Компоненты "КАМАЗ: по дороге к Евро-5"


 

Ксения ДИТЯТКИНА

 

Согласно регламенту Правительства РФ от 12.10.2005 г. № 609 «Об утверждении специального технического регламента «О требованиях к выбросам автомобильной

техникой, выпускаемой в обращение на территории Российской Федерации, вредных (загрязняющих) веществ», в действие введены технические нормативы выбросов

в отношении автомобильной техники, выпускаемой на территории РФ. С января 2010 г. планируется вступление в силу экологического класса Евро-4, в этом случае с

1 января 2014 г. производители должны будут комплектовать свои машины агрегатами соответствующими пятому европейскому стандарту.

Работая в рамках «Концепции развития автомобильной промышленности России» моторостроители КАМАЗа выполнили большой объем конструкторских работ по совершенствованию выпускаемых двигателей и разработке, доводке, подготовке и освоению производства новых моделей и модификаций, отвечающих современным требованиям экологии, надежности и топливной экономичности. Результат — фирменный модельный ряд дизелей КАМАЗ. Основной задачей дня сегодняшнего производители считают серийный выпуск двигателя стандарта Евро-5.

 

 

В стремлении к совершенству

Руководители ОАО «КАМАЗ» внесли свое слово  в утверждение Постановления № 609, они активно вели работу по внедрению в серийное производство двигателей уровня Евро-3. Последние два года проводилась доработка конструкций двигателей, отвечающих стандарту Евро-3 до уровня Евро-4 с потенциалом их развития до Евро-5. Практически все подразделения КАМАЗа участвовали в данном проекте. Порядка 10 зарубежных фирм приняли участие как соучастники по его реализации. Основные работы по развитию конструкций двигателей Евро-4 произведены в подразделении главного конструктора по двигателям научно-технического центра (НТЦ). Стратегическая цель КАМАЗа – расширение и увеличение объемов продаж, даже в условиях кризиса в соответствии с требованиями регламента.

С 01.01.2010 г. в соответствие с требованиями регламента, российские   производители при выпуске новых автомобилей должны перейти к компонентам четвертого экологического класса.

С 2008 г. основная масса производимых на заводе автомобилей комплектуется двигателями третьего экологического класса. Они разрабатывались на базе размерности 120х130, полезная мощность базового двигателя модели 740.64-420 составляет 420 л.с., мощность брутто, как правило, выше на 20 л.с. С внедрением этих двигателей, КАМАЗ перешел на электронно-управляемые системы топливоподачи.

 

Двигатели КАМАЗ, соответствующие требованиям Евро-3

Модель

Параметры

Тип

DxS, мм

Рабочий объем, л

nном, мин-1

Ne, л. с.

Мкр.max, кгс·м

740.64-420

V-8

120х130

11,76

1900

420

190

740.63-400

400

180

740.60-360

360

160

740.61-320

320

140

740.62-280

280

120

740.65-240

240

100

Примечание. Основные технические характеристики двигателей семейства:

- минимальный удельный расход топлива – 145-150 г/л. с.∙ч;

- расход масла на угар - не более 0,1 % от расхода топлива;

- ресурс - не менее 800 тыс. км пробега автомобиля.

 

Европа все ближе

В 2005г. НТЦ ОАО «КАМАЗ» приступил к адаптации на дизеле КАМАЗ уровня Евро-4 аккумуляторной системы топливоподачи с инжектором (форсункой с электромагнитным клапаном, обеспечивающим впрыскивание строго дозированных порций топлива), которая обеспечивает рабочее давление впрыскивания топлива, равное - 160 МПа (1600 кгс/см²). Эта система, в отличие от системы столбикового типа, может реализовать раздельный процесс впрыскивания топлива.

Использование на двигателе электронного управления с углом опережения впрыскивания топлива, позволило выполнить нормы по выбросам вредных веществ с отработавшими газами (ОГ), улучшить топливную экономичность дизеля, снизить выброс «белого дыма» на режиме прогрева во время холодного пуска, улучшить эксплуатационные показатели автомобиля в целом. Еще одной системой, без использования которой на дизельных двигателях, достичь экологических показателей, соответствующих нормам Евро-4 и -5, невозможно, является комплексная система обработки отработавших газов, которая может состоять из одной или нескольких подсистем. Таких как, подача в выпускную систему (на вход в глушитель-нейтрализатор) водного раствора мочевины (AdBlue).

Так же проведено совершенствование блока цилиндров, изменение материала позволило повысить прочностные характеристики блока более чем на 60 %, снижая шум работающего двигателя на 0,1-1,5 дБА.  А замена в двигателе компонентов из алюминиевого сплава на сплав обладающий более высокой жаропрочностью повысил длительную работоспособность и ресурс дизеля с 500  до 800 тыс. км пробега автомобиля.

В новом двигателе уровня Евро-4 для нейтрализации отработавших газов специалисты НТЦ ОАО «КАМАЗ» выбрали технологию SCR (Selective Catalytic Reduction) на основе компонентов системы Denoxtronic-2, что обеспечивает снижение уровня выбросов вредных веществ с ОГ, улучшая при этом топливо-экономические показатели мотора. Изготовлены опытные образцы и определены базовые моторы для будущих серийных двигателей стандарта Евро-4 нескольких моделей: 400-сильные для магистральных тягачей, мощностью 320-360 л. с. - для тяжелых самосвалов, 280-сильные - для транспортных автомобилей и шасси.

В период пробега до 800 тыс. км, стабильность выбросов частиц обеспечивается цилиндро-поршневой группой. Ресурс двигателей - не менее 1 млн. км пробега автомобиля. Система подачи топлива включает в себя насос высокого давления, рейлы (аккумуляторы), в которых происходит накопление топлива под высоким давлением, инжекторы, комплекты датчиков, электронный блок управления, программное обеспечение. Система топливоподачи в составе двигателей КАМАЗ успешно прошла испытания на соответствие выполнения нормативов Евро-4.

На двигателях КАМАЗ уровня Евро-4 будет устанавливаться топливный насос высокого давления CP 3.4. Его основные характеристики – создаваемое давление в рейле – 1600 бар.

 

Технические характеристики двигателей КАМАЗ V8 Евро-4

Модель

Параметры

Тип

DxS, мм

Рабочий объем, л

nном, мин-1

Ne, л. с.

Мкр.max, кгс·м

740.75-440

V-8

120х130

11,76

1900

440

210

740.74-420

420

190

740.73-400

400

180

740.72-360

360

160

740.71-320

320

140

740.70-280

280

120

 

Примечание. Основные технические характеристики двигателей семейства:

- минимальный удельный расход топлива – 143-148 г/л. с.∙ч;

- расход масла на угар - не более 0,06 % от расхода топлива.

 

 

Российский Евро-5

Для достижения технических характеристик двигателей стандарта Евро-5 требуется повышенное давление впрыскивания топлива - порядка 2200 бар. В настоящий момент работы ведутся по адаптации конструкции рядного двухсекционного насоса и инжектора более высокого технического уровня. Система турбонаддува на двигателях Евро-5 одним турбокомпрессором с перепуском ОГ.

Инженеры завода провели конструктивные изменения деталей цилиндро-поршневой группы, заменили используемые сплавы на более современные, внедрили нанесение на поршневые кольца хромо-алмазного покрытия, а также с целью упрочнения ввели процесс карбонитрирования коленчатого вала для двигателей мощностью 400 л.с. и выше.

На двигателях КАМАЗ уровня Евро-5 планируется установка насоса, обеспечивающего давление в рейле более 2000 бар.

Практически все производители тяжелой техники для достижения параметров Евро-4, 5 выбрали технологию SCR. Это фирмы Mercedes-Benz, DAF, Iveco, Renault, Volvo, Daimler Chrysler, MAN, на долю которых приходится около 80 % Европейского рынка.

Этим и объясняется выбор для дизелей КАМАЗ метода селективной каталитической очистки отработавших газов (SCR) для выполнения требований Евро-4, -5.

Принятая стратегия КАМАЗа в части выполнения законодательных требований, предъявляемых к дизелям уровня Евро-4 и -5, базируется на использовании в конструкции двигателей перспективной системы топливоподачи типа CR фирмы BOSCH и системы обработки отработавших газов методом SCR, выгодна не только производителю, но и потребителю. Выбранная система (SCR) обеспечит потребителям автомобилей КАМАЗ наилучшее сочетание критериев: расход топлива, надежность, долговечность.

 

 

История создания двигателей КАМАЗ

- 4 декабря 1975 г. на заводе двигателей КАМАЗа собран первый двигатель.

- 16 февраля 1976 г. с главного сборочного конвейера автомобильного завода сошел первый автомобиль КАМАЗ.

- Декабрь 1986 г. Собран миллионный двигатель КАМАЗ.

- Ноябрь 1992 г. Собран двухмиллионный двигатель КАМАЗ.

- 14 апреля 1993 г. пожар практически полностью уничтожил технологическое оборудование и корпус завода двигателей.

- 2 апреля 1994 г. собран первый двигатель КАМАЗ-7405 после восстановления корпуса завода.

- 24 декабря 1996 г. заработал ГСК двигателей после его восстановления.

- 6 августа 2003 г. выпущен 2300000-й двигатель — один из первых, соответствующих уровню Евро-2.

- 29 октября 2004 г. собран первый серийный двигатель, отвечающий экологическим требованиям уровня Евро-3.

- Декабрь 2005 г. накануне 30-летия со дня сборки первого двигателя с главного сборочного конвейера ОАО «КАМАЗ-Дизель» сошел 2400000-й двигатель.

- 2006 г. «КАМАЗ-Дизель» сертифицировал систему менеджмента охраны здоровья и безопасности персонала на соответствие международному стандарту OHSAS:18001.

- 2007 г. по объемам основной продукции «КАМАЗ-Дизель» вновь занял 8-е место в мире: в 2007 году выпущено 63184 двигателя КАМАЗ.

В итоге за 33 года ресурс дизелей увеличился более чем в 4 раза, мощность и максимальный крутящий момент - более чем в 2 раза, удельный расход топлива, наоборот, снизился на 9 %, а расход масла на угар - в 8 раз.