Так, семейство, двигатели которого соответствуют экологическим нормам "Евро-2", включает (табл. 1) девять моделей дизелей с турбонаддувом и охлаждением наддувочного воздуха, В том числе семь моделей (740.35-400, 740.50-360, 740.51-320, 740.52-260, 740.53-290, 740.37-400, 740.38-360) — размерностью 120 х 130 мм и две (740.30-260 и 740.31-240) - размерностью 120 х 120 мм. Все они предназначены для установки на модернизированные автомобили КамАЗ,

Таблица 1
 
-----------------------------------------------------------------------
Модель Параметры
двигателя ------------------------------------------------------
КамАЗ тип D х S, рабочий nном, Ne, Мкр max,
 мм объем, л мин-1 кВт(л.с.) H•м(кгс•м)
-----------------------------------------------------------------------

740.30-260 V-8 120 х 120 10,85 2200 191(260) 1079(110)
740.31-240 177(240) 932(95)

740.35-400 V-8 120 х 130 11,76 2200 294(400) 1570(160)
740.50-360 265(360) 1472(150)
740.51-320 236(320) 1275(130)
740.52-260 191(260) 1079(110)
740.53-290 213(290) 1177(120)

740.37-400 V-8 120 х 130 11,76 1900 294(400) 1766(180)
740.38-360 265(360) 1570(160)
-----------------------------------------------------------------------

Как видно из таблицы, семейство охватывает довольно широкий мощностной (177—294 кВт, или 240—400л. с.) и по крутящему моменту (932—1766 Н • м, или 95—180 кгс • м) диапазоны, что и делает его пригодным для применения на всех моделях и модификациях АТС, выпускаемых в настоящее время КамАЗом. Кроме того, минимальный удельный расход топлива у двигателей данного семейства составляет 201—206 г/(кВт • ч), иди 148—152 г/(л. с. • ч), расход масла на угар не превышает 0,2 % расхода топлива, а ресурс равен 800 тыс. км пробега, что не хуже, чем у многих дизелей зарубежного производства.

К настоящему времени разработаны, прошли сертификационные испытания и идут эксплуатационные испытания опытно-промышленной партии двигателей КамАЗ-740.60-360, КамАЗ-740.61-320 и КамАЗ-740.62-280, соответствующих нормам "Евро-3" (табл. 2). Пока их оснащают традиционной топливной аппаратурой с электронным регулятором, разработанной в ОАО "ЯЗДА". Однако на них планируется ставить и топливную аппаратуру типа Р7100 с электронным регулятором RE-30 фирмы "Бош". Основные технические характеристики данных дизелей следующие: минимальный удельный расход топлива — 204—206 г/(кВт • ч), или 150—152 г/(л.с. • ч); расход масла на угар — не более 0,1 % расхода топлива; ресурс — не менее 800 тыс. км пробега.

В стадии завершения разработки находятся и дизели, соответствующие нормам "Евро-4". Они, по сравнению со своими предшественниками, имеют ряд конструктивных изменений, связанных с установкой перспективной системы топливоподачи, доводкой рабочих процессов (четырехклапанное газораспределение, новая форма камеры сгорания, центральное расположение форсунки) и введением системы рециркуляции отработавших газов.

Общий вид одного из таких двигателей, КамАЗ-740.73-400, приведен на рис. 2, а некоторые данные — в табл. 3. Планируемый уровень его технических характеристик: минимальный удельный расход топлива — 194—197 г/(кВт • ч), или 143—145 г/(л. с. • ч); расход масла на угар — не более 0,05 % расхода топлива; ресурс — не менее 1 млн. км пробега.

Начаты работы по V-образным шестицилиндровым дизелям с турбонаддувом и охлаждением наддувочного воздуха мощностью от 147 до 177 кВт, или от 200 до 240 л. с., предназначенных для установки на автомобили и автобусы КамАЗ. Создаются они на базе модели КамАЗ-740.30-260. Ожидаемый уровень их унификации — 76 %. Да и вообще нужно сказать, что и модернизированные и перспективные восьми- и шестицилиндровые транспортные дизели КамАЗ имеют очень высокий уровень унификации по отношению к базовому КамАЗ-740.30-260. Так, у двигателей уровня "Евро-2" она достигает 97 %, у двигателей уровня "Евро-3" - 87 %.

Таблица 2
 
-----------------------------------------------------------------------
Модель Параметры
двигателя ------------------------------------------------------
КамАЗ тип D х S, рабочий nном, Ne, Мкр max,
 мм объем, л мин-1 кВт(л.с.) H•м(кгс•м)
-----------------------------------------------------------------------

740.63-400 V-8 120 х 130 11,76 1900 294(400) 1766(180)
740.60-360 265(360) 1570(160)
740.61-320 236(320) 1373(140)
740.62-280 206(280) 1177(120)

570.30-240 V-6 120 х 120 8,14 1900 177(240) 180(100)
570.32-200 147(200) 780(80)
-----------------------------------------------------------------------

Особенно интенсивно улучшение экологических характеристик двигателей шло в последние годы. Так, если за период с 1976 г. (модель 740.10) по 1996 г. (модель 740.11-240, соответствующая нормам "Евро-1") содержание монооксида углерода в отработавших газах уменьшилось в 3 раза (табл. 4), а углеводородов и оксидов азота — в 2 раза, то за период с 1996-го (модель 740.11-240) по 2004 г. (модель 740.60-360, удовлетворяющая нормам "Евро-3") — соответственно в 3; 3,5 и 1,6 раза. Кроме того, выбросы твердых частиц снизились в 3,5 раза.

Все перечисленные — результат мероприятий по повышению технического уровня двигателей. Например, опыт создания дизеля, отвечающего нормам "Евро-3", показал: в случае дизелей размерности D x S = 120 х 130 мм, имеющих мощность 206—265 кВт (280—360 л. с.), задачу можно решить, применив либо модернизированную топливную аппаратуру ОАО "ЯЗДА" (модель 337-23) с электронной системой управления нагрузочно-скоростными режимами его работы, либо аппаратуру фирмы "Бош" (тип Р7100) в комплектации с электронным регулятором. Потому что конструкции плунжера обеих имеют верхние управляющие кромки, повышающие качество рабочего процесса двигателя на холостом и частичных режимах его работы, а ЭСУ позволяет формировать требуемую внешнюю скоростную характеристику, применять различные способы регулирования, корректировать цикловую подачу топлива в зависимости от давления, температур наддувочного воздуха и топлива, значительно улучшает качество переходных процессов. Правда, у топливной аппаратуры ОАО "ЯЗДА" есть существенное преимущество перед аппаратурой "Бош": преемственность технологических процессов. Но есть, к сожалению, и недостатки. Это невозможность процесса впрыскивания топлива под давлением более 120 МПа (1200 кгс/см2) и управления углом опережения впрыскивания по оптимальному алгоритму.

Однако в качестве окончательного решения был принят третий вариант — система топливоподачи UP20 фирмы "Бош", выполненная на базе индивидуальных ТНВД, столбиковых секций с электронным управлением, которая обеспечивает максимальное давление впрыскивания топлива в диапазоне 120—160 МПа (1200—1600 кгс/см2) и заданный оптимальный алгоритм изменения начала и продолжительности впрыскивания. К тому же, для нее характерны и другие достоинства: высокая эксплуатационная надежность, стойкость к перегрузкам и дизельным топливам низкого качества.

В 2005 г. НТЦ автозавода приступил к адаптации на дизеле КамАЗ уровня "Евро-4" аккумуляторной системы топливоподачи с форсункой, которая обеспечивает рабочее давление впрыскивания топлива, равное -200 МПа (2000 кгс/см2). Эта система, в отличие от системы столбикового типа, может реализовать раз-

Таблица 3
 
-----------------------------------------------------------------------
Модель Параметры
двигателя ------------------------------------------------------
КамАЗ тип D х S, рабочий nном, Ne, Мкр max,
 мм объем, л мин-1 кВт(л.с.) H•м(кгс•м)
-----------------------------------------------------------------------

740.73-400 V-8 120 х 130 11,76 1900 294(400) 1766(180)
740.70-360 265(360) 1570(160)
740.71-320 236(320) 1373(140)
740.72-280 206(280) 1177(120)

570.40-240 V-6 120 х 120 8,14 1900 177(240) 980(100)
570.42-200 147(200) 180(80)
-----------------------------------------------------------------------

Таблица 4

---------------------------------------------------------------------------
 Модель двигателя КамАЗ; год ее выпуска
Параметр --------------------------------------------------------
 740.10; 7403.10; 740.11 740.50 740.60 проект
 -240; -360; -360;
 1976 1983 1996 1998 2004 2008
---------------------------------------------------------------------------

Ресурс, тыс. км 180 350 450 600 800 1000

Ме max, 1570(180)
 Н • м (кгс • м) 590(60) 785(80) — 1472(150) 1766(180)

gе min, г/(кВт • ч) 
 [ч/(л. с. • ч)] 224(165) 211(155) 206(152) 204(150) 204(150) 193(142)

Расход масла на угар, 
 % от расхода топлива 0,8 0,5 0,26 0,2 0,1 < 0,05

Уровень шума, дБА 108 102 — 102 98 96

Выброс вредных веществ с 
отработавшимигазами, 
г/(кВт • ч);
 монооксид углерода 6,0 4,0 2,0 0,5 0,5 -
 углеводороды 1,5 2,2 0,2 0,1 0,01 —
 оксиды азота 13,0 13,0 8,0 5,5 4,1 —
 твердые частицы — — 13,5 0,5 8,7 —
---------------------------------------------------------------------------

Второе мероприятие — применение четырехкла-панных чугунных головок цилиндров. Благодаря ему уменьшаются потери на газообмен, увеличиваются механический КПД двигателя и коэффициент наполнения его цилиндров воздухом; форсунка перемещается в центр головки, что, в свою очередь, дает возможность установить распылитель с числом отверстий, достигающим восьми, улучшить распределение топлива по камере сгорания, рациональнее использовать воздух, находящийся в ней, да и саму камеру сгорания сделать более широкой.

Третье мероприятие — электронное управление двигателем по углу опережения впрыскивания топлива, которое позволяет выполнить нормы по токсичности отработавших газов без ухудшения топливной экономичности дизеля, снизить выброс "белого дыма" на режиме прогрева во время холодного пуска, улучшить эксплуатационные показатели автомобиля в целом.

Четвертое мероприятие, без реализации которого достичь экологических показателей, соответствующих нормам "Евро-4" и "Евро-5", невозможно, — комплексная система обработки отработавших газов, которая может состоять из нескольких подсистем. Например, подачи в камеру сгорания аммиака или мочевины; специальных фильтров, в том числе термических (с дожиганием); непрерывной регенерации; рециркуляции отработавших газов.

Пятое мероприятие — внедрение усовершенствованных систем турбонаддува: с регулированием охлаждения наддувочного воздуха; турбокомпрессорами с переменной геометрией соплового аппарата турбины или регулируемым сопловым ее аппаратом, в результате чего улучшаются характеристики двигателя не только на контрольных точках, но и на частичных и переходных режимах, так как с изменением геометрии соплового аппарата меняется пропускная способность турбины в соответствии с режимом работы двигателя и более полно используется энергия отработавших газов.

Шестое мероприятие — совершенствование блока цилиндров. В частности, блока, отлитого из чугуна с вермикулярным графитом, который обладает хорошими литейными свойствами, теплопроводностью и более высокими механическими свойствами, чем традиционно используемый при литье блоков серый чугун СЧ21, тем самым повышая прочностные характеристики блока более чем на 60 %, снижая шум работающего двигателя на 0,1—1,5 дБА.

Седьмое мероприятие — замена алюминиевого сплава АК9ч с твердостью не менее 90 НВ, применяемого для изготовления головок цилиндров, на алюминиевый сплав АК6М2 с твердостью не менее 120 НВ и пределом прочности 270—290 МПа (2700-2900 кгс/см2), обладающий, к тому же, более высокой жаропрочностью. В результате повышается работоспособность и ресурс дизеля с 500 тыс. до 800 тыс. км пробега автомобиля.

Кроме того, для двигателей уровня "Евро-4" мощностью более 265 кВт (360 л. с.) планируется применять че-тырехклапанные головки цилиндров из чугуна ЧВГ-35, предел прочности которого равен 360—450 МПа, или 3600—4500 кгс/см2.

Восьмое мероприятие — нетермообрабатываемая гильза цилиндра двигателей уровня "Евро-2" и выше, изготовляемая из специального легированного чугуна, который отличается от чугуна, подвергаемого объемной закалке, наличием в его химическом составе таких элементов, как молибден, фосфор, бор. Дополнительное легирование позволило получить структуру и твердость материала, обеспечивающего исключительно высокую износо- и задиростойкостъ, увеличить ресурс гильз до 800 тыс. км пробега.

Девятое мероприятие — новые конструкции поршневых колец. Например, верхнее компрессионное кольцо сейчас имеет форму двухсторонней трапеции с углом 6°, его рабочая поверхность с хромокерамиче-ским износостойким покрытием выполнена в виде смещенной бочки; второе компрессионное — прямоугольное, скребкового типа, подвергается азотированию; у маслосъемного кольца высота равна 4 мм, а радиальная толщина уменьшена на 0,25 мм, рабочие пояски — хромированные.

Десятое мероприятие — переход на составную конструкцию поршня двигателей уровня "Евро-4". Головка данного поршня изготовлена из жаропрочной стали, юбка — из алюминиевого сплава. Соединяются они между собой поршневым пальцем. Головная часть имеет галерею для организованного движения масла, что увеличивает эффективность ее охлаждения, а верхнее компрессионное кольцо от днища поршня располагается на расстоянии 10 мм. Масло для охлаждения поршня (расход — 6—8 л/мин) подается форсункой, установленной в блоке цилиндров.

В результате внедрения перечисленных конструктивных решений по ЦПГ улучшилось качество приработки, снизились потери на трение, повысилась износостойкость и обеспечен ресурс работы цилиндро-поршневой группы не мене 800 тыс. км пробега при расходе масла на угар не более 0,1 % расхода топлива.

Еще одно направление работы КамАЗа — газовые двигатели. В 2003 г. завершен первый этап опытно-конструкторских работ по ним, проведены приемоч-

Таблица 5
 
---------------------------------------------------------------------------
Модель Параметры
двигателя ---------------------------------------------------------------
КамАЗ тип D х S, рабочий nном, Ne, Мкр max, Применя-
 мм объем, л мин-1 кВт(л.с.) H•м(кгс•м) емость
---------------------------------------------------------------------------


820.52-260 1079(110) Автомобили 
820.53-240 V-8 120 х 130 11,76 2200 191(260) 932(95) Автобусы
---------------------------------------------------------------------------

Оба двигателя созданы на базе турбонаддувного, с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха дизеля КамАЗ-740.50-360, в конструкцию которого введены следующие изменения: поршни имеют цилиндрическую камеру сгорания со степенью сжатия 12; головки цилиндров доработаны под установку свечей зажигания и газовых электромагнитных дозаторов; применены газовый фильтр, система подвода газа к дозаторам, бесконтактная система зажигания; дроссельная заслонка с электроприводом и датчиком ее положения и электронный блок управления (контроллер М20).

В 2005 г. опытно-конструкторские работы по обоим газовым двигателям завершены. В настоящее время идут эксплуатационные испытания оборудованных ими автобусов и автомобилей. И идут успешно. Например, автобусы НефАЗ, проходящие испытания в ООО "Уралтрансгаз", к 2005 г. имеют средний пробег -40 тыс. км. И, как показали измерения, полностью удовлетворяют требованиям норм "Евро-2".

Источник материала: http://www.avtomash.ru/guravto/2006/20060307.htm