Галерея (19)


Это выносные катушки зажигания, индивидуальные для каждого цилиндра
Еще один вариант размещения газовых баллонов на седельном тягаче - за кабиной.
Эта вахтовка на шасси «Урал-Next» с газодизельным мотором. Баллоны смонтированы за кабиной в особой кассете
Один из вариантов размещения газовых баллонов на седельном тягаче - по бокам рамы с обеих сторон
На этом же заводе, но в соседнем цехе собирают и дизельные двигатели Mercedes-Benz для нижегородских Sprinter
Именно турбина позволяет снять с объема 6,7 литра 312 л. с.
Одно из исполнений газовой «шестерки». Проводов больше, чем у дизеля
Вентилятор могут поставить и на коленвал, в зависимости от назначения
Могут быть по-разному выполнены поддон, картер сцепления, фильтры
Блок управления для газового мотора поставляет фирма Westport
Форсунки, с электронным управлением, стоят под клапанной крышкой, поэтому и свечи пришлось устанавливать в те же колодцы
Головка блока унифицирована для дизелей и для моторов CNG
Это газовый фильтр низкого давления, он бережет газовые форсунки
ЯМЗ-536 CNG будут ставить на ЛИАЗы, МАЗы и грузовики «Урал»
Современные дизели ЯМЗ-534 и ЯМЗ-536 вполне универсальны, их ставят на тракторы, строительную и сельхозтехнику
При запуске производства двигателей ЯМЗ-530 CNG присутствовал президент России В.В. Путин
Главная > Статьи > Автобаза > Узлы и агрегаты > Двигатели ЯМЗ-534 и ЯМЗ-536

Двигатели ЯМЗ-534 и ЯМЗ-536

На Ярославском моторном заводе начато серийное производство двигателей работающих на сжатом природном газе

Природный газ один из самых дешевых видов топлива для автомобиля. Это газомоторное топливо в два раза (и даже больше!) дешевле солярки. Это признано во всем мире. По газовой тематике работают все ведущие производители грузовиков и автобусов, на метане ездят даже в тех странах, где нет своего газа и приходится закупать его за рубежом. Но по объемам производства выпуск газобаллонных автомобилей, конечно же, существенно отстает от выпуска дизельных и бензиновых транспортных средств.
Для масштабного производства в России коммерческих автомобилей, работающих на газомоторном топливе, нужно решить две проблемы: наладить выпуск соответствующих двигателей и создать разветвленную сеть заправочных газовых станций. Но делать это необходимо одновременно. Иначе перевозчикам окажутся не нужны газобаллонные автомобили без заправок, а «Газпрому» нет резона строить и содержать пустые АГНКС в ожидании потенциальных клиентов.

Добавить газу

Так получилось, что современная Россия осталась без двигателей мощностью в диапазоне от 125 до 180 л. с. и выше, которые можно было бы конвертировать для работы на сжатом метане. Двигателей семейства ЗМЗ-53 (4,25 литра, 125 л. с., 300 Н.м) и ЗИЛ-130/ЗИЛ-375 (6,0/7,0 литра, 150/180 л. с. и 402/465 Н.м), тех самых V-образных «восьмерок», можно сказать, уже нет. Между тем эти моторы не обладают нужным ресурсом и откровенно слабы для современных грузовиков и автобусов. Есть серийно выпускаемый газовый двигатель – это КАМАЗ-820.60-260, созданный на основе длинноходного семейства камских моторов: «восьмерка» объемом 11,76 литра мощностью 260 л. с. при
2200 об/мин и моментом 930-1080 Н.м, массой почти 900 кг. Понятно, что эти моторы, из-за габаритов и массы, компоновочно хороши именно для грузовиков КАМАЗ.
Единственным моторным заводом, готовым обеспечить отечественный грузовой и автобусный автопром газовыми моторами, оказался ЯМЗ. В основе двигателей, конвертированных для работы на сжатом природном газе, самые современные дизельные ярославские моторы семейства ЯМЗ-530. Что примечательно, с запуском в производство газовых двигателей объемом литр на цилиндр ярославцы обогнали даже своего конкурента – моторный завод «Камминс-КАМА» из Набережных Челнов. Казалось бы, всего-то и дел, обеспечить поставки в Челны оригинальных узлов и агрегатов газовых версий моторов Cummins ISBe, «четверок» 4ISBe объемом 4,5 литра и «шестерок» 6ISBe объемом 6,7 литра, которые выпускают в Европе, США, в Бразилии и Китае. Однако пока российский Cummins этого не сделал.
На конвейер в Ярославле поставили два двигателя ЯМЗ-534 CNG и ЯМЗ-536 CNG, и каждый будет существовать в нескольких модификациях как по настройкам мощности, так и по вариантам адаптации к различным транспортным средствам. Буквы CNG в маркировке двигателей обозначают топливо – сompressed natural gas (компримированный (сжатый) природный газ). Оба мотора обеспечивают хороший диапазон мощности – от 150 до 312 л. с. и найдут применение на различных грузовиках и автобусах. У «четверки» три настройки: ЯМЗ-53414 имеет 170 л. с. и 590 Н.м. при 1200-1600 об/мин, у ЯМЗ-53424 и ЯМЗ-53444 мощность составляет 150 л. с. момент 493 Н.м при тех же оборотах. У «шестерок» тоже три версии: ЯМЗ-53604, ЯМЗ-53624 и ЯМЗ-53644. Самый мощный – первый мотор, 312 л. с. и 1220 Н.м. Вторая настройка – 285 л. с. и 1130 Н.м, у третьего – 258 л. с. и 1080 Н.м.

Если сравнивать с дизельными версиями семейства ЯМЗ-530, то видно, что для газовых моторов использовали не все настройки. У «четверки» CNG нет самого «слабого» 120-сильного мотора и самых мощных. Сегодня это 190 л. с. при 2300 об/мин., момент 750 Н.м и 210 л. с. при 2300 об/мин/780 Н.м при 1300-1600 об/мин. 210-сильный мотор теперь ставят на новый 9,5-метровый городской низкопольный автобус ЛИАЗ-428260. Им планируют оснащать и седельный тягач «ГАЗон-Next» ГАЗ-С47R13 4х2 – очень перспективный для России автомобиль, который рассчитан на работу с 10 тонным полуприцепом. У шестицилиндрового ЯМЗ-536 кроме трех настроек 240 л. с./900 Н.м, 285 л. с./1130 Н.м и 312 л. с./1226 Н.м есть четвертый вариант: 330 л. с. и 1275 Н.м. Между тем планируется выпуск «шестерки» увеличенного до 7 литров объема. У него остается тот же диаметр поршня – 105 мм, но ход будет увеличен со 128 до 136 мм. Получается на 4 мм больше радиус кривошипа. Высота блока и длина шатуна останутся прежними, но уменьшится расстояние от днища поршня до оси поршневого пальца. Мощность такого мотора выставят на уровне 330-370 л.с. На основе дизеля увеличенного объема будут создавать и более мощную газовую версию двигателя – под метан. Но это перспектива.
А пока, для начала, предельные настройки именно такие: 170 л. с. для «четверки» и 312 л. с. для шестицилиндрового мотора. И как это уже не раз бывало в истории Ярославского моторного завода, ограничения на рост мощности и момента накладывают заказчики – под более мощные моторы у них нет соответствующей трансмиссии и вообще – еще не готовы сами автомобили. Так что мы еще увидим и более мощные газовые моторы ЯМЗ-530 CNG.

Для любого рынка сбыта и в любом сегменте

Понятно, что в России основными заказчиками «четверки» являются Горьковский автозавод и Павловский автобусный, а «шестерки» – Ликинский автобусный завод и АЗ «УРАЛ». В 2017 году газовые моторы будут поставляться на МАЗ, а в ближайшее время их планируют устанавливать на некоторые грузовики и автобусы КАМАЗ. Причем само сочетание автомобилей КАМАЗ и двигателей ЯМЗ в современной истории было просто невозможно. Хотя после пожара на заводе двигателей в Челнах в 1993 году ярославские «восьмерки» более чем неплохо встали под кабины КАМАЗов, в основном на вторичном рынке.
Как ожидается, новые двигатели должны хорошо пойти на экспорт. Здесь положительно сказывается то, что все эти моторы уровня Евро-5. Куда на экспорт, в какие страны? Возможно, в первую очередь в Турцию, где, напомним, организовано сборочное производство нашей «ГАЗели-Next». В Турции есть несколько небольших автобусостроительных компаний, куда можно поставлять комплектные автобусные шасси. Наверняка будут поставки в страны-республики бывшего СССР, в Латинскую Америку, во Вьетнам, на Ближний Восток. Там помнят и ценят марку ЯМЗ. С таким конкурентоспособным семейством, как ЯМЗ-530, возможен выход и на новые рынки. В сравнении с импортными «литровыми» дизелями (судя по всему сравнение идет с соответствующими моторами Cummins и Deutz) и их газовыми версиями, двигатели семейства ЯМЗ-530 дешевле на 20-25 процентов, а то и больше, при сопоставимой мощности, экономичности и ресурсе.
Заявленный ресурс дизельных «четверок» не менее 700 тысяч километров, для «шестерок» – 900 тысяч. Газовые моторы должны иметь тот же пробег до капремонта, во-первых, из-за больших по размеру, чем у карбюраторных двигателей, шеек коленвала, прочного блока цилиндров, «мокрых» гильз, особых «дизельных» материалов и технологий упрочнения. Все это обычно присуще дизелям. Во-вторых, давно известно, что износ поршневой группы у газовых моторов всегда меньше, чем у бензиновых и дизельных. Газ не смывает масляную пленку с поверхности цилиндров.
Между тем, по информации из разных источников, оказалось, что газовые версии двигателей ЯМЗ-530 дороже дизельных моторов почти вполовину. Возможно, это пока связано с началом производства, но, как уверяют на заводе, по мере наращивания объемов выпуска разница не должна превышать 30 процентов. Хотя можно предположить, и здесь есть резервы оптимизации затрат для уменьшения цены.
Собственно, в газовых моторах ЯМЗ-530 не так уж много изменений в сравнении с дизельными версиями. Унификация составляет около 90 процентов. Кстати, получается, что оставшиеся 10% это именно ставшая ненужной топливная дизельная аппаратура, обычно существенно более дорогая, чем свечи и катушки зажигания, а также корпус дроссельной заслонки. Возникает вопрос: неужели вся эта «бензиновая шелуха» увеличивает ценник мотора аж на 30 процентов?

Современная конструкция

Моторы семейства ЯМЗ-530 созданы в результате партнерства ЯМЗ и австрийской инжиниринговой компании AVL. На них впервые применен совершенно новый по конструкции блок повышенной прочности, со специальными вертикальными полостями, которые работают как объемные ребра жесткости. Прочный, надежный блок позволяет не только форсировать моторы, но и доводить их до уровня норм Евро-6. В сравнении с первоначальным вариантом линейки двигателей отказались от экзотических трех- и пятицилиндровых моторов, убрали балансирные валы. Все для оптимизации будущего производства. Изменилась и размерность двигателей, диаметр и ход поршня увеличили до 105х128 мм. У шестицилиндрового ЯМЗ-536 рабочий объем составил 6,65 литра, у ЯМЗ-534 – 4,43 литра. Изменен привод ГРМ. Он со стороны маховика, что уменьшает уровень шума и позволяет производить отбор мощности для привода вспомогательных агрегатов до 136 л. с. у «шестерок». А отбор мощности очень важен для привода гидронасосов различных установок. Так расширяется сфера применения дизелей. Головка блока сделана общей для всех цилиндров. Она добавляет прочности блоку. Естественно, в головке четыре клапана на цилиндр, иначе сложно было бы добиться высокой мощности моторов. У двигателей ЯМЗ-530 применена редкая схема организации протока охлаждающей жидкости «сверху-вниз», то есть из головки в блок, что предотвращает возникновение трещин в самых термически нагруженных зонах у перемычек седел клапанов. Гильзы «мокрые», с двойными уплотнительными резиновыми кольцами, устанавливаемые в канавки нижней части блока. Такая установка надежна и устраняет возможность коробления гильзы при перегреве. В приводе вентилятора вязкостная или электромагнитная муфта. Это ускоряет прогрев двигателя зимой и уменьшает расход топлива. Поликлиновый ремень в приводе вентилятора и генератора надежен и долговечен, а кроме того, он снабжен устройством для автоматического натяжения. Масляный насос увеличенной производительности, один фильтр полнопоточный, другой с более грубой дисперсностью очистки: фильтрует то масло, которое идет в магистраль при открытом перепускном клапане основного фильтра. Грязь к вкладышам и шейкам не попадет. За стабильность вязкостно-температурных характеристик масла отвечает водо-масляный теплообменник. Он смонтирован в едином блоке с масляным фильтром и термостатом системы охлаждения. Установленный на переднем носке коленчатого вала гаситель крутильных колебаний продляет коленвалу жизнь. Старались максимально адаптировать моторы к различным видам транспортных средств. К примеру, возможна установка взамен пневмокомпрессора с одним цилиндром двухцилиндрового, который лучше будет работать на тягаче или автобусе. Для грузовика хватит одного генератора мощностью 80 или 120 ампер, а для автобуса есть возможность поставить даже две «динамки».
Топливную систему применили самую современную – Common Rail производства Bosch, давление распыла составляет 1800 бар с возможностью увеличения до 2000 бар. Для достижения норм Евро-4 и Евро-5 моторы оснастили самым современным вариантом системы рециркуляции отработавших газов (EGR) – с жидкостным охлаждением ОГ, подмешиваемых к свежему заряду воздуха.

Какой цикл лучше? Отто против Дизеля

В том, что газовые моторы ЯМЗ-534 CNG и ЯМЗ-536 CNG в основном не потеряли мощности при работе на метане (с его низкой теплотворной способностью), велика заслуга схемы ГРМ с четырьмя клапанами на цилиндр, интеркулера и турбины. С атмосферных двигателей такой мощности не снять.
Газовые версии моторов ЯМЗ-530 CNG полностью перевели на цикл Отто: у них есть свечи и катушки зажигания, даже дроссельная заслонка. Степень сжатия не 16-17 единиц, как обычно на дизеле с турбонаддувом, а всего 12 – для этого изменили поршни (камера сгорания-то находится в днище, а не в головке). Напомним, у метана или пропан-бутана октановое число выше 100, то есть степень сжатия нужна даже большая, чем под 98-й бензин. Алюминиевый сплав для поршня, оказывается, тоже нужен более жаропрочный, чем для дизеля, поэтому его легируют медью и никелем. Кроме того, поршни для газового мотора снабжены специальным каналом для принудительного охлаждения маслом. Такие «хитрые» поршни освоила костромская «Мотордеталь», с использованием лицензий концерна Kolbenschmidt.
Свечи зажигания вкручивают на место установки форсунок у дизеля, через нержавеющую резьбовую втулку-проставку. А так как форсунки у серии ЯМЗ-530 находятся под клапанной крышкой (что обычно для многих двигателей ЯМЗ), то чтобы добраться до свечей, надо снять эту крышку. Еще и поэтому при такой трудоемкости абы какие свечи сюда ставить не получится. Хотя на некоторые другие газовые моторы ставят, к примеру, взамен оригинальных свечей Denso SK20R5-G с резьбой М14х1,25 и шестигранником на 20,8 мм обычные свечи А-17 от «Жигулей» или более «холодные» «москвичевские» А-20. Или их импортные аналоги. Но здесь стоят свечи Bosch, и специалисты этой компании рекомендуют специальные жаропрочные свечи зажигания с платино-иридиевыми электродами. У них значительно более длительный срок службы, то есть должно с запасом хватать на 30 тысяч километров пробега.
Мировая тенденция для бензиновых моторов еще с начала 90-х годов это применение индивидуальных катушек зажигания для каждого цилиндра, отсутствие высоковольтного распределителя-«бегунка» и крышки. Все это идет на пользу и газовому двигателю. При степени сжатия 10-13 единиц у любого «бензинового» мотора растет давление внутри камеры сгорания и температура воспламенения смеси, увеличивается сопротивление искрового промежутка. У раздельных катушек меньше потери, выше мощность искры.
Здесь применены катушки зажигания фирмы Marshall. Они стоят на блоке, а к свечам по сверлению в головке для топливных трубок подведены высоковольтные провода. Электронное управление зажиганием и подача газа в двигатель схожи с современными системами обычного бензинового мотора. Есть типовой набор датчиков, все они производства Bosch: положения распредвала и коленвала, положения дроссельной заслонки, а еще датчик клапана EGR. Рециркуляция ОГ здесь сохранена. Обычно на такие моторы ставят и датчик детонации, поэтому «звона» при езде внатяг не должно быть.
Газовые форсунки с электронным управлением запитываются от общей рампы. То есть это многоточечный, фазированный впрыск газа с электронным управлением во впускной трубопровод перед впускными клапанами. Число форсунок равно числу цилиндров, а не числу впускных клапанов, как, к примеру, на газовом двигателе у Scania. Количество подаваемого газа зависит от количества воздуха, требуемого двигателю в данный момент. Есть лямбда-датчик, поэтому смесь стехиометрическая, наиболее экономичная. Всю топливную газовую аппаратуру разработала итало-канадская компания Westport, она же сотрудничала с «Группой «ГАЗ» и по газовому двигателю на основе УМЗ-4216 для метановой версии «ГАЗели-Бизнес», а также для его более современной версии – мотора Evotech 2,7. Этой фирме принадлежат известные бренды по производству газобаллонного оборудования: OMVL,Valtek и EMER. Это оборудование поставляется на конвейер «КАМАЗа», на Ликинский автобусный завод, на ПАЗ. А кроме них еще и на Volvo, Cummins, Caterpillar и для других производителей газовых двигателей. Компания Westport начала сотрудничать с ЯМЗ по серии «530» с мая 2013 года. В создание моторов ЯМЗ-530 CNG инвестировано 500 млн рублей. По условиям соглашения предполагается участие Westport в продвижении российских газовых двигателей и на экспортные рынки.
Как работают новые газовые моторы? Пока этого услышать и увидеть не удалось. Обычно из выхлопной трубы метанового мотора и дыма толком нет, не то что сажи! Ни на холодном, ни на прогретом моторе, ни на холостом ходу, ни под нагрузкой. Газовый двигатель и работает мягко, без лишних вибраций. Это особенно ценно будет для четырехцилиндрового ЯМЗ-534. И что особенно важно в России – газовое оборудование жизнеспособно при морозах до 40 градусов!

Важный момент – периодичность технического обслуживания и замена моторного масла. Она будет зависеть от условий эксплуатации. Для автомобилей и автобусов, эксплуатирующихся в городских условиях, пробег до ТО составляет 30 тысяч километров, а для эксплуатации на междугородних перевозках – 50 тысяч километров. Очень неплохо для грузовика или автобуса в России. Но надо учитывать, что масло в газовом двигателе менее интенсивно темнеет. Однако контролировать только по этому показателю необходимость его замены не стоит, так как не отследить, что масло теряет вязкость и вырабатываются присадки.
Уже в прошедшем, 2016 году изготовили около 500 двигателей ЯМЗ-530 CNG, на 2017 год запланировано выпустить 2000 газовых моторов.
Между тем газовые двигатели ЯМЗ-530 могут быть и в другом исполнении – газодизельном. Это когда сжатый газ под давлением, через дополнительные газовые форсунки с электронным управлением, впрыскивается во впускной трубопровод именно на такте впуска. Метан смешивается с воздухом и поступает через впускные клапаны в определенный цилиндр двигателя. В конце такта сжатия, для воспламенения полученной газовоздушной смеси, в камеру сгорания впрыскивается дизтопливо. То есть совмещены основополагающие принципы двух циклов: внешнее смесеобразование от цикла Отто и воспламенение топливовоздушной смеси от сжатия в соответствии с заветами Рудольфа Дизеля.
С изменением нагрузки на двигатель происходит замещение одного вида топлива другим. То есть происходит тонкое регулирование подачи газа и изменение цикловой подачи дизтоплива. Эта задача возложена на электронику. С ростом оборотов двигателя солярка интенсивно замещается газом, а с уменьшением оборотов – доля газа, соответственно, уменьшается. Максимальный процент газа – 75, оставшиеся 25% – дизтопливо. В реальной эксплуатации газодизельный грузовик или автобус способен уменьшить расходы на топливо до 40-50% по сравнению с дизельным двигателем.
Вот такой 240-сильный мотор ЯМЗ-536 показали летом 2015 года на презентации «Урал-Next» в окрестностях Екатеринбурга – его поставили на автобус-вахтовку. Мы писали об этом в №9-2015 г. Всю топливную аппаратуру для таких моторов также разработала компания Westport.
На вахтовке за кабиной установили облегченные металлокомпозитные баллоны ТИП-3 российского производства. Общая вместимость девяти газовых баллонов 720 литров, вместе с 300-литровым баком под дизтопливо увеличивается запас хода почти до 1500 км. Машины с газодизельными двигателями в первую очередь будет выпускать именно АЗ «Урал» из-за битопливности. Далеко не радужная перспектива встать посреди зимнего леса с мелкой, но неустранимой именно сейчас поломкой ГБО. Но «соляровый» режим выручит. А у моторов ЯМЗ-530 CNG нет резервного вида топлива – в данном случае бензина.
Второй аргумент в пользу газодизеля: он хорош именно при работе на магистралях, или по-другому – на установившихся режимах. При эксплуатации в городе, в толчее пробок и светофоров, он большую часть времени работает на солярке с минимальным подмешиванием метана. А это невыгодно. Поэтому какой ярославский газовый двигатель будут использовать на конкретном автомобиле зависит от его назначения. Дело автозаводов подобрать оптимальную версию для перевозчика.

На своем месте

Где размещать резервуары под сжатый метан и какие баллоны монтировать? Это будет решать конкретный производитель автомобиля с ГБО. Обычно для бортового грузовика или фургона на его шасси их размещают по бокам лонжеронов рамы и в заднем свесе. У седельного тягача место для баллонов могут выделить и за кабиной. Для автобуса вариантов размещения баллонов всего два: или под «юбкой» кузова, или на крыше. Баллоны могут быть стальные, объемом около 100 литров, или композитные стеклопластиковые. Стальные баллоны тяжелее композитных, но, что важно для России, они дешевле. Недостаток композитных баллонов меньший внутренний объем, так как применены более толстые стенки. При сопоставимых размерах объем уменьшается со 100 до 80 литров. Но в любом случае стараются обеспечить запас хода автомобиля от 400 до 600 километров.
Как правило, у каждого баллона существует свой расходный вентиль, его можно перекрыть – это удобно при ремонте или ТО автомобиля. И есть общий магистральный вентиль. С него начинается и им заканчивается рабочий день водителя газобаллонного автомобиля. С учетом российской специфики эксплуатации газобаллонных автомобилей иногда примененяют два разных заправочных вентиля: один европейский NGV1, другой – как во времена СССР. Так сделано на всякий случай, чтобы грузовик не остался без топлива из-за особенностей технологического оснащения какой-либо АГНКС. Для понижения давления газа и его фильтрации часто используют комбинированный блок подготовки газа. Там есть фильтр и регулятор давления. При полностью заполненных баллонах давление составляет от 200 до 240 кг/см2 (от 200 бар), но, пройдя через понижающий редуктор, газ поступает к двигателю уже под давлением около 8-10 атмосфер. Рядом с редуктором имеется датчик, контролирующий давление газа.
На современных автомобилях контроль за количеством заправленного или израсходованного газа осуществляется с комбинации приборов, а не с какого-то хитрого манометра, прикрученного к раме, как делалось раньше на «метановых» грузовиках. В регуляторе давления газ очень сильно охлаждается, поэтому для подогрева к редуктору подается охлаждающая жидкость из мотора.
Как видим, и сами газовые ярославские двигатели, и топливная аппаратура относительно несложные: баллоны вполне реально разместить на грузовике и автобусе. Метан значительно более безопасный газ, чем пропан, не «страшнее» бензина. И при правильном подходе к эксплуатации автомобиль с ГБО, не теряя в ресурсе и не создавая проблем с техобслуживанием, способен существенно уменьшить расходы на топливо.

Информация

  • В середине 80-х годов на ЯМЗ были созданы газовые версии V-образных двигателей размерности 130х140 мм. Моторы работали по газодизельному циклу: смесь природного газа и воздуха готовилась во впускном трубопроводе, поступала в цилиндры и там поджигалась порцией впрыскиваемой солярки. Сейчас ведущие мировые автопроизводители работают над продвижением своих автомобилей, оснащенных газодизелями, но теперь используются электронные системы дозирования, обеспечивающие в зависимости от режимов плавное изменение соотношения дизтоплива и метана. Ту аппаратуру для газодизеля, которую тогда применил ЯМЗ, сегодня можно назвать аппаратурой первого поколения – с нее все начиналось. Двигатели ЯМЗ-236Ю и ЯМЗ-238Ю развивали мощность 165-180 и 220-240 л. с. соответственно, то есть существенной потери не было даже на атмосферных версиях газодизелей. Двигатели успешно прошли все межведомственные испытания, их планировалось устанавливать на самосвалы МАЗ и КРАЗ. Но первая опытно-промышленная партия газовых «шестерок» в 30 штук, отправленная в Минск, одновременно стала последней. Даже в столице союзной республики было сложно организовать заправку этих автомобилей сжатым метаном. Собственно, проблемы с АГНКС остались актуальными и сейчас.
  • Есть смысл напомнить историю возникновения двигателей семейства ЯМЗ-530. В конце 1992 года между тремя предприятиями – ГАЗ, ЗМЗ и ЯМЗ – была достигнута договоренность о создании дизельного двигателя для грузовиков семейства ГАЗ-3307 и автобусов ПАЗ. Дизель разрабатывали в Ярославле, а производство планировали развернуть в Заволжье. Четырехцилиндровый мотор должен был иметь рабочий объем 3,99 литра, размерность 102х122 мм, ГРМ с четырьмя клапанами на цилиндр, раздельные головки блока. Первоначально использовали рядный механический ТНВД, затем разработали индивидуальные топливные насосы высокого давления, размещенные непосредственно в блоке цилиндров. Мотор оснащался турбонаддувом, в версии для Горьковского автозавода и Павловского автобусного, мощность закладывалась на уровне 135-140 л. с. Однако скоро появился еще один объект применения этого дизеля – армейский модульный автомобиль многоцелевого назначения ГАЗ-3937 «Водник», построенный с использованием агрегатов БТР-70 и БТР-80. Здесь уже требовалась более серьезная настройка мощности, и мотор выдавал 170 л. с. и 634 Н.м. Именно применительно к «Воднику», впервые публично появилось название этого мотора – ЯМЗ-460.
    В период с 1999 по 2001 годы, на основе дизеля ЯМЗ-460, была разработана серия двигателей, в которую вошли трех-, четырех- и шестицилиндровые моторы. Это семейство получило обозначение ЯМЗ-530. Была изготовлена партия моторов для проведения стендовых испытаний в лабораториях завода, а также для эксплуатационных испытаний на автомобилях различных автопроизводителей. На ЗИЛ-5301 «Бычок», МАЗ-4370, ГАЗ-39371 «Водник», на автобусы ПАЗ-3205 устанавливали «четверку» ЯМЗ-534, ее мощность была до 160 л. с. Компактный трехцилиндровый 110-сильный ЯМЗ-533 испытывался на автобусе ПАЗ-3205 и на ЗИЛ-5301, его планировали ставить на ГАЗ-3309. В планах был и выпуск пятицилиндрового дизеля… А «шестерка» ЯМЗ-536 оказалась и вовсе серьезным двигателем мощностью до 240 л. с. моментом 882 Н.м. Его адаптировали на ЛИАЗ и планировали к установке на полноприводные грузовики «Урал».
    В 2002-2003 гг. в холдинге «Руспромавто» было принято решение обратиться к австрийской инжиниринговой фирме AVL List для технического аудита конструкции дизелей семейства ЯМЗ-530. В Европе AVL сегодня даже более авторитетна, чем старейшая инжиниринговая английская компания Ricardo. Сотрудничать с австрийцами не стесняются двигателисты многих компаний с мировым именем, в том числе и «большой семерки», но не все об этом говорят. Специалисты AVL List подтвердили высокий технический уровень ярославских разработок по «литровому» семейству. В дальнейшем, для экономии времени при доведении технико-экономических параметров ЯМЗ-530 до уровня лучших мировых аналогов, правление «Руспромавто» приняло решение о продолжении сотрудничества с фирмой AVL. В начале 2005 года в Ярославле создали инженерно-конструкторскую группу по проекту ЯМЗ-530, которая прорабатывала новую концепцию двигателя в инженерном центре компании AVL в австрийском городе Грац. Работы по модернизации серии «530» начались в январе 2005 года. Все конструкторские работы проводились с использованием компьютерных программ трехмерного моделирования, важнейшие детали двигателя рассчитывались методом конечных элементов. В течение 2005 года совместная проектная команда ЯМЗ-AVL разработала концепцию и сделала необходимые компоновки мотора. В середине 2006 года начались испытания двигателей ЯМЗ-536 Евро-3 (312 л. с./230 кВт), и сразу же запустили в работу документацию на эти двигатели в исполнении Евро-4: ЯМЗ-534 (190 л. с./140 кВт) и ЯМЗ-536 Евро-4 (312 л. с./230 кВт). С самого начала к проектированию были подключены ведущие зарубежные компании – поставщики компонентов, узлов и систем двигателей. Часть проектных работ выполнялась непосредственно ими. Это позволило в краткие сроки изготовить опытные образцы двигателей. Поставщики компонентов принимали участие в испытаниях и анализе полученных результатов. В испытательных лабораториях инженерно-конструкторского центра на новейших стендах производства AVL List выполнялись важнейшие исследовательские работы. Более 12 000 часов составила суммарная наработка двигателей в испытательных боксах. 20 моторов из опытной партии передали автозаводам для проведения эксплуатационных испытаний, их суммарный пробег превысил 360 тыс. км. С основными потребителями – ЛИАЗ, ПАЗ, КАВЗ, ГАЗ, АЗ «УРАЛ» и РУП «МАЗ» – проводилось согласование комплектности и параметров необходимых им модификаций двигателей.
    В период с 2005 по 2008 годы более 30 конструкторов и технологов ОАО «Автодизель» прошли стажировки в ведущих европейских фирмах – АVL List (Австрия), Bosch, Grob, Heller, ThyssenKrupp, Krause, JW Froelich, Paul Koster, Durr (Германия), Riko (Словения), Сomau (Италия). В декабре 2007 года были подписаны основные контракты с ведущими европейскими компаниями на поставку технологического оборудования для мехобработки блока и головки цилиндров, коленвала, алюминиевых и чугунных деталей, а также оборудования для сборки, испытаний и окраски двигателей. Планировалось начать производство двигателей в 2009 году, но грянул мировой финансовый кризис 2008 года, который коснулся и «Группы ГАЗ». Было приостановлено финансирование проекта более чем на полтора года, строительство нового производства пришлось заморозить. В октябре 2009 года было подписано кредитное соглашение с государственной корпорацией «Внешэкономбанк», а с мая 2010 года возобновилось строительство корпуса. Заключались новые контракты с поставщиками технологического оборудования и комплектующих.
    В начале 2011 года завершился монтаж оборудования, в конце года строительство было закончено. Выпущена первая опытно-промышленная партия двигателей, а с декабря 2012 года началось их серийное производство. Инвестиции «Группы ГАЗ» в производство дизелей ЯМЗ-530 составили свыше 10 млрд рублей. В результате построен новый завод площадью более 50 тыс. кв. метров, который оснащен оборудованием ведущих производителей: Grob Werke, Heller, Thyssen Krupp Krause, Liebherr, JW Froehlich, Riko, Durr Ecoclean, Carl Zeiss и других. Уровень автоматизации производства достигает 90%. Сейчас планируют выпускать около 20-25 тысяч двигателей в год, а вообще производство рассчитано на объемы до 50 тысяч.
  • В 2016 году на ЯМЗ планируют изготовить почти 42 тысячи моторов, из них 15,5 тысячи – семейства ЯМЗ-530, еще шесть тысяч – дизели Daimler OM 646 для Mercedes-Benz Sprinter, собираемых в Нижнем Новгороде на Горьковском автозаводе, плюс около 2000 дизелей ЯМЗ-650 (лицензионный Renault dXi11). Остальные – V-образные моторы, в том числе 12-цилиндровые.
  • До последнего времени все чугунное литье для двигателей семейства ЯМЗ-530 было импортное – с германского завода Fritz Winter Eisengielierei. Это ведущий поставщик отливок и готовых деталей для автомобилестроения Европы. В числе партнеров Fritz Winter – BMW, Mercedes-Benz, Volvo и другие производители автомобилей. Еще около половины отливок идет на экспорт по всему миру. Если бы отливки блока и головки делал Ярославский моторный завод, двигатель получился тяжелее, чем нужно. Поэтому сейчас литье блока ЯМЗ-534 локализовано на ОАО «ГАЗ» (напомним, ГАЗ и ЯМЗ входят в один холдинг) – там более современная литейка. Литье алюминиевых деталей – лобовой крышки, картера маховика, корпуса водомасляного теплообменника и т.п. – было освоено раньше. Поршневая группа – двух производителей. В первую очередь – с завода Federal Mogul в Набережных Челнах, там раньше освоили производство компонентов для ЯМЗ-530. Второй производитель – костромской завод «Мотордеталь», который использует технологии, материалы и конструкцию поршня германской компании Kolbenschmidt. Другой важнейший компонент двигателя – коленвал. Раньше стальные поковки валов делала германская фирма ThyssenKrupp AG, но обработка велась на ЯМЗ. Теперь заготовки коленчатых валов поставляет металлургическое производство «КАМАЗа». Вкладыши коленвала, втулки распредвала делают на Заволжском заводе подшипников скольжения, который раньше входил в состав ЗМЗ. В 2007 году его купила японская компания Daido Metal Co. Это самый современный завод в России по производству вкладышей. Часть компонентов двигателя делает Ярославский завод дизельной аппаратуры (ЯЗДА), в основном по ГРМ – это технологически ближе к их основному производству: распредвал, роликовые толкатели, клапанные пружины. На ЯЗДА налаживают и выпуск ТНВД для системы Common Rail, что очень важно. Если раньше вся топливная система была Bosch, то теперь даже блок управления может быть отечественным. Здесь ЯМЗ помогает московская фирма «Ителма». Турбокомпрессоры тоже могут применяться российские. В частности, турбины делает НПО «Турботехника» из подмосковного Протвино. Локализация компонентов двигателей ЯМЗ-530 растет с каждым годом: в 2015 году доля отечественных деталей и узлов составляла 68%, в 2016 — 75%, в планах на 2018 год – довести до 80%.

Галерея (19)

Это выносные катушки зажигания, индивидуальные для каждого цилиндра
Еще один вариант размещения газовых баллонов на седельном тягаче - за кабиной.
Эта вахтовка на шасси «Урал-Next» с газодизельным мотором. Баллоны смонтированы за кабиной в особой кассете
Один из вариантов размещения газовых баллонов на седельном тягаче - по бокам рамы с обеих сторон
На этом же заводе, но в соседнем цехе собирают и дизельные двигатели Mercedes-Benz для нижегородских Sprinter

Комментировать





Поделиться