Серия газовых двигателей ЯМЗ-530 CNG

Содержание:

Рядные четырёх- и шестицилиндровые дизельные моторы семейства ЯМЗ-530 уже давно известны знатокам отечественной грузовой и коммерческой техники. В разных модификациях этот мотор стоит на автобусах ПАЗ, КАвЗ и ЛиАЗ, среднетоннажных грузовых автомобилях ГАЗ и МАЗ. А чем отличается мотор CNG?

CNG – это compressed natural gas, что в переводе с языка Шекспира на язык Пушкина означает «сжатый природный газ». У нас его ещё иногда называют компримированным. Желание сделать мотор, работающий на этом топливе, возникало неоднократно. Но обычно всё заканчивалось на желании, так как процессы в бензиновом моторе сильно отличаются от таковых же в газовом. Чуть более подходит на роль донора дизель, но и там не всё просто. Хотя бы с зажиганием: свечей зажигания-то нет, как поджечь газ? И всё же газовый мотор был создан, причём в качестве базы выбрали именно дизельный ЯМЗ-530. Подетальная унификация газового мотора с дизелем составляет 90%, но тем не менее, эти агрегаты сильно отличаются. И в первую очередь, конечно, системой впуска.

Принцип работы газового двигателя

Через запорный клапан газ попадает в фильтр высокого давления. Оттуда он идёт в газовый редуктор с датчиком давления, где давление снижается с 200 до 6 атм. Затем через фильтр низкого давления газ поступает в рампу. Тут тоже есть два датчика: давления и температуры. Следом идёт форсунка, и тут уже пора бы подойти воздуху.

Он тоже проходит не самый простой путь: из дросселя воздух поступает во впускной нагреватель и – тоже через датчики давления и температуры – попадает в камеру сгорания. И тут возникает вопрос: как поджигать смесь? Степень сжатия – 12,5 – совсем не дизельная. Пришлось ставить свечу, но чтобы не слишком сильно менять блок, свеча стоит прямо в клапанной коробке. То есть для замены свечей крышку придётся снимать – такая вот особенность.

В самом моторе тоже есть весь необходимый набор датчиков: положения распредвала, положения коленвала, давления и температуры масла, температуры охладителя, ну а на выпуске – датчик положения клапана EGR. И уж коли мотор турбонаддувный, то есть во впускной системе и турбина, и интеркулер – тут всё так, как у обычных моторов. Управляет работой канадский блок Westport. Кстати, эта же компания и стала партнёром ЯМЗ в деле разработки газового мотора. И уж если на то пошло, то иностранных компонентов в этом агрегате достаточно.

В системе топливоподачи стоят форсунки Nikki, топливный фильтр низкого давления – Parker, регулятор давления топлива – Emer, топливный фильтр высокого давления тоже сделан компанией Westport. В системе зажигания стоят катушки зажигания Marshall, а сами свечи – Bosch. Последней же фирме принадлежат и все датчики, и дроссельная заслонка. Турбокомпрессор сделал Borg Warner, насос гидроусилителя и шестерни – ZF, клапаны и вкладыши – Mahle, водяной и масляный насосы – OMP, крышку ГБЦ с прокладкой – Dana, маслосъёмные колпачки – Freudenberg.

Казалось бы, зачем столько иностранцев? Во-первых, некоторые детали экономически выгоднее покупать у поставщиков, чем осваивать их производство. Ну а выбор Westport (этой же канадской компании принадлежит и блок управления двигателем) обоснован и того больше: специалисты именно этой фирмы приложили руки к созданию газовых моторов Volvo, Cummins, Caterpillar, Kenworth и некоторых других.

Модификации газового двигателя ЯМЗ-530 CNG

Так же, как и в случае с родственными моторами ЯМЗ-530, речь идёт не об одном двигателе, а о целой линейке. Какими же будут эти газовые моторы?

Для среднетоннажных автомобилей и автобусов среднего класса предлагается несколько четырёхцилиндровых моторов, объём которых составляет 4,43 литра. Это моторы ЯМЗ-53414, ЯМЗ-53424 и ЯМЗ-53444. Все они – четырёхтактные, турбонаддувные и с зажиганием свечой. Система топливоподачи – многоточечный и фазированный впрыск с электронным управлением. Мощность первого мотора составляет 170 л.с., двух вторых – 150 л.с. А вот крутящий момент, наоборот, совпадает у двух первых моторов (590 Нм) и чуть меньше у последнего – 493 Нм.

Шестицилиндровые моторы предлагают ставить на автомобили и автобусы больших классов. Их тоже три, и все они, разумеется, рядные. Система топливоподачи точно такая же, как и у «четвёрок», но объём больше – 6,65 литра. Двигатели имеют маркировку ЯМЗ-53604, ЯМЗ-53624 и ЯМЗ-53644. Первый мотор – самый мощный, он развивает 312 л.с., максимальный крутящий момент – 1 220 Нм. Мощность второго – 285 л.с. (1 130 Нм), третьего – 258 л.с. (1 080 Нм).

Моторы тяжело назвать компактными. Габариты ЯМЗ-534 – 895х717х960 мм. Шестицилиндровый мотор, конечно, значительно длиннее, а вот остальные габариты не сильно отличаются от «младшего брата»: 1154х762х961 мм.

Резюмируем: всего будет предложено шесть моторов Евро-5 с мощностью от 150 до 312 л.с. Это просто прекрасно, но владельцев автомобилей с такими моторами больше всего будет интересовать стоимость обслуживания и их ресурс. Так как моторы только начали выпускать, ещё ни один из них не отъездил даже до первого ТО. Но основными данными производители уже поделились.

Так, обещанный ресурс 4,43-литровых моторов – не менее 700 тысяч километров. А вот шестицилиндровые должны служить дольше – до 900 тысяч. Периодичность ТО будет зависеть от условий эксплуатации – это нормально для коммерческого транспорта. Для автомобилей и автобусов, эксплуатация которых проходит в городских условиях, пробег до первого ТО составляет 15 тысяч километров, для междугородной техники – 25. Дальнейшая периодичность также отличается: 30 тысяч для города и 50 – для трассы. Как это будет происходить в реальной жизни, мы ещё увидим, но позже. А пока посмотрим, что было сделано для пуска производства.

Серьёзному проекту – серьёзные инвестиции

Некоторые могут сказать: подумаешь, взяли дизель, прикрутили к нему ГБО и сидят, радуются. Глубочайшее заблуждение, господа! Работа газового мотора так же отличается от дизеля, как дизель от бензина. Тем более, что перед конструкторами стояла задача сделать мотор на газе (который как топливо значительно дешевле и бензина, и солярки), но без потери его мощности, которая так не нравится владельцам машин на обычном ГБО. Поэтому двигатель CNG – это всё же новый агрегат, пусть даже и базирующийся на старом добром 530-м.

И вложиться в его производство пришлось серьёзно: ушло на это 500 миллионов рублей, часть которых потрачена на серьёзную модернизацию существующего производства. Например, для выпуска газовых моторов дооснастили линию обработки головки цилиндров, модернизировали стенд испытания головки цилиндров на герметичность и приспособления для обработки алюминиевых и стальных деталей. На линию сборки поставили новую станцию проверки на герметичность газовой системы мотора, причём интегрировали её уже в существующую линию сборки ЯМЗ-530: газовые моторы выпускают в одном потоке с дизельными. Для испытаний двигателей CNG оборудован отдельный бокс.

Синий слева — дизельный 534, серый справа — газовый, метановый 534

На заводе в три смены работает всего 400 сотрудников. Завод выпускает 60 базовых модификаций двигателей для 300 моделей конечной техники. Ежедневно выпускается 100-150 моторов и можно увеличить производство в 3 раза. На заводе 72% работников (а это молодые ребята и девчонки) — инженеры, с высшим образованием, и абсолютно все владеют навыками и методами международной системой стандартов качества ISO/TS 16949. На всех приятно смотреть – спокойные, уверенные, глаза умные и заинтересованные.

Есть довольно веские основания предполагать, что ЯМЗ-530 CNG будет востребованным агрегатом. Им планируют оснащать автобусы ПАЗ, ЛиАЗ, МАЗ и КамАЗ, а также грузовую технику ГАЗ, УРАЛ, МАЗ и КамАЗ. Цена газового мотора выросла по сравнению с ценой на дизельный ЯМЗ-530 на 30%.

Предположения о стоимости эксплуатации техники с газовыми моторами оптимизм вселяют, но всё же цифры будут зависеть от условий эксплуатации машин и автобусов. Обещают, что экономия на топливе может достигать 50%. Вполне возможно, но помимо газовых моторов нужны ещё и газовые заправки, которых пока не так много.

К 2019 году планируется подготовить дизели ЯМЗ-530 к переходу на Евро-6. Сия участь не минует и моторы CNG – к этому времени они должны удовлетворять новым экологическим нормам, ведь заводчане рассчитывают завоёвывать долю на международных рынках, в том числе – и с помощью газовых моторов. А тут уже без Евро-6 не обойтись.

КАК ДЕЛАЮТ ДВИГАТЕЛЬ ГАЗон NEXT!!! #1 ЗАВОД ЯМЗ 530 - видео

Двигатели семейства ЯМЗ 530 - видео