Автобусный дизель Cat 3116

Компания Caterpillar поставляет в нашу страну дизели для установки на автобусы и грузовые автомобили с 1994 г. Больше 1 000 автобусов с двигателем Cat 3116 успешно работают во многих городах России, а некоторые из них прошли 600 тыс. км без какого-либо ремонта. Только в 2001 г. свыше 500 автобусов ЛиАЗ-5256 были оснащены этим мотором.

Cat 3116

Шестицилиндровый рядный дизель 3116 рабочим объемом 6,6 л был выбран из гаммы двигателей компании Caterpillar для установки на российские автобусы как мотор, уже на стадии проектирования рассчитанный на особо тяжелые условия работы. Кстати, создавался он по заказу и при участии специалистов концерна General Motors для грузовиков и автобусов крупнейшего автостроителя мира. Под особо тяжелыми условиями подразумевалась продолжительная работа с максимальной нагрузкой в «рваном» режиме городского движения, когда частые остановки автобуса сопровождаются быстрым набором скорости. При этом тепловой режим двигателя постоянно является напряженным.

К важнейшим требованиям, поставленным перед конструкторами, можно отнести достижение максимальной эластичности (или приспособляемости), когда максимум крутящего момента достигается на малых и средних оборотах коленвала, в сочетании с минимальными массой двигателя и объемом его технического обслуживания. Долговечность дизеля до капитального ремонта должна была составлять не менее 900 тыс. км при установке его на грузовой автомобиль средней грузоподъемности или автобус.

Следящие ролики толкателя

Основные детали мотора носят явный отпечаток перечисленных требований. Блок цилиндров представляет собой очень прочную конструкцию, отлитую из легированного чугуна. Удлиненная нижняя часть картера, а также увеличенная толщина поперечных перемычек, передней и задней стенок обеспечивают длительную работу при перегреве без какой-либо деформации. Коленчатый вал из кованой стали с индивидуальной закалкой отличает значительно больший, чем у многих дизелей-конкурентов, диаметр коренных опор, что снизило износ и повысило надежность мотора, а также и его долговечность.

Cat 3116 комплектуют компактными насос-форсунками, изготовленными с высокой точностью. Отсутствие наружных топливопроводов высокого давления повысило надежность дизеля и точность регулирования режима и дозы впрыскивания топлива.

Форсунки размещаются в специальных латунных втулках, которые изолируют их от выхлопных газов и охлаждающей жидкости. Это решение также повышает долговечность мотора и облегчает его обслуживание.
Охлажденные маслом поршни снабжены эксцентричной выточкой, изготавливают их из алюминия. Они разработаны специально для тяжелых условий эксплуатации и комплектуются тремя кольцами, из которых два компрессионные и одно маслосъемное.

форсунка

Более мощные модификации дизеля (250 и даже 275 л.с.) снабжаются поршнями, состоящими из двух частей. Верхняя часть (или днище) изготавливается из кованой стали, а юбка отливается из алюминиевого сплава. Прочность такого комбинированного поршня выше, а его конструкция полностью исключает возможность появления трещин на закраинах, иногда возникающих на алюминиевых поршнях при высоких внутренних температурах, сопровождающих особо тяжелые режимы эксплуатации автомобиля.

На моторе применяют шатуны из кованой стали со скошенной верхней частью. Увеличенные контактные поверхности подшипников скольжения способствуют повышению долговечности, поскольку снижают износ. Замену шатунов производят через снятую головку дизеля.

В газораспределительном механизме дизеля конструкторы применили следящие ролики, которые обкатывают кулачки распредвала, снижая трение, износ и повышая экономичность. Расположение распредвала в средней части блока цилиндров позволило укоротить штанги привода клапанов, уменьшить инерционные нагрузки механизма. В результате даже на больших оборотах время открытия и закрытия клапанов соблюдается точно. Боковые крышки обеспечивают легкий доступ к следящим роликам, осмотр кулачков и замену штанг без демонтажа распредвала.

Поршни для тяжелых рабочих режимов

Малая масса дизеля модели 3116, составляющая всего 540 кг, является дополнительным его достоинством с точки зрения размещения мотора в задней части автобуса. Диапазон возможных исполнений по мощности выглядит следующим образом: 170, 185, 200, 215, 230, 250 и 275 л.с. Двигатель, выпускаемый на бельгийском моторном заводе компании, отлично зарекомендовал себя на автобусах, эксплуатирующихся в Москве, Московской обл., Санкт-Петербурге, Перми, Тольятти, Сургуте и Ульяновске.

Дальнейшее развитие конструкции мотора связано с требованиями норм Euro-3, что недостижимо, с точки зрения специалистов компании, без электронного управления впрыском. Недалек тот день, когда дизель 3116 уступит место на конвейере двигателю модели Cat 3126В, также рекомендованному к установке на российские автобусы. Новый дизель будет поставляться с диапазоном по мощности от 175 до 330 л.с. и по максимальному крутящему моменту от 569 до 1 166 Нм.

Шатуны

Рабочий объем нового мотора увеличен до 7,2 л. Его 32-битовый электронный модуль и 24 МГц процессор в составе электрогидравлической системы управления дизелем, включающей взаимодействие с АБС, системой управления гидромеханической трансмиссией и тормозом-замедлителем, облегчают проведение диагностики, тем самым, сокращая время, отводимое на техническое обслуживание и ремонт силового агрегата. Поставки первых партий дизелей Cat 3126 планируются уже в 2002 г.

То обстоятельство, что ЛиАЗу потребовалось четыре года на адаптацию зарубежного дизеля к своему автобусу, наводит на мысль, что Caterpillar оставил российского покупателя без инженерной поддержки. Если и Cat 3126 будет приспосабливаться к автобусу столько времени, то как бы и он не оказался устаревшим...