Рядный дизельный двигатель ЯМЗ

Схема расположения узлов двигателя

Вид справаВид спередиВид слева
  1. смотровой лючок механизма проворота коленчатого вала;
  2. датчик частоты вращения коленчатого вала;
  3. датчик давления и температуры масла;
  4. управление заслонкой рециркуляции отработавших газов EGR;
  5. датчик температуры охлаждающей жидкости;
  6. система вентиляции картера;
  7. турбокомпрессор;
  8. датчик давления и температуры наддувочного воздуха;
  9. пневмоклапан управления заслонкой EGR;
  10. фильтр масляный;
  11. пневмоклапан управления заслонкой моторного тормоза;
  12. стартер.
  1. крышка маслозаливная;
  2. датчик давления и температуры наддувочного воздуха;
  3. вязкостная муфта включения вентилятора;
  4. фильтр тонкой очистки топлива.
  1. датчик давления и температуры топлива;
  2. место установки заводской таблички;
  3. гаситель крутильных колебаний;
  4. генератор;
  5. компрессор кондиционера;
  6. реле предпускового подогревателя;
  7. топливные трубки высокого давления;
  8. рампа;
  9. электронный блок управления;
  10. насос топливный высокого давления;
  11. датчик частоты вращения распределительного вала;
  12. компрессор пневмотормозов;
  13. насос гидроусилителя руля (НГУР);
  14. картер масляный;
  15. фильтр тонкой очистки топлива.

Система питания топливом: аккумуляторного типа, с высокой энергией впрыска и электронным управлением.

Топливная аппаратура

Common Rail System с электронным управлением подачей топлива, обеспечивает давление впрыска топлива до 180 МПа (1800 кгс/см2)

Система управления подачей топлива

Микропроцессорный блок EDC7 UC31, модели 0 281 020 111 фирмы «BOSCH»
Топливный насос высокого давленияТрехплунжерный блочный типа СР3.3 NH, фирмы «BOSCH», с шестеренчатым приводом и шестеренчатым топливоподкачивающим насосом, модели 0 445 020 110

Рампа (аккумулятор)

Трубчатого типа, со встроенным датчиком давления топлива, модели LWR N3, «BOSCH», модели 0 445 226 091

ФорсункиЗакрытого типа, с многоструйным распылением, со встроенным быстродействующим электромагнитным клапаном, модели СRIN 3, фирмы «BOSCH», модели 0 445 120 178
Топливные фильтры: 
   — грубой очистки топлива

Фильтр-отстойник со встроенным ручным прокачивающим насосом, влагоотделителем, сменным фильтрующим элементом модели PreLine 270, фирмы «MANN+HUMMEL»

На двигателях для ОАО «МАЗ»: полнопоточный фильтр-отстойник «Racor» (4160RHH10MTC) с встроенным ручным прокачивающим насосом и датчиком наличия воды в топливе, фирмы Parker или PreLine 270 фирмы MANN+HUMMEL.

Примечание — фильтр прикладывается к двигателю и устанавливается предприятием — потребителем в систему питания топливом

   — тонкой очистки топливаПолнопоточный, со сменным фильтром для топлива модели WDK 940/1фирмы «MANN+HUMMEL»

Электронная система управления: Микропроцессорная.

Электронный блок управления (ЭБУ)

Микропроцессорный контроллер, охлаждаемый топливом, модели EDC7UC31 фирмы «BOSCH»

Датчики электронной системы управления:

 

— частоты вращения коленчатого вала

0 281 002 315, фирмы «BOSCH»

— частоты вращения распределительного вала0 281 002 315, фирмы «BOSCH»
— давления и температуры масла

0 261 230 112, фирмы «BOSCH»

— температуры охлаждающей жидкости

0 281 002 209, фирмы «BOSCH»

— давления наддувочного воздуха

0 281 006 102, фирмы «BOSCH»

— давления топлива в рампе

0 281 002 930, фирмы «BOSCH

— давления и температуры топлива в магистрали низкого давления

0 261 230 112, фирмы «BOSCH»

Жгуты электрические:- проводов форсунок- проводов датчиков двигателя536.3724010536.3724012
— промежуточный от ЭБУ двигателя к автомобилю536.3724 014Двигатели для ООО «ЛиАЗ» жгутом промежуточным не  комплектуются

Система наддува: газотурбинная, с охлаждением наддувочного воздуха в теплообменнике типа «воздух-воздух», установленном на автомобиле или автобусе.
ТурбокомпрессорС радиальной центростремительной турбиной и центробежным компрессором, оборудован перепускным клапаном. Турбокомпрессор модели B2G фирмы «Borg Warner».

Температура надувочного воздуха на выходе из ТКР на номинальном режиме работы при температуре окружающего воздуха 25 °С

 

   ЯМЗ-536, -5361, -5362, -5363, -5364

170…180°С

   ЯМЗ-53602-10, -53622-10, -53642-10

180…190°С

Система охлаждения двигателя: Жидкостная, закрытого типа, с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости, оборудована термостатическим устройством для поддержания постоянного теплового режима работы двигателя, рассчитана на всесезонное применение низкозамерзающих жидкостей

Насос водяной

Центробежного типа, с приводом поликлиновым ремнем, встроен в сервисный модуль

Термостаты

Два, с твердым наполнителем, с клапаном в дренажном отверстии и температурой начала открытия 82º С, марки ТС 117.1306100-05

Вентилятор с муфтой включения

Осевого типа, диаметром 650 мм, с обечайкой на двигателе, с встроенной вязкостной муфтой, с включением по температуре набегающего потока воздуха. Обороты ведения холостого хода не более 800 мин-1.

Положение вентилятора — 255 мм выше оси коленчатого вала

Примечание — для автобусов с боковым расположением блока радиаторов предусмотрен отбор мощности до 25 л.с. для привода вентилятора от шкива коленчатого вала

Жидкостно-масляный теплообменник

Пластинчатого типа, выполненный в одном корпусе сервисного модуля с фильтром очистки масла, водяным насосом и коробкой термостатов и установленный на блоке с правой стороны

Электрооборудование: рассчитано на работу в цепи постоянного тока с номинальным напряжением 24 (28) В.
Генератор

Переменного тока, 28В, 100А, с встроенным регулятором напряжения. На двигателях для ООО «ЛиАЗ»: переменного тока, 28В, 140А, с встроенным регулятором напряжения

Пусковое устройство

Электрический стартер, номинальное напряжение 24В, номинальная мощность 4кВт, при использовании аккумуляторной батареи общей ёмкостью не менее 110 А·ч

Средство облегчения холодного пуска

Электрический теплоэлемент, напряжение 24 В, мощность 1,9 кВт

Реле включения средства облегчения пуска

Модели V23132-В2002-А100 фирмы «Tyco Electronics»

Заслонка рециркуляции отработавших газов (EGR)С пневматическим приводом, фирмы GT Turbo
Электромагнитный клапан управления заслонкой отработавших газов

Модели КЭМ 16-20, ООО «Родина»

Нейтрализатор отработавших газов

Катализатор с сажевым фильтром в корпусе глушителя-нейтрализатора:

— для автомобилей междугородних и международных перевозок

5361.1201010-01 или 536.1201010-02 или 5340.1201010-03 для двигателей ЯМЗ-536, ЯМЗ-5361, ЯМЗ-5363

— для самосвалов и шасси

536.1201010-21 или 536.1201010-22 или 5340.1201010-23 для двигателей ЯМЗ-536, ЯМЗ-5361, ЯМЗ-5363

— для автобусов

536.1201010-41 или 536.1201010-42 или 5340.1201010-43 для двигателей ЯМЗ-5362, ЯМЗ-5364

Система вентиляции картера: Замкнутого типа с отсосом в систему впуска воздуха перед ТКР, с маслоотделителем и клапаном регулирования давления, встроенных в крышку головки блока цилиндров.

Компрессор пневмотормозов

Одноцилиндровый, поршневой, с шестеренчатым приводом, передаточное отношение привода 1,14:1, производительностью 350 л/мин при противодавлении 0,8 МПа

На двигателях ЯМЗ-5362 и ЯМЗ-5364 для ООО «ЛиАЗ»: Двухцилиндровый, поршневой, с шестеренчатым приводом, передаточное отношение привода 1,14:1, производительностью 600 л/мин при противодавлении 0,8 МПа

Насос гидроусилителя руля (НГУР)

С приводом от компрессора пневмотормозов

Компрессор кондиционера

С приводом поликлиновым ремнем и натяжным устройством

Заправочные объемы, л

 

   — система смазки двигателя

22,5

   — система охлаждения (без заправочного объема радиатора)

14

Масса незаправленного двигателя в комплектности по ГОСТ 14846-81, кг

640

Тестирования и эксплуатация

Первые двигатели, выпущенные на Ярославском заводе, были отправлены стратегическим партнерам, среди которых группа компаний ГАЗ. Планировалась эксплуатация данных моторов на такой тяжелой технике, как УРАЛ, МАЗ и автобусы ЛиАЗ. В дальнейшем линейка силовых агрегатов ЯМЗ, скорее всего, будет распространяться и на другие транспортные средства. Но уже сегодня можно сказать, что этот мотор имеет уникальные технические характеристики. ЯМЗ-530 — крайне надежный и экономичный агрегат. Кроме того, он неприхотлив в обслуживании, что особенно актуально для техники, которая эксплуатируется в тяжелых условиях.

Рубежи тяжёлого класса

Продолжается совершенствование дизелей тяжёлого класса ЯМЗ-650. Эти рядные 6-цилиндровые двигатели размерностью DxS=123х156 мм выпускаются по лицензии французской компании Renault Trucks. При рабочем объёме 11,12 л мощность составляет 311; 361 и 412 л.с., а максимальный крутящий момент – от 1215 до 1870 Нм при 1100–1400 об / мин.

Модифицированные турбодизели ЯМЗ-651 и ЯМЗ-652 уровня Euro 4, являющиеся детищем специалистов «Автодизеля» и инжиниринговой фирмы Ricardo (Великобритания), стали дальнейшим развитием базовой модели ЯМЗ-650. Силовые установки получили систему EGR с сажевым фильтром, глушитель-нейтрализатор в выпускной системе типа PM-CAT, модернизированную систему топливоподачи Common Rail, изменённую систему охлаждения и наддува, доработанную цилиндро-поршневую группу. В зависимости от мощности минимальный удельный расход топлива – 190–194,5 г / кВтч.

Установка более совершенной топливной аппаратуры с увеличенным до 200 МПа давлением впрыска и системы SCR позволило разработать и освоить серийное производство модели ЯМЗ-653, выполняющей требования стандарта Euro 5. При этом мощность удалось увеличить до 422 л.с., а максимальный крутящий момент до 2000 Нм при 1100–1300 об / мин. Ресурс этого силового агрегата – 1 млн км. Поскольку технические резервы мотора ограничены, версию уровня Euro 6 создавать не планируют.

Свою эстафету ЯМЗ-650 в будущем передаст семейству двигателей следующего поколения ЯМЗ-780, которое включает мощные высокооборотные дизели, предназначенные для монтажа на серийные и перспективные модели коммерческого транспорта и армейскую технику. Надо сказать, что эти рядные 6-цилиндровые агрегаты рабочим объёмом 12,42 л впитали всё самое лучшее, что накоплено в отечественном и мировом дизелестроении. Самая современная система впрыска топлива Common Rail, передовая электроника управления и турбонаддув, блок цилиндров повышенной прочности и другие конструктивные решения позволят расширить границы мощности от 400 до 750 л.с., а в дальнейшем до 1000 л.с. и более. Максимальный крутящий момент достигает 3000–3700 Нм.

Унификация внутри семейства будет достигать 70 %. Это цилиндро-поршневая группа, кривошипно-шатунный механизм, крышка головки блока цилиндров, элементы топливной аппаратуры, турбонаддув и электронный блок управления двигателем (ЭБУ). В числе достоинств ЯМЗ-780 нужно отметить соответствие нормам Euro 5, а будущем – Euro 6, низкий расход топлива во всём спектре рабочих условий и невысокую стоимость эксплуатации. Впрочем, и ремонтопригодность находится на высоте. Для получения объективной информации о состоянии систем и агрегатов двигателя в стандартной комплектации предусмотрены диагностические датчики и разъёмы. Новинка по массо-габаритным показателям близка к предшественнику ЯМЗ-653, а посему может выпускаться на том же оборудовании. Производство нового семейства, запланированное на 2021 г., позволит удовлетворить спрос на силовые установки мощностью свыше 420 л.с.

В 2021 г. развернут серийный выпуск автомобильного варианта модели 780, получившего обозначение ЯМЗ-770. Его мощностный диапазон находится в границах от 370 до 550 л.с.

Сегодня наибольший объём производства пока приходится на V-образные дизельные моторы размерностью DxS=130х140 мм. Семейство объединяет тяжёлые 6-, 8- и 12-цилиндровые агрегаты рабочим объёмом 11; 15; 14,86 и 22,3 л различных экологических классов.

Мощность турбированных «шестёрок» ЯМЗ-6565 (11,15 л) составляет 230–300 л.с., а «восьмёрок» ЯМЗ-6585 (14,86 л) – 330–420 л.с. В исполнении Euro 4 двигатели оборудованы ЭБУ, системой SCR, а также топливной аппаратурой Common Rail (с использованием насоса «Компакт-40») с увеличенным до 180 МПа максимальным давлением впрыска и многофазной подаче топлива. Помимо всего доработке подверглись блок цилиндров, головка блока, маховик и его картер, впускные коллекторы, в свою очередь систему вентиляции картера выполнили замкнутой.

Проделанная ранее работа позволила достаточно просто перейти на выпуск автомобильных вариантов моторов V-6 и V-8 экологического класса Euro 5. Более того, у ЯМЗ-6585 мощность подняли до 500 л.с., а крутящий момент – до 2000 Нм. С этой целью изменили фазы газораспределения, отрегулировали систему впрыска топлива, по-другому настроили турбонаддув, модифицировали систему смазки, улучшили эффективность охлаждения поршней изменённой конструкции. В процессе дальнейшей модернизации мощность ЯМЗ-6585 будет увеличена до 530 л.с. Удельный расход топлива у обоих моторов находится на современном уровне – 194 г / кВтч.

Как тут не сказать, что изготовление топливной аппаратуры для упомянутых моторов, ЭБУ, программное обеспечение, электронно управляемые форсунки с повышенным давлением впрыска взяли на себя отечественные предприятия.

В модельном ряду как и прежде остаются разновидности двигателей V-6 и V-8 экологического уровня Euro 3, Euro 2, Euro 1 и даже Euro 0. Модели серий ЯМЗ-6581, ЯМЗ-7511, ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238 мощностью 150–420 л.с. поставляются как запчасти на ранее выпущенную автотехнику, используются на строительно-дорожном оборудовании, армейских машинах и пр., где экологические требования не столь строги.

То же самое относится и к семейству тяжёлых V-образных 12-цилиндровых дизельных двигателей ЯМЗ-240 рабочим объёмом 22,3 л. Агрегаты с непосредственным впрыском топлива в безнаддувной и наддувной версиях мощностью 300–500 л.с. удовлетворяют нормам Euro 0.

Завершают производственную программу тяжёлые V-образные 12-цилиндровые дизели, рабочим объёмом 25,86 л и размерностью DxS=140х140 мм.

Моторы серии ЯМЗ-840 (Euro 0 и Euro 1) мощностью 650–800 л.с. оборудованы непосредственным впрыском топлива, турбонаддувом с промежуточным охлаждением, головками цилиндров с четырьмя клапанами.

Аналогичные по техническому исполнению двигатели серии ЯМЗ-850, развивающие мощность 440–680 л.с., удовлетворяют стандарту Euro 0.

Силовые установки обеих групп применяются только на тяжёлой мобильной и других видах специальной техники.

В Ярославле надеются, что рост производства продолжится и в ближайшей перспективе: в 2021 г. предприятие планирует изготовить 45,9 тыс., а в 2018-м уже 59,6 тыс. двигателей. Для этого мощности по выпуску ЯМЗ-530 придётся наращивать. Через пять лет они должны увеличиться с нынешних 20–25 тыс. до 50 тыс. единиц в год.

Инновационная система охлаждения

Любой мотор можно угробить, если перегреть его. Поэтому конструкторы разработали довольно непривычный тип системы охлаждения. Дело в том, что в классическом случае жидкость поступает снизу вверх, а здесь все наоборот. Такой подход позволил в первую очередь охлаждать самую горячую область, которой является ГБЦ. Дальше антифриз поступает уже на сами цилиндры. По мнению многих экспертов, такой подход позволяет практически полностью исключить возможность перегрева мотора. Но необходимо тщательно следить за исправностью всех узлов системы охлаждения, так как выход из строя термостата или помпы может привести к печальным последствиям.

Во время тестирования заметен высокий уровень термической стабильности всех узлов. Это, без сомнения, очень хорошо. Такой мотор можно с легкостью форсировать, если понадобится. Для более равномерного охлаждения цилиндров была использована технология производства мокрых гильз. Это хоть и привело к повышенным затратам при изготовлении, но позволило существенно увеличить ресурс цилиндро-поршневой группы.

Технические характеристики

Рабочий объем двигателя, см3

6650

Степень сжатия

17,5

Диаметр и ход поршня, мм

105 х 128

Номинальная мощность, брутто, кВт (л.с.)

202 (275)

Max полезная мощность, кВт (л.с.), не менее

200,7 (273)

Номинальная частота вращения, мин-1

2300

Max полезный крутящий момент, Н·м (кгс.м), не менее

1161 (118,4)

Частота вращения при max крутящем моменте, мин-1

1300-1600

Min удельный расход топлива, г/(кВт·ч) / г/(л.с.·ч)

195 (143)

Ресурс до капитального ремонта, тыс.км пробега транспортного средства

800-1000

Габаритные размеры (Длина х Ширина х Высота), мм

1298х759х972

Вес двигателя, т

0,64

Вес двигателя с коробкой передач и сцеплением, т

0,9

Экологический класс

Евро-5

Система питания топливом

Аккумуляторного типа, с электронным управлением

Система питания двигателя воздухом

С фильтром очистки воздуха сухого типа со сменным картонным фильтрующим элементом

Система выпуска газов

С глушителем шума, конец выпускной трубы направлен к оси автомобиля