Новые Scania: Богатырская сила

Знакомимся с особенностями конструкции наиболее мощных двигателей магистральных грузовиков.

У грузовика лишней мощности не бывает — изо дня в день таскать на себе по сорок тонн не так-то просто. Но мощность стоит денег, и для магистрального автопоезда в Европе уже давно считают оптимальными 380–440 л.с., по десятку «лошадей» на каждую тонну. При этом объем двигателя вовсе не стремится к паровозному. Напротив, тенденция последних лет — его уменьшение. Место прежних 12-литровых дизелей все чаще занимают двигатели объемом 8–10 л. Однако есть тягачи-тяжеловозы, способные буксировать автопоезд полной массой под 250 т. Или трудяги, идущие по альпийским перевалам. И, например, знаменитые скандинавские суперсцепки полной массой 60 т и длиной 25,25 м. Таким машинам 400 «лошадей» явно маловато. Когда-то мощность их моторов подбиралась к 500, потом одолела 600, а сейчас уже перевалила за 700 сил.

01 Motor zr10–10

01 Motor zr10-10Глубокий сварной колодец на поддоне двигателя «дакаровского» КамАЗа гарантирует бесперебойную подачу масла в систему независимо от кренов и тряски в условиях гонки по бездорожью.
Глубокий сварной колодец на поддоне двигателя «дакаровского» КамАЗа гарантирует бесперебойную подачу масла в систему независимо от кренов и тряски в условиях гонки по бездорожью.

Машин подобного класса относительно немного, ежегодно в Европе их продают всего около 2 тысяч, поэтому не каждый производитель грузовиков берется за изготовление супердвигателей. В Европе моторы объемом около 16 л освоили только «Вольво», MAN, «Мерседес» и «Скания». Последняя сейчас лидирует в этой гонке. В июне в окрестностях германского Трира шведы представили журналистам свою обновленную R-серию с двигателем, развивающим 730 л.с. и момент 3500 Н·м, — и тем самым обогнали конкурентовземляков «Вольво» с их 700-сильным мотором. Немцы, похоже, притормозили в этой гонке: «Мерседес» довольствуется 653 силами, а MAN успокоился на 680 «лошадях». Разве что «Дойц» выпускает подобные дизели мощностью 720 л.с., но сертифицирует их только в качестве силовых промышленных установок.

Наш самый массовый ярославский дизель семейства ЯМЗ-238/ЯМЗ7511 чуть не дотягивает до заветных 16 л, но до тех богатырских сил ему далеко. Зато ЯМЗ-840, немного переросший «евростандарт» объема (у него 17,24 л), на «дакаровских» КамАЗах официально выдает под 900 л.с. (модификация 7Э846), а на самом деле, поговаривают, больше тысячи! За океаном тон задает «Камминс»: с 15 л объема удается снимать до 680 л.с. Это далеко не полный перечень производителей 16-литровых двигателей, и у каждого свои изюминки в конструкции.

СЕКРЕТЫ МОЩНОСТИ

Впрочем, это уже давным-давно не секреты. Нужно лишь зарядить в цилиндры побольше воздуха, оптимизировать подачу топлива и организовать его эффективное сгорание. Просто сказать, сложнее сделать. Для того на современных дизелях тщательно подбирают фазы газораспределения, делают головки блока с четырьмя клапанами на цилиндр, оснащают турбокомпрессорами. На всех флагманских дизелях турбонагнетатели с изменяемой геометрией направляющего аппарата, позволяющей обеспечить эффективный наддув в любом рабочем режиме мотора (о турбоямах, естественно, уже не вспоминают).

05 Motor zr10–10

05 Motor zr10-10Циркуляция охлаждающей жидкости и масла в головках и блоке MAN (фото слева) раздельная, прокладка уплотняет только газовый стык. Поршни стальные, с полимерным покрытием.
Циркуляция охлаждающей жидкости и масла в головках и блоке MAN (фото слева) раздельная, прокладка уплотняет только газовый стык. Поршни стальные, с полимерным покрытием.

А вот в топливной системе у производителей единообразия нет. КамАЗ с ЯМЗ-840 свою чемпионскую мощность получает с обычным механическим ТНВД. С точки зрения экологии пройденный этап. Евро II еще удается одолеть, но для перевозок по Европе уже и Евро IV мало, а этот уровень экологичности в состоянии обеспечить только электронно-управляемые топливные системы. «Мерседес» использует индивидуальные для каждого цилиндра мини-ТНВД, «Вольво» выбирает насос-форсунки, но будущее за аккумуляторной системой «коммон рейл». Ее на своих «мелких» дизелях применяют и «Мерседес», и «Вольво», а MAN полностью перешел на «общую магистраль». Новый 730-сильный мотор «Скании» соответствует даже более жестким нормам EEV, в нем вместо электронно-управляемых насос-форсунок «коммон рейл» с давлением распыла 2400 бар (с насосфорсунками давление достигает «всего лишь» 1800 бар). Совсем недавно шведы опробовали эту систему на своих меньших двигателях, теперь настало время адаптировать ее к флагманскому мотору.

В сканиевской «коммон рейл» топливо впрыскивается в камеру сгорания двумя порциями разного объема, а не тремя. Таким образом удается снизить шум и организовать эффективное сгорание. Трехпорционый впрыск позволяет уменьшить содержание окислов азота в отработавших газах, но только если мотор оборудован системой рециркуляции EGR. Однако все «восьмерки» у «Скании», и новый двигатель тоже, нейтрализуют выхлоп водным раствором мочевины «ЭдБлю». Потому топливная аппаратура супер-дизеля и настроена на двойной впрыск. Систему мочевинной нейтрализации применяют и другие производители 16-литровых моторов.

РЕЦЕПТЫ ДОЛГОЛЕТИЯ

Рост мощности и крутящего момента приводит к увеличению нагрузки на детали двигателя и уменьшению ресурса. Сохранить его — непростая задача. Блоки цилиндров и головки современных двигателей с большой литровой мощностью отливают из высокопрочного чугуна с допустимым напряжением изгиба, сравнимым с показателями стали. Крышки коренных подшипников выполняют в общей отливке, сохраняя максимальную жесткость блока. Сидят же крышки не только на силовых шпильках — по периметру они притянуты еще и более «мелкими» болтами. При этом отказались от традиционных поперечных болтов. Так делают двигателисты ИВЕКО и MAN на своем 16-литровом двигателе D2868 (немцы разрабатывали мотор совместно с компанией «Либхер»).

Инженеры утверждают, что будущее за более жесткой, единой головкой для всех цилиндров. Кроме того, в ней проще разместить управление клапанами компрессионного моторного тормоза. Однако такие головки есть только на рядных «шестерках»: у «Вольво-D16G» и «Камминс-ISX15», причем они с верхним расположением распредвала. Остальные моторы — V-образные «восьмерки» с двумя распредвалами в развале блока (кроме ЯМЗ), причем все — с раздельными головками, облегчающими обслуживание и ремонт. У мерседесовского двигателя ОМ502 LA в головках удалось разместить пятый клапан моторного тормоза.

02 Motor zr10–10

02 Motor zr10-10Поршневая группа V-образной 16,4-литровой 730-сильной «восьмерки» «Скания-DC1621» унифицирована с рядными, объемом 9,2 и 12,7 л.
Поршневая группа V-образной 16,4-литровой 730-сильной «восьмерки» «Скания-DC1621» унифицирована с рядными, объемом 9,2 и 12,7 л.

Головка блока дизеля — теплонапряженная деталь: львиная доля лишнего тепла отводится именно через нее. Здесь всех перещеголял MAN, сделав циркуляцию антифриза и масла раздельно по блоку и по головкам, как на своих рядных двигателях семейства D20. Прокладка уплотняет только газовый стык, и даже если прогорит, охлаждающая жидкость в поддон не попадет. Каждая головка на шести болтах вместо обычных четырех. Даже на шатунные крышки импортных дизелей идет болтов в два раза больше — четыре, но меньшего диаметра. Так удается увеличить диаметр шатунной шейки, а это дополнительная жесткость коленвала и снижение удельной нагрузки на подшипник шатуна.

Поршневые группы на 16-литровых двигателях, как правило, от уже отлаженных моторов меньшего литража. Диаметр цилиндра — от 128 до 137 мм (у ЯМЗ-840 —140 мм). На флагманском дизеле «Скания» унифицированная поршневая группа диаметром 130 мм, как и на рядных объемом 9,3 и 12,7 л. Часто под наиболее мощные моторы делают особые, составные поршни: днище и бобышки, откованные из жаропрочной стали, и алюминиевая юбка соединены поршневым пальцем. МAN предпочел полностью стальной поршень. На его юбку нанесен слой полимера, в самом поршне сделан канал для охлаждения маслом. Кромки камеры сгорания такого поршня не обгорят при работе с максимальными нагрузками, канавка под верхнее кольцо не износится, и юбку никогда не оборвет. Флагманскому мотору подобает не только выдающаяся мощность, но и марафонский ресурс.

06 Motor zr10–10

06 Motor zr10-10В единой головке рядной «шестерки» «Вольво-D16G» удалось разместить распредвал.
В единой головке рядной «шестерки» «Вольво-D16G» удалось разместить распредвал.

ДЕЛО ЧЕСТИ

Создав особый мотор, для него, как для редкого бриллианта, готовят достойную оправу. Шведы выделили грузовики «Скания» с дизелями-«восьмерками» в отдельное семейство V в серии R. Это будут премиум-автомобили. То, что «Скания-R 730» — автомобиль для дальних рейсов, подчеркивает отсутствие так называемой дневной, короткой кабины. На флагманском грузовике она непременно со спальником, хотя и с разной высотой крыши. В отделке экстерьера вновь в моде хром. Сверкают и воздухозаборники на верхней части облицовки. На боковых обтекателях шасси красуется шильдик V8 — символ принадлежности к высшей касте. И конечно же, ксеноновые фары с темной окантовкой и выхлопная труба с хромированным обрамлением. Флагманский автомобиль немыслим без кожи в отделке интерьера — пришлось спустить шкуру не с одного теленка. Руль, кроме кожи, отделан деревянными вставками. Сиденья тоже выглядят на редкость стильно: обивка из черной кожи со светлосерой отстрочкой швов и опять-таки с тисненой эмблемой V8. Даже прикроватный коврик из стеганой кожи!

Кто следующим замахнется на новый супергрузовик? Наверное, все же «Вольво» — мяч на его стороне. А раскрутить свой 700-сильный мотор еще хотя бы на 50 л.с. — дело чести.

Ошибка в тексте? Выделите её мышкой! И нажмите: Ctrl + Enter

Комментарии