Русский дизель для русского вездехода

В 1977-м вместо бензиновой «восьмерки» ЗИЛ‑375 мощностью 180 л. с. моментом 465 Н.м начали устанавливать дизель КАМАЗ‑740 210 л. с. моментом 637 Н.м. Тогда появился индекс 4320, а с увеличением мощности грузоподъемность выросла с 5 до 6 тонн. С 1993 года, после пожара на моторном производстве «КАМАЗа», на «Уралы» стали устанавливать дизели ЯМЗ: в основном V8, реже V6, мощностью от 180 до 250 л. с.
Те, кто не первый год работает с вездеходами «Урал», не дадут соврать: лучшая проходимость была у «Урала‑375» с бензиновым мотором мощностью 180 л. с. и моментом 465 Н.м. Объяснялось это вовсе не характеристиками двигателя, а тем, что по сравнению с дизелями, он был самым легким мотором, и меньше загружал переднюю ось. Более всего это ощущалось на слабых грунтах и на пустой или частично загруженной машине.

536-й и другие

Из всех дизелей, устанавливаемых ранее на серийные «Уралы‑4320», нынешняя рядная «шестерка» ЯМЗ‑536 объемом 6,65 л является лучшим по мощности и моменту мотором. Он самый экономичный, удельный расход топлива при номинальной мощности составляет 140 г/кВт.ч. Кроме того, он в выигрыше и по габаритам, и по массе. Бензиновый двигатель ЗИЛ‑375 весил 510, а дизель V6 ЯМЗ‑236-995 – 1050 кг, КАМАЗ‑740 был легче – ​770 кг, мотор-воздушник Deutz F8L 413 – 790, а ЯМЗ‑536 – 640 килограммов. Последний как раз и создавали для замены V-образных ярославских моторов на трехосных «Уралах» с их «родными» мостами, и для легких версий миасских дорожных автомобилей, а также для грузовиков МАЗ, КрАЗ и автобусов ЛИАЗ, КАвЗ, Голицинского автобусного завода. Кроме того, это может быть дизель промышленного назначения, для строительной техники и стационарных установок.
Семейство моторов ЯМЗ‑530, куда входят «четверки» и «шестерки», ярославские специалисты разрабатывали в сотрудничестве с австрийской инжиниринговой фирмой AVL List Gmbh. В Европе AVL не менее авторитетна, чем английская Recardo. В Интернете можно найти «рассказы» о том, что серия 530 – ​это Steyr. На самом деле, над этими моторами начали работать в Ярославле в середине 90-х, когда о сотрудничестве с AVL даже не помышляли. А в результате Россия теперь имеет современный многоцелевой дизель, сопоставимый по характеристикам с лучшими европейскими двигателями объемом литр на цилиндр: MAN D08, Mercedes-Benz OM906 и ОЛМ926, Cummins ISB 6.7. Размерность литр на цилиндр оптимальна для среднетоннажных грузовиков и автобусов средней вместимости, подобные моторы выпускают практически все производители транспортных дизелей.
У двигателя ЯМЗ‑536 размерность 105х128 мм, рабочий объем 6,65 л, предельная настройка мощности 330 л. с. при 2300 об/мин, а максимальный крутящий момент 1275 Н.м. Другие, более слабые настройки мощности: 240, 270, 285 и 312 л. с., момент от 900 Н.м при 1300-1600 об/мин. Между тем, есть и форсированные версии этого мотора – ​там уже кривая на графике мощности переваливает за 400 «лошадей». Вообще, для более легкой версии «Урал Next» 4х4 вполне подошел бы и четырехцилиндровый ЯМЗ‑534, в линейке этих двигателей есть 210-сильный вариант. На спортивных «Садко Next» команды «ГАЗ Рейд Спорт», которые созданы на базе серийных ГАЗ, ярославская «четверка» вообще выдает до 300 л. с. при 2600 об/мин и крутящий момент до 1000 Н·м при 1800-2400 об/мин. На этих машинах уже который год успешно выступают на ралли-рейдах, вплоть до «Шелкового пути». Однако с точки зрения надежности, ресурса мотора и трансмиссии для двухосного ««Урал Next» все же оставили шестицилиндровый двигатель, причем с весьма средними настройками мощности. Для поставок на экспорт и в силовые структуры идут моторы Евро‑4 мощностью 240 л. с. при 2300 об/мин, с моментом 900 Н.м при 1300-1600 об/мин. Для внутреннего рынка поставляют более мощные двигатели Евро‑5 – 285 л. с., 1130 Н.м.

Особенности конструкции

Из особенностей конструкции ЯМЗ‑536 – ​чугунный блок и головка блока, привод ГРМ со стороны маховика, что уменьшает уровень шума и позволяет производить отбор мощности для привода вспомогательных агрегатов до 136 л. с., а это важно для шасси, ориентированного под монтаж спецтехники. Головка блока сделана общей, естественно, в ней четыре клапана на цилиндр. Топливная система Common Rail производства Bosch. Сейчас давление распыла составляет 1800 бар, а для достижения норм Евро‑5 его увеличили до 2000 бар. В нормы Евро‑3 и Евро‑4 моторы вгоняли с помощью самого современного варианта системы EGR, с жидкостным охлаждением подмешиваемых к свежему заряду воздуха отработавших газов. Кроме того, система EGR может быть дополнена сажевым фильтром. Раствор мочевины AdBlue на своих новых рядных двигателях ярославские инженеры первоначально решили не применять, но на моторах Евро‑5 пришлось использовать технологию SCR. Напомним, что для внедорожной техники, к которой, безусловно, относятся и полноприводные «Уралы», применяются Правила ЕЭК ООН № 96-02, № 24-03, что позволяет не использовать ни рециркуляцию ОГ, ни AdBlue. И, конечно же, в Ярославле уже готовятся к выпуску двигателей ЯМЗ‑536 и ЯМЗ‑534 уровня Евро‑6.
При подготовке к запуску в производство серии ЯМЗ‑534/ЯМЗ‑536 проводили серьезные стендовые испытания. По их результатам выяснилось, что системы смазки и охлаждения у ЯМЗ‑530 очень эффективны, и должны обеспечить не только работу двигателей нынешнего поколения, но и выдержать дальнейшую форсировку. Применен проток 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 – устанавливают в канавки нижней части блока, что устраняет возможность коробления гильзы при перегреве. Кроме того, сменные гильзы удобны в ремонте: не надо растачивать или гильзовать блок, как приходится делать на некоторых современных дизелях-иномарках. В приводе вентилятора используют поликлиновый ремень, а также вязкостную или электромагнитную муфту, ускоряющую прогрев двигателя зимой. Масляный насос увеличенной производительности, один фильтр полнопоточный, другой – ​более грубой дисперсностью очистки: фильтрует то масло, которое идет в магистраль при открытом перепускном клапане основного фильтра. За стабильность вязкостно-температурных характеристик масла отвечает водомасляный теплообменник. Он установлен в едином блоке с масляным фильтром и термостатом системы охлаждения.
Сначала для ЯМЗ‑536 был осторожно заявлен ресурс до капремонта 700 000 км, что более чем достаточно и для самосвала, и для вездехода. Однако после нескольких лет эксплуатации первых моторов, заявленный ресурс увеличили до миллиона километров. Теперь у перевозчиков появится возможность экономить и на техобслуживании – ​периодичность замены моторного масла до 30 тысяч километров.
Еще одна особенность этого семейства двигателей – ​с 2016 года выпускают моторы, работающие на сжатом природном газе. Это конвертированный дизель ЯМЗ‑536 CNG мощностью 260 л. с. У метановой версии «шестерки» есть и свечи зажигания, и высоковольтные катушки. На «Урале Next» 6х6 применены баллоны общей емкостью 1150 л. При расходе газа в среднем 40 м³/100 км, газобаллонный вездеход обладает запасом хода в 650 км. А метан дешевле солярки почти в 2,5 раза! И еще есть субсидии на приобретение газового автомобиля. Такой набор достоинств, объединенных в одном автомобиле, делают его незаменимым для городских коммунальных служб. Однако пока заявок на производство газобаллонных версий «Урал Next» 4х4 не поступало.
Под производство двигателей семейства ЯМЗ‑530 в Ярославле построили новый завод, в 40 минутах езды от прежнего. Первоначально в моторах было много импортных деталей, в частности, пришлось закупать за границей отливки блока и головки, но сразу же освоили всю мехобработку важнейших деталей. Сейчас эти отливки производят на литейном заводе «Группы ГАЗ» в Нижнем Новгороде. Поршневую группу поставляет костромской завод «Мотордеталь». Поковку коленвала освоил КАМАЗ, маховик, распредвал, шестерни ГРМ делают на ЯМЗ. Топливную аппаратуру предоставляет ОАО «ЯЗДА», турбину – ​фирма «Турбокомплект», бывшая «Турботехника» из подмосковного Протвино.