ПАО «КАМАЗ» перешло в стадию подготовки производства нового силового агрегата для российского грузовика. Названы его основные характеристики. Зачем КамАЗу понадобился новый мотор и как его будут делать? Об этом рассказывает корреспондентautotruck-press Михаил Баландин.
V8 и R6: кто кого?
Начнем с небольшой справки и расскажем, какие моторы сейчас устанавливают на челнинские грузовики и почему.
В КАМАЗах можно встретить три агрегата: «родной» дизель 740-й серии, а также моторы Daimler OM 457 и Cummins. 740-е моторы — единственные в линейке, имеющие восемь цилиндров.
Импортные моторы — рядные «шестерки», как и будущий новый Р6. Такие двигатели сейчас наиболее популярны в мире грузовой техники. А ведь когда-то и 740-й мотор был вполне передовым агрегатом! Давайте вспомним его историю.
В 1967 году на московском заводе имени Лихачева приступили к разработке семейства грузовиков ЗиЛ-170 с колесной формулой 6х4. В 1969 году первый образец был готов, и его производство передали новому заводу в Набережных Челнах, который в это время еще находился на этапе строительства.
В 1976 году с конвейера нового предприятия сошел КАМАЗ-5320, который, по сути, и был тем самым 170-м ЗиЛом. Силовым агрегатом тогда являлся ярославский ЯМЗ объемом 11,5 л, который выдавал от 180 до 210 л.с. Выпуск этих дизелей был налажен на КамАЗе еще в 1975 году, и отсюда берет начало агрегат 740-й серии. Чем же был хорош этот мотор?
Во-первых, дизель КамАЗа — первый из советских двигателей, получивший закрытую систему охлаждения, в которой должен был использоваться тосол, а не вода. Привод крыльчатки охлаждения радиатора получил гидромуфту, а вся система — термостат. Были в этом моторе и другие технологические новинки (полнопоточная система фильтрации масла с центрифугой, азотированный коленвал, съемные направляющие втулки из металлокерамики для клапанов и пр.), но с тех пор прошло сорок лет.
Само собой, за эти десятилетия мотор неоднократно модифицировался, но ничего нельзя переделывать бесконечно: когда-то все равно придется изобретать что-то принципиально новое. Тем более что форсировать старый мотор стало уже просто дорого и оттого еще более бессмысленно. Прибавьте сюда жесткие нормы Евро-5, «прокрустово ложе», слишком тесное для старого V8. Одним словом, необходимость создавать новый двигатель появилась уже давно.
В мире очень много хороших рядных «шестерок». Можно, конечно, придумать еще один мотор, но это было бы неоправданно долго и дорого. В современном автомобильном производстве уже давно сложились несколько иные тенденции, поэтому базу для нового мотора решили поискать среди других производителей, с которыми у предприятия налажены давние партнерские отношения.
Почему Р6 и причем тут Liebherr?
Я уже говорил, что новый мотор КамАЗа должен обязательно соответствовать Евро-5, а в перспективе — и Евро-6. Двигателю V8 тяжело уложиться в эти нормы в принципе: с ним очень плохо «уживается» устройство со сложным и страшным названием турбокомпаунд. Что это за зверь такой?
В среднестатистическом дизеле с отработавшими газами в никуда вылетает около 30-40% тепловой энергии, которую очень хочется как-то заставить работать. Впервые этот фокус частично удался у компании Scania, которая в 1961 году установила на один из своих двигателей турбокомпрессор. Устройство знакомо большинству автолюбителей: если очень коротко, то оно при помощи отработавших газов нагнетает дополнительный воздух в камеру сгорания. Неплохо, но недостаточно. И тогда придумали турбокомпаунд.
Его задача несколько иная: он через гидромуфту и понижающий редуктор передает энергию газов непосредственно на коленвал. Он, можно сказать, берет механическую энергию из ниоткуда и отдает ее напрямую на вал. Это — если объяснять в двух словах. На деле все гораздо сложнее и интереснее, но углубляться в теорию двигателестроения и особенности режимов работы мотора под нагрузкой и без нее мы не будем. Просто примем тот факт, что штука эта очень полезная и эффективная, с ее помощью можно значительно повысить КПД двигателя, а главное — уложиться в строгие экологические нормы, причем не только настоящие, но и будущие.
Турбокомпаунд стоит на многих грузовиках, в первую очередь, конечно, на Сканиях, но есть, например, и на Вольво. На сегодня мнение о необходимости установки турбокомпаундного блока на ДВС грузовой техники почти однозначное: ставить надо. Только вот на V8 с его крайне сложной системой выпуска установка турбокомпаунда оказывается тяжелым и бесполезным занятием. Во-первых, получится дорого, а во-вторых, турбокомпаунд увеличит и без того значительные габариты мотора. Другое дело — рядная компоновка: тут с установкой чудо-устройства все гораздо проще.
Есть еще один аргумент в пользу рядной «шестерки» — ее стоимость. Дело в том, что V8 — мотор не сбалансированный, и для снижения вибраций приходится устанавливать дополнительные балансирные валы. Они не только понижают КПД (часть энергии сгоревшего топлива тратится на вращение валов), но и повышают стоимость двигателя. А вот R6 является как раз наиболее сбалансированным от природы мотором, балансирные валы не нужны ему в принципе. Разумеется, конструкция мотора становится проще и дешевле.
Сбалансированность, относительная простота конструкции и невысокая стоимость производства стали главными аргументами в пользу рядной компоновки будущего мотора. Итак, с этим, вроде бы, понятно. Теперь пару слов о компании Liebherr.
Еще в 1973 году, за три года до запуска производства первых машин, немецкая компания Liebherr стала партнером СССР при проектировании отдельного производства КамАЗа — производства коробок передач. С тех пор сотрудничество с этим производителем почти не прекращалось и всегда было выгодным и конструктивным.
Хорошая репутация и не слишком большие запросы немецкого партнера позволили при выборе нового мотора рассматривать в виде основы двигатель Liebherr D946. Так что же за двигатель мы будем ждать от челнинцев?
Шесть в ряд: подробности о новом двигателе КАМАЗ Р6
Степень сжатия нового мотора — 18. Впрыск топлива — непосредственно в камеру сгорания, расположенную в поршне. При диаметре цилиндра 130 мм ход поршня составит 150 мм — такие моторы называют «длинноходными». Кстати, предыдущие моторы КАМАЗ-740 тоже были длинноходными — 120х130 мм. Изменение размера привело к сохранению почти такого же объема при уменьшении количества цилиндров.
В системе охлаждения нового ничего нет — обычное жидкостное с принудительной циркуляцией, объем составляет 20 литров. Система наддува и охлаждения наддувочного воздуха — газотурбинная, с одноступенчатым наддувом и теплообменником типа «воздух-воздух». Системы смазки — комбинированная, с шестеренным масляным насосом и водомасляным охладителем масла.
На данный момент топливная система, пожалуй, самая сложная для локализации вещь. На первый взгляд, тут тоже не так много нового: Common Rail с многоплунжерным насосом высокого давления. Но вот самые важные компоненты — пока импортные: ТНВД, форсунки, ЭБУ — все это осталось от Liebherr. Да и турбокомпрессор этой же фирмы. В общей сложности на долю иностранных поставщиков приходится около четверти позиций, остальное либо производят на КамАЗе, либо заказывают на отечественных специализированных предприятиях.
Вообще жесткости блока уделили особое внимание: дизель Liebherr D946 был тяжелым — его применяли большой частью в строительной технике и в качестве стационарного агрегата, поэтому ему пришлось снижать вес. Разумеется, жесткость от этого страдать не должна.
Р6 имеет индивидуальные чугунные головки блока, что упрощает возможный ремонт. Коренные и шатунные шейки коленвала проходят обработку токами высокой частоты. Верхнее компрессионное и маслосъемное кольца — с хром-алмазным покрытием, а нижнее компрессионное кольцо покрытия не имеет.
Конструкция масляного насоса не только позволяет максимально быстро подать масло к основным компонентам, но и обеспечивает внутреннюю рециркуляцию избыточного масла. Сам насос — шестеренного типа, односекционный, и располагается в масляном картере. Кстати, сам поддон может быть не только металлическим, но и пластиковым — работы по его внедрению в производство сейчас ведутся на КамАЗе.
На первом этапе производства планируется выпуск 12 тысяч моторов в год, при этом время сборки каждого мотора составит чуть больше 14 минут. На втором этапе годовое количество выпущенных моторов вырастет до 30 тысяч, при этом новый мотор будет выходить с конвейера каждые пять минут.
Ожидать старта серийного производства можно будет только в 2019 году.
