Новые дизели КамАЗа

С 2001 г. все грузовики, сходящие с конвейеров ОАО «КАМАЗ», оснащаются дизелями, отвечающими нормам Euro-1 или Euro-2. Для этого нужно было создать семейство новых дизелей, кардинально отличающихся от прежних.

Автотранспортники знают, что дизели, производимые на КамАЗе и разработанные в 60-е годы на ЯМЗ, в последние годы стали одной из главных «болячек» камских автомобилей. Недоработанная конструкция, низкая культура производства, плохое качество комплектующих и самой сборки – причины крайне низкой надежности, недостаточной долговечности, а в итоге высокой стоимости эксплуатации оснащенных ими машин. Пожар, уничтоживший в 1993 г. моторный завод, привел к нарушению многих технологических процессов, сказался на качестве дизелей, выпуск которых продолжался на других, не предназначенных для этого производственных площадях.

Чтобы восстановить утерянное и даже поднять двигателестроение на должный уровень, ОАО «КАМАЗ» в соответствии с межправительственным соглашением между Россией и Японией получило целевой кредит на закупку нового оборудования. К сожалению, кризис 1998 г. «заморозил» выполнение этого контракта до 2002 г.

Лишь теперь, весной 2003 г. можно говорить о ясных перспективах моторного завода в Набережных Челнах: 48 станкостроительных фирм из 12 стран мира изготовили для КамАЗа более 140 единиц оборудования и приборов для обработки и контроля деталей двигателя. Важно отметить, что большую часть закупленного оборудования составляют высокоскоростные и высокопроизводительные станки, обеспечивающие большую гибкость производству за счет числового программного управления. Особое место среди них занимают обрабатывающие центры.

Новое оборудование изменило привычную технологию. Особенно заметно это для таких важнейших частей, как блок цилиндров, коленчатый вал, шатуны, поршни, гильзы цилиндров, корпусные детали. У предприятия появилась возможность выйти на современный уровень производства. Стоило ли изготавливать по-новому устаревшие моторы?

Команда главного конструктора ОАО «КАМАЗ» Наиля Гатауллина понимала, насколько серьезная задача стоит перед ней. Помимо мобилизации всех заводских ресурсов для исследовательских и доводочных работ к разработке новых двигателей привлекли лаборатории АО «ЯЗДА» (Ярославль), АО «Теплообменник» (Нижний Новгород), АО «Сатурн» (Омск), АО «Мотор-деталь» (Кострома) и другие, имеющие высочайший уровень оснащения исследовательской техникой.

Первым начал выпускаться турбонаддувный дизель Euro-1 модели 740.11-240 номинальной мощностью 240 л.с., развиваемых при 2 200 мин^-1, и с максимальным крутящим моментом 85 кгс.м. На нем установили новую топливную аппаратуру с повышенной энергией впрыска, а камеру сгорания сместили от оси поршня на 5 мм. Мотор получил новые головки цилиндров со сниженным вихревым движением воздушного заряда и с уменьшенными гидравлическими потерями каналов. Новый распределительный вал с измененными профилями кулачков задал оптимальные фазы газораспределения.

Модернизирована и система смазки. Благодаря чему износ деталей основных трущихся пар двигателя снизился в 2 – 4 раза, а охлаждение поршней струей масла обеспечило существенное снижение температуры поршня в зоне камеры сгорания. Соответственно потребовалось изменить конструкцию блока цилиндров и установить новый односекционный масляный насос большей производительности, а также совмещенный фильтр с полно- и частично поточными элементами, отсеивающими частицы размером соответственно более 40 и 5 мкм, а также водомасляный теплообменник. Появились также форсунки для охлаждения поршней.

На двигателе 740.11-240 впервые появился вязкостный силиконовый гаситель крутильных колебаний. Он позволил более чем втрое уменьшить максимальный угол закрутки носка коленчатого вала, обеспечив тем самым его длительную работу без поломок. Чтобы снизить расход масла на угар до уровня, не превышающего 0,3% от расхода топлива, установили новый комплект поршневых колец, состоящий из двух компрессионных и одного маслосъемного.

Двигатель 740.11-240 стал основой для разработки более мощного 260-сильного дизеля 740.11-260 (также Euro-1) с максимальным крутящим 95 кгс.м. Его ресурс до капитального ремонта нужно было увеличить до 600 тыс. км. Для этого внесли изменения в конструкцию, что, впрочем, ненамного повысило стоимость дизеля.

«Двести шестидесятый» получил усиленный блок с отлитыми заодно с ним направляющими толкателей. В нем были оптимизированы потоки охлаждающей жидкости для выравнивания температурного состояния гильз и головок разных цилиндров. Кроме того, он получил коленчатый вал с прямыми маслоканалами без грязесборников, существенно увеличивших усталостную прочность. Использование молибденированных гильз цилиндров исключает возможность образования трещин и разрушения гильз в эксплуатации. На мотор устанавливаются поршневые кольца «Гетце», позволившие снизить расход масла на угар до уровня, не превышающего 0,2% от расхода топлива.

До 260 л.с. двигатель 740.11 форсировали без установки интеркулера, а только за счет более эффективного турбокомпрессора. В настоящее время их подготовка к производству находится в завершающей стадии, а пока на моторы устанавливают аналогичные по параметрам американские турбокомпрессоры «Швитцер».

В настоящее время выпуск двигателей Euro-2 не превышает 10% от общего объема производства моторов. Уже в ближайшее время эта цифра возрастет до 50%, и уже в будущем году КамАЗ планирует полностью перейти на такие моторы.

Семейство дизелей Euro-2 насчитывает шесть моделей мощностью от 260 до 360 л.с. В первую очередь, это новый 740.30-260 (260 л.с. при 2 200 мин^-1; максимальный крутящий момент 110 кгс.м при 1 200 – 1 400 мин^-1) и его автобусная версия с аналогичными выходными параметрами.

Новейшими моделями являются дизели с размерностью цилиндра 120х130 мм (вместо традиционной 120х120 мм) и, соответственно, увеличенным до 11,76 л рабочим объемом. Их обозначения: 740.50-360 (360 л.с.); 740.51-320 (320 л.с.); 740.52-290 (290 л.с.) и 740.55-260 (260 л.с.). Эти моторы несут в себе новые конструктивные решения, выравнивающие их технический уровень с современными зарубежными аналогами. Прежде всего, давление впрыска топлива повышено до 1 000 кгс/см² вместо 800. На двигатели устанавливают компрессоры ТКГ-7С собственной разработки, имеющие двухзаходный импульсный корпус турбины. Их эффективный КПД составляет более 50%. Все дизели оснащены системой охлаждения наддувочного воздуха (интеркулером). Ее теплообменник «воздух – воздух» установлен перед радиатором системы охлаждения дизеля.

Для обеспечения надежности и долговечности двигателей все их узлы и агрегаты подверглись пересмотру. В системе охлаждения появился более надежный водяной насос с приводом от поликлинового ремня. Дизели получили девятилопастной пластмассовый вентилятор и электромагнитную муфту его привода.

Значительно увеличена жесткость и прочность блока цилиндров, имеющего иную схему циркуляции охлаждающей жидкости. Этот блок также имеет литые направляющие толкателей. Маслоканалы в нем увеличенного диаметра. Кроме того, крышки коренных подшипников центрируются горизонтальными штифтами. Для повышения ходимости дизеля до 800 тыс. км изменен ряд деталей кривошипно-шатунного механизма. В частности, упрочнены поверхности коренных и шатунных шеек коленчатого вала, маховик получил более надежное крепление, шатуны усилены, а при их обработке проводятся дополнительные операции для увеличения долговечности.

Отметим, что двигатели Euro-2 унифицированы на 90%.

Производственные возможности ОАО «КАМАЗ» позволяют в настоящее время ежегодно выпускать до 35 тыс. моторов Euro-1 и Euro-2. Завершение оснащения моторного производства и решение ряда организационных проблем вскоре могут увеличить производственные мощности до 75 тыс. двигателей в год. Ну а конструкторы? Они тоже не сидят, сложа руки. Проходит испытания новейший двигатель V8 с размерностью 120х130 мм. Его мощность 420 л.с. и отвечать он должен уже нормам Euro-4. Думают камские инженеры и о «малолитражных» дизелях с рабочим объемом 4 и 6 л.