Дизельные двигатели ЯМЗ

Долгая жизнь

Лет пять назад специалисты ЯМЗ говорили, что V-образные моторы не будут выводить на уровень Евро-4 и их век весьма недолог. Одна из причин такого решения – избыточная масса в сравнении с рядными «шестерками» и относительно небольшая литровая мощность. Получалось, что будущее ярославского завода должно быть связано с рядными моторами ­ЯМЗ-650 и семейства ЯМЗ-534/­ЯМЗ-536. Однако дизели V6 и V8 остались на конвейере. В этом году им исполняется 55 лет!
С начала 2013 года их выпускают кроме исполнения Евро-3 и в исполнении Евро-4, а теперь есть и моторы Евро-5, но сохраняются даже и ­Евро-0. Говорят, что V6 ЯМЗ-656 и V8 ЯМЗ-658 останутся в производственной программе еще примерно на 10 лет, но производство будет постепенно уменьшаться. Сейчас в год выпускается около 20 тысяч таких двигателей, возможно, в 2016 году их изготовят примерно 15 тысяч. Основное назначение этих моторов – строительная и дорожно-строительная техника, а также их используют как промышленные двигатели для различных установок. Между тем для такого применения экологического уровня Евро-3 хватает «выше крыши». Однако повторимся – уже есть мотор V8 и Евро-5. Зачем он нужен? Все-таки – для автомобилей. И этот мотор теперь будет мощнее обычного – ­ЯМЗ-6585, 14,86 литра, 420 л. с. и 1800 Н.м. Объем останется прежним, мощность возрастет до 500 л. с., но крутящий момент будут увеличивать не в такой пропорции – до 2000 Н.м. Более высокий момент не нужен для автозавода: возникают проблемы с трансмиссией. Прирост мощности обеспечат другие фазы газораспределения, а также совместная настройка топливной системы Common Rail и турбокомпрессора. В том виде, в каком этот мотор существует сейчас, будут по-прежнему использоваться общие головки блока с двумя клапанами на цилиндр. Напомним, четырехклапанные, но раздельные головки существуют на дизелях серии ЯМЗ-840 размерности 140х140 мм. Быть может, четырехклапанные, общие для каждой половины блока головки сделают и для новой версии ЯМЗ-6585. Во всяком случае, у нового двигателя V8 КАМАЗ-750 – именно аналогичные четырехклапанные головки.
Еще одно отличие 500-сильного мотора от обычной «восьмерки» – измененная система смазки и улучшенный теплоотвод от юбки и днища поршня. Здесь применено более эффективное охлаждение поршня маслом, чем обычной форсункой. Будет использоваться принудительное охлаждение поршня – его еще называют циркуляционным, или галерейным охлаждением. Это когда масло периодически подается в особую галерею в нирезистовой вставке поршня и потом вытекает в поддон, унося с собой избыточную теплоту. То есть здесь нужен масляный насос увеличенной производительности и более эффективный водомасляный теплообменник. А кроме того – поршни более сложной конструкции.

Как адаптировали V-образные двигатели ЯМЗ к топливной системе Common Rail? В первую очередь это потребовало изменения ряда базовых деталей двигателя. В блоке цилиндров введены дополнительные бобышки и отверстия для крепления нового ТНВД и двух топливных рамп. В головках – дополнительные отверстия и бобышки для монтажа силового электрожгута электронноуправляемых форсунок. В маховике дополнительно засверлено 56 отверстий для работы датчика синхронизации. Во впускных коллекторах введены дополнительные бобышки и резьбовые отверстия для крепления топливных трубопроводов, кронштейна электронного блока управления (ЭБУ), деталей системы вентиляции картера двигателя (теперь она замкнутая), а также датчика давления и температуры наддувочного воздуха. В картере маховика появилось отверстие под установку датчика синхронизации. Взаимозаменяемость этих деталей с деталями ранее выпущенных двигателей в основном сохранена.
Вся топливная аппаратура Common Rail российского производства, ярославского завода ЯЗДА, но есть и некоторые импортные компоненты. Электронный блок управления и, что особенно важно – программное обеспечение разработано питерской компанией «АБИТ», а производство самого ЭБУ модели М240 освоено на старооскольском заводе СОАТЭ. Производство электронноуправляемых топливных форсунок, обеспечивающих повышенное давление распыла и многофазный впрыск (тремя порциями), налажено на АЗПИ в Барнауле.
Важнейший параметр, характеризующий экономичность, – минимальный удельный эффективный расход топлива ge (грамм/кВт.ч), то есть сколько граммов топлива нужно на один кВт или л. с. в течение одного часа работы. У новых моторов V6 ЯМЗ-656 и V8 ЯМЗ-658 удельный расход топлива gemin= 143 г/л. с. ч., или 194  г/ кВт.ч, в то время как атмосферные ЯМЗ-236/238 имели этот показатель на уровне 175 г/л. с. ч. У современных дизелей грузовиков-иномарок удельный эффективный расход составляет от 185 до 200 г/кВт.ч, то есть модернизированные моторы ЯМЗ сопоставимы с ними по экономичности.
Для обеспечения норм Евро-4 недостаточно только переоборудовать топливную систему под Common Rail. Максимум, что может получиться на выходе, – Евро-3. Для V-образных моторов ЯМЗ Евро-4 применили технологию селективного каталитического восстановления SCR с AdBlue. Во многом это связано с более «плотной» компоновкой V6 и V8 на раме, чем рядных моторов. В частности, в случае применения EGR сложно разместить теплообменники для охлаждения отработавших газов перед подачей их в цилиндры двигателя. На современных V-образных дизелях применяют только SCR с AdBlue – а таких производителей немного: Mercedes-Benz, Scania. Есть, можно сказать, «совместный мотор» V8 у MAN и Liebherr, а еще – наш КАМАЗ. Ярославский мотор V8 Евро-5 тоже будет с SCR, но
с другими форсунками – с новыми настройками, будет и соответствующее программное обеспечение. Наверняка востребованы будут версии этого 500-сильного мотора и в исполнении Евро-4, а также Евро-3 (этот вообще без применения мочевины). Новые моторы смогут дополнять или даже заменять 12-цилиндровые ­ЯМЗ-240 объемом 22,3 литра, мощностью как раз до 500 л. с.