Многоосные вездеходы КАМАЗ-РИАТ

Двигатель

Напомним, что у флагманской модели семейства К4 – ​у седельного тягача КАМАЗ‑5490 основным двигателем стал 12-литровый дизель Mercedes-Benz OM457 с предельной настройкой мощности 428 л.с. и с моментом 2100 Н.м. Этот же двигатель ставят и на различные трехосные версии камских грузовиков третьего поколения, в том числе на самосвалы КАМАЗ‑6580. Однако для КАМАЗ-РИАТ‑65808 8х8 и КАМАЗ-РИАТ‑7330 с колесной формулой 10х8 используют двигатели Cummins. Одна из причин тому – ​курс на импортозамещение, уменьшение негативного воздействия от возможных западных санкций. Дело в том, что применяемые двигатели Cummins ISL8.9 и Cummins ISG12 хотя и с американской родословной, но или китайские, или как сейчас с Cummins ISL8.9 – ​вообще российской сборки на ЗАО «КАММИНЗ КАМА». В результате с таким мотором получается отечественный автомобиль с высокой степенью локализации и с минимумом санкционных рисков.
Казалось бы, для неспешной езды по бездорожью российских Северов полноприводному четырехоснику вполне достаточно и 400 л.с./1700 Н.м, снятых с широко распространенного у нас 9-литрового дизеля Cummins ISL. Нужной тяги на колесах можно добиться и трансмиссией, это подтверждается установкой 400-сильного Cummins ISL на КАМАЗ-РИАТ‑7330 10х8. Однако на КАМАЗ-РИАТ‑65808 8х8 ставят 12-литровый Cummins ISG12 мощностью 500 л.с. Больший рабочий объем (три литра!) обеспечивает больший крутящий момент – ​2300 Н.м, да и 100 дополнительных л.с. на бездорожье – ​далеко не лишние. Кроме того, как говорят в российском представительстве Cummins, заявленный ресурс двигателя Cummins ISL – ​800 тыс. км, а Cummins ISG12 – ​миллион, и не километров, а миль.
Моторы Cummins семейства «L» объемом 8.9 л имеют размерность 114х145 мм, а до них – ​Cummins С, объемом 8,3 л. Все эти моторы конструктивно близки друг к другу. Серию Cummins С выпускали с 1996 года, в сравнении с этими моторами у дизелей «L» увеличен со 135 до 145 мм ход поршня, при этом диаметр цилиндра остался прежним – ​114 миллиметров. Моторы серии «L» изготавливают в Великобритании, США, Бразилии, Индии, Китае, всего их выпустили около 5 миллионов, ежегодно – ​более 150 000 двигателей. То есть, эти двигатели имеют выверенную годами конструкцию, отлаженный сервис и снабжение запасными частями. Кроме того, производство этих моторов налажено в России, в Набережных Челнах на СП «КАММИНЗ КАМА». Среди основных потребителей двигателей серии «L» ведущие мировые компании производители грузовиков – ​американские Paccar, Volvo, Freightliner, в Европе – ​DAF, в Китае – ​Dongfeng. Список можно продолжить. И всех этих производителей двигатели более чем устраивают. Самая «слабая» настройка двигателя серии «L» в 300 л.с. и с моментом в 1230 Н.м, следующая настройка – ​325 л.с. и 1350 или 1440 Н.м, потом 340л.с./1460 Н.м; 360 л.с./1500 Н.м, 370 л.с./1550 Н.м и самая мощная – ​400 л.с. при 2100 и 1700 Н.м при 1400 об/мин. Главное отличие Cummins L от Cummins ISL – ​топливная аппаратура: на «L» применялся механический ТНВД, а на «ISL» – ​Common Rail.
У двигателей Cummins ISL8.9 следующая конструкция: чугунные блок и головка, «мокрые» сменные гильзы с надежной центровкой по верхнему и нижнему поясам, с уплотнениями резиновыми кольцами. Благодаря гильзованию блока мотор Cummins ISL может выдержать бесчисленное число капремонтов. Если понадобится… Применен надежный стальной кованный коленвал, у него четыре ремонтных размера для перешлифовки. Общая для всех цилиндров головка блока, четыре клапана на цилиндр, нижний распредвал с приводом от шестерен переднего расположения, штанги и роликовые толкатели в приводе клапанов. Предмет гордости специалистов Cummins – ​регулировка клапанов осуществляется с периодичностью один раз за 240 тысяч километров! Прокладка головки блока – ​металлоасбестовая, с интегрированными уплотнениями водяных каналов, но может применяться и полностью металлическая, наборная, еще более надежная. В цилиндро-поршневой группе используются традиционные алюминиевые поршни с залитой вставкой под верхнее кольцо. Применяется охлаждение полости поршня и соответственно днища струей масла – ​форсунки установлены в блоке. Понятно, что это давно обычная практика для дизелей с турбонаддувом. Но напомним, совместно с подачей охлажденного в интеркулере воздуха, так уменьшается теплонапряженность днища поршня, камеры сгорания, верхнего пояса гильзы, прокладки головки блока.
Двигатели оснащены турбонаддувом и интеркулером, топливная система с электронным управлением Common Rail, давление распыла 1600 бар. Топливо впрыскивается тремя порциями. Первая – ​предварительная, 5-10 % от общей цикловой подачи, благодаря предварительному впрыску ощутимо смягчается воспламенение смеси, нарастание фронта пламени и вообще работа дизеля. Вторая порция – ​основная, это 85-90 % необходимой порции солярки. И завершающая порция – ​около 3-5 %, которые идут на уменьшение окислов азота, а на более современных моторах (то есть, некоторых Евро‑5 и Евро‑6) на дожигание сажи в сажевых фильтрах – ​в случае их применения.
Сейчас на конвейере «КАММИНЗ КАМА» собирают двигатели Cummins ISL Евро‑5, моторы укладываются в нормы с использованием водного раствора мочевины AdBlue. То есть, конструктивно созданы все предпосылки для дальнейшего совершенствования моторов Cummins ISL и в частности по нормам токсичности. Во всяком случае в НТЦ «КАМАЗа» довелось увидеть «ISL» уже в исполнении Евро‑6. Но на СП «КАММИНЗ КАМА» есть даже варианты в исполнении Евро‑2, но с механическим ТНВД. Кому нужен такой мотор, когда в России действуют нормы Евро‑5? Для производителей сельхозтехники – ​тогда получается выполнение норм Tier 2 или Tier 3. В отличие от моторов Cummins ISВ, которые выпускают в Челнах и локализованы на 60 %, Cummins ISL пока собирают из импортных деталей.
Конечно же, традиционные «восьмерки» КАМАЗ‑740, даже в самом современном исполнении, с Common Rail и моторы Cummins ISL совершенно разные конструктивно двигатели, со своими достоинствами и недостатками. Однако, семейство «ISL» на челнинских грузовиках не заменяет моторы V8, а удачно дополняет отечественные двигатели. Это видно на примере самосвала КАМАЗ‑6520 «Люкс», на который автозавод ставит Cummins ISL. Примерно так же идет сейчас применение моторов Cummins ISB 6.7. Но семейство «ISB» находится по одну сторону 300-сильной «границы» линейки моторов для КАМАЗа, а Cummins ISL – ​по другую.
Cummins ISG12 – ​один из самых современных дизелей у Cummins Inc., разработанный в США, но выпускаемый в Китае, на совместном предприятии Foton Motor с компанией Cummins, организованном в 2008 году. Cummins ISG не один мотор, пусть и с несколькими настройками, а целое семейство дизелей. Есть Cummins ISG11 объемом 10,5 л и ISG12 объемом 11,8 л и размерностью 132х144 мм. Диапазон мощности у Cummins ISG12 – ​от 350 до 500 л.с., крутящего момента – ​от 1900 до 2300 Н.м. Это очень хорошие показатели – ​лет десять назад с 12-литрового серийного турбодизеля для грузовика не снимали 500 сил! Сейчас Cummins ISG12 в числе лидеров по мощности и моменту среди 12-литровых моторов. К примеру, у седельных тягачей FotonAuman Н5 4х2 ориентированных на эксплуатацию в России применяют двигатели Cummins ISG12 с тремя настройками мощности: 420 л.с при 1900 об/мин и момент 2100 Н.м при 1100 об/мин; 450 л.с./2200 Н.м и 470 л.с/2200 Н.м, с теми же оборотами. Кроме тяжелых грузовиков Foton Auman двигатель Cummins ISG12 уже устанавливают на самосвалах МАЗ‑6501.
Для российских автоперевозчиков Сummins ISG12 должен быть понятен и удобен в ремонте и обслуживании. В блоке цилиндров у него применены мокрые гильзы, то есть удобные и практичные в ремонте. У шеек коленвала тоже есть ремонтные размеры. Блок цилиндров и головка – ​чугунные, распредвал установлен в головке блока с четырьмя клапанами на цилиндр. Есть турбонаддув и интеркулер. Привод ГРМ – ​со стороны маховика и это используется для отбора мощности для привода гидронасосов надстроек.
Применяется традиционная для Cummins экономичная топливная аппаратура Common Rail производства Bosch, по классификации Cummins она называется XPI. Уровень токсичности от Евро‑4 и Евро‑5, достигается с технологией нейтрализации SCR, то есть с раствором мочевины. Применение системы SCR, по сравнению с рециркуляцией ОГ – ​EGR, позволяет снизить требования к применяемому моторному маслу, а также к сернистости топлива. И хотя в России находится немало почитателей дизелей в исполнении Евро‑4, а лучше Евро‑3 и Евро‑2, все же к нам поставлять будут только Евро‑5.
У Cummins ISG12 есть встроенный компрессионный моторный тормоз, тормозной мощностью около 300 кВт – ​оптимальная вещь для автопоезда. В ГРМ двигателя установлены электромагнитные клапаны, и когда моторный тормоз включен, мотор «превращается» в компрессор, причем дизель при работе в режиме торможения не изнашивается и не потребляет топливо. Избыток теплоты отводится в систему охлаждения двигателя.
Особенность этих многоосных шасси – ​их делали в первую очередь с учетом потребностей нефтяников и газовиков. А у них одним из оговоренных при заказе условий была возможность 100 % отбора мощности от двигателя автомобиля на привод установленного на шасси технологического оборудования. Дело в том, что работа надстройки часто требует мощной энергетической установки, то есть второго мотора, а выкроить на раме место для его монтажа оказывается сложно. Поэтому оптимален отбор мощности именно от двигателя автомобиля. Причем привычной установки коробки отбора мощности на коробку передач оказывается недостаточно, это всего лишь 30-50 %. А требуется «отобрать» всех «лошадей», то есть весь крутящий момент, поэтому применяются особые редукторы с КОМ. Один из вариантов – ​установка редуктора между сцеплением и коробкой передач, второй – ​между коробкой передач и раздаточной коробкой. Какой вариант выбрать – ​все зависит от заказчика. При этом у Cummins ISG12 как опция есть отбор мощности от шестерен ГРМ – ​до 700 Н.м., то есть можно использовать гидромоторы и гидроцилиндры не навешивая гидронасос на коробку. Это очень удобно именно для транспортных версий многоосников. У Cummins ISL8.9 несмотря на переднее расположение ГРМ, тоже возможен отбор мощности, но сзади, от коленвала, через специальный редуктор установленном на картере маховика. В таком случае снимают момент 550 Н.м.
Проблема, связанная с возможным перегревом двигателя при работе установки на точке (ведь в этом случае нет набегающего потока воздуха, радиатору не хватает охлаждения), устраняется монтажом радиатора увеличенной емкости и площади. Если эксплуатация оборудования связана с еще более высокими температурами окружающего воздуха или с более высокими нагрузками – ​возможна установка дополнительного радиатора сзади кабины и, допустим, гидромотора для дополнительного вентилятора охлаждения.
Еще один возможный двигатель для многоосных КАМАЗ-РИАТ 7330 10х8 и КАМАЗ-РИАТ 65808 8х8 – ​это рядный шестицилиндровый мотор КАМАЗ‑910, рабочим объемом 11,95 л, который ранее часто называли «проект «Тибет». Он создан для семейства грузовиков К5, то есть для КАМАЗ‑54901, это совершенно новый дизель, полностью оригинальной конструкции, не имеющий ничего общего с двигателями КАМАЗ‑740. Двигатель разрабатывался совместно с компанией Liebherr, с использованием опыта конструирования, производства и эксплуатации 12-литрового дизеля Liebherr D 946, который стоит на конвейере германо-швейцарской компании с 2012 года. Диапазон мощности КАМАЗ910 от 380 до 550 л.с., крутящий момент – ​от 1700 до 2540 Н.м., на основе этого мотора создан перспективный двигатель КАМАЗ‑920, который при том же объеме выдает вообще 700-750 л.с. Мотор уже выпускается малой серией, линия сборки расположена на заводе моторов, рядом с конвейером, на котором собирают традиционные «восьмерки», а за перегородкой, на отдельной территории расположено производство «КАММИНЗ КАМА». Мотор КАМАЗ910 уже почти полностью локализован, освоено литье и обработка блока и головок. Коленвал, маховик, поршни, различные крышки, поддон – ​это все российское. Так что применение мощных, 500-сильных двигателей выводит на новый, более высокий уровень продукцию компании «РИАТ».