редукторов сильно сказалась на скорости и это очень хорошо чувствовалось. Правда, стало возможно возить на грузовике уже до 30 тонн, но такая нагрузка была предельной для текущей комплектации трансмиссии.
Вот теперь, становится понятно, почему южане не жалуют КамАЗы с двигателем ЯМЗ-238. Дело в том, что весь Арбузтранс возит по 40-50 тонн и на основании опыта, водители грузовиков пришли к тому, что с мотором ЯМЗ-238 и КПП ЯМЗ-236 по горам с перегрузом попросту не проехать.
Сказать, что на ЯМЗ-238 нельзя поставить КамАЗовскую КПП нельзя, т.к. по равнинной местности такая комплектация вполне себе ходит. Видимо, проблема в том, что слабая коробка КамАЗ при сильном моторе долго не живет.
Родная КПП КамАЗ рассчитана под крутящий момент 85 кгм, а не на 90 кгм, которые выдает ЯМЗ-238. Только современные КамАЗовские коробки, способны выдерживать крутящий момент в 120 кгм и более, но в них применяются уже более грузоподъемные конические подшипники в валах.
К слову, КПП ЯМЗ-236 в горных условиях долго не живет даже на КрАЗах, т.к. гнутся и ломаются зубья на 1-ой передаче.
Чтобы вникнуть в проблему, решил пойти другим путем. Однажды, я увидел как токарь осматривал новый для него токарный станок. Сначала, он осмотрел органы управления, а затем углубился в изучение таблиц скоростей шпинделя и подач. Делал он это для того, чтобы понять, чем этот станок лучше его старого.
На основании таблиц, он мог прикинуть какие скорости можно использовать, какие резьбы нарезать и как за счет новых возможностей станка, оптимизировать текущие производственные операции.
Таким образом, чтобы наглядно показать преимущества и недостатки установки двигателя ЯМЗ-238 на КамАЗ, использую таблицы. Следует иметь ввиду, что жители Кавказа любят ставить на свои грузовики шины 280R-508.
Соответственно, когда ставится резина увеличенного размера, то автоматически увеличивается грузоподъемность машины. Также, ставятся усиленные рессоры.
Горные условия требуют и соответствующего редуктора, поэтому редуктор с 49 зубьями и передаточным числом 6,53 — это лучший вариант. Исходя из таких вводных данных, можно составить таблицу:
Теперь, посчитаем таблицу скоростей, заменив на КамАЗе двигатель на ЯМЗ-238 и КПП на ЯМЗ-236.
Посмотрим, как изменятся скоростные характеристики машины.
Как видно из таблиц, установка двигателя ЯМЗ-238 и КПП ЯМЗ-236, увеличивает максимальную скорость с 88,18 км/ч до 90,91 км/ч. Учитывая же возросший крутящий момент, становится понятно, почему на максимальных скоростях, модернизированный КамАЗ легко оставляет за собой КамАЗ в стандартной комплектации. Грузовик с двигателем ЯМЗ-238, становится на высоких скоростях более динамичным.
Теперь, посмотрим как будут вести себя машины в разных комплектациях в условиях горной местности и влажных полевых условиях.
Минимальная скорость движения стандартного КамАЗа равна 2,19 км/ч, а вот скорость его модернизированной версии будет уже 2,7 км/ч. Разделив 2,7 км/ч на 2,19 км/ч, мы получим результат равный 1,23. Таким образом, тронуться и разогнаться нужно в первом случае до 2,19 км/ч, а во втором до 2,7 км/ч, т.е. на 23% больше.
Если взглянуть на скоростные характеристики двигателя КамАЗ-740, то мы увидим следующее:
Согласно графику, при 1100 об/мин коленчатого вала, двигатель выдает 58 кгм крутящего момента. Исходя из этого, посчитаем силу тяги автомобиля КамАЗ: 58*7,82*6,53/0,491=6,032 тонн.
Теперь, посмотрим на скоростные характеристики двигателя ЯМЗ-238:
Как видно из графика, при 1000 об/мин двигатель выдает 82 кг/м крутящего момента. Посчитаем силу тяги, которую реализует машина: 82*5,2*6,53/0,491=5,670 тонн.
Исходя из таких расчетов, стало видно, что сила тяги с двигателем КамАЗ-740 и КПП КамАЗ 154 будет больше, чем с двигателем ЯМЗ-238 и КПП ЯМЗ-236 на 6,032-5,670=0,362 тонны. Разница на первый взгляд не большая, но следует учесть, что тронуться и разогнаться в первом случае нужно до 6 км/ч, а во втором случае до 5,5 км/ч.
Таким образом, более мощный двигатель не дает практически никаких преимуществ при его использовании в тяжелых и горных дорожных условиях. К тому же, диапазон передаточных чисел КПП ЯМЗ-236, гораздо уже диапазона у КПП КамАЗ и МАЗовский двигатель кушает на 3 литра больше, чем КамАЗовский.
Выходом из данной ситуации, могла бы стать многоступенчатая КПП, например ZF-9. Она бы позволила наиболее полно реализовать мощность МАЗовского двигателя.
Однако, современные двигатели КамАЗ, которые имеют мощность в 260 л.с. и моторесурс в 500 тыс. км, значительно превосходят устаревший двигатель ЯМЗ-238 и поэтому, ставить его на грузовик не имеет смысла.
Также, нужно учитывать и то, что ремонтировать КамАЗы на Кавказе научились очень хорошо и менять проверенные агрегаты на что то другое, местные умельцы не считают нужным.
Наконец, еще одним аргументом против двигателя ЯМЗ-238 на КамАЗе, можно считать моторы Cummins, мощностью 285 л.с. При расходе топлива на 5 литров меньше и применении КПП ZF-9, новый КамАЗ с нагрузкой в 60 тонн, работает довольно уверенно и на 300 тыс. км пробега ему двигателя хватает.
Источник статьи: http://capfa.ru/1360-kamaz-s-dvigatelem-yamz-238-i-kpp-yamz-236-preimuschestva-i-nedostatki.html
