Современный грузовик миасских автомобилестроителей «Урал Next» появился в 2015 году как модернизированная версия серии автомобилей «Урал-М». В свою очередь, «Урал-М» — это модернизированный вариант «Урал-4320». Самым главным узлом модернизации на всех этапах развития вездехода из Миасса являлся двигатель.
Вначале на «Уралах» устанавливали бензиновые 180-сильные двигатели ЗИЛ-375, затем — дизели КАМАЗ‑740 на 210 лошадок, а с 1993 года — дизельные моторы ЯМЗ (от 180 до 250 л. с.). Из всех дизельных двигателей самым удачным получился ЯМЗ-536. Имея небольшой вес (640 килограммов), объем в 6,7 литра, максимальную мощность 312 лошадиных сил, двигатель стал самым экономичным. Шестицилиндровый двигатель рассчитан на моторесурс в 800 тысяч километров (заявлено производителем).
Модернизированный «Урал Next» сохранил платформу от 4320 серии и получил новую кабину. Агрегаты грузовика имеют современную начинку, что делает машину востребованной в разных областях хозяйства страны.
Двигатель ЯМЗ-536 (источник: сайт ПАО Автодизель)
Отличия ЯМЗ-536 от предшественников
Мотор ярославских производителей соответствует высоким нормам европейских стандартов по экологичности выбросов. На современных движках установили оборудование, которое использует отработанные газы для наддува, а также дополнили системы выхлопа каталитическими нейтрализаторами (что важно — у нейтрализатора фильтр по мере износа можно заменить). Система с «EGR» обеспечивает Е4, а вот для соблюдения норм по Е5 на двигатели устанавливают «SCR» — систему избирательного каталитического восстановления.
Устройство работает так: растворенная в воде мочевина дозированно впрыскивается под давлением 5 бар в трубопровод выпуска отработанных газов. Там она распадается на аммиак и углекислый газ. В катализаторе восстановления аммиак вступает в реакцию с содержащейся в выхлопных газах окисью азота, в результате которой на выходе получается азот и вода. Отметим, что в Е5 выбросы окиси азота в атмосферу меньше в 10 раз, по сравнению с Е4.
Подача топлива в двигатель осуществляется через форсунки «Коммон Рэйл», которые работают с впрыском 1800 бар. Высокое давление обеспечивает специальный насос. Периодичность впрыска и доза в каждый цилиндр регулируется электроникой, а бесперебойная работа контролируется группой датчиков, которые отслеживают:
- частоту вращающегося коленвала;
- фазовую генерацию;
- температуру подаваемого к форсункам топлива, его давления;
- температуру воздухонаддува, его давление;
- температуру жидкости охлаждения двигателя;
- масляное давление в системе.
Информация с датчиков поступает на ЭБУ, который выбирает оптимальный впрыск по каждому цилиндру.
Устройство двигателя
Ярославские моторостроители при проектировании ЯМЗ-5З6 заложили в блоках, агрегатах и системах повышенный запас прочности. Все основные детали двигателя могут работать при огромном давлении (давление сгорания 210 бар). Вентиляция картерных газов закрытая и не требует обслуживания.
Смазка деталей и их охлаждение рассчитаны на получение от двигателя большой мощности. Имеющийся привод для установки дополнительных агрегатов характеризуется малой шумностью и незначительной степенью деформаций кручения. Запас прочности дает возможность конструкторам основание для дальнейшей модернизации двигателя.
Особенности блока и головки цилиндров
В качестве материала для отливки блока цилиндров ЯМЗ-5З6 взяли серый чугун (обладает высокой прочностью на сжатие), что делает деталь «вечной». Система креплений, которая формируется в процессе отливки, делает блок основой, на которую устанавливают все детали мотора. В гнезда блока запрессовываются мокрые гильзы, для изготовления которых применяют чугун (фосфористый). Детали садятся буртом на специально проточенное место в верхней части блока и проникают по отверстию до нижней полки. Бурт и посадочный размер полок позволяют отцентровать положение гильз внутри блока.
Сверху на БЦ устанавливается чугунная головка блока, закрывающая все цилиндры, и притягивается болтами с определенным моментом затяжки. Под головкой блока расположены клапаны (по четыре на каждый цилиндр), коромысла (по одному на каждый клапан), стойки, траверсы и форсунки. Для охлаждения двигателя в блоке организована рубашка, каналы которой опоясывают каждый цилиндр, а головка блока имеет для этой цели специализированную полость, которая сообщается с каналами в БЦ. Отдельными каналами в блоке, сообщаясь с пространством поддона, циркулирует масло, смазывая вращающиеся детали в двигателе.
О коленвале, маховике, гасителе крутильных колебаний
Поступательный ход поршней на работающем моторе превращается во вращательное движение коленвала, который представляет собой стальную штамповку вместе с противовесами. Для устранения биения коленчатый вал отбалансирован, у коренных и шатунных шеек есть закалка токами высокой частоты. Коленчатый вал устанавливается на коренные шейки в блоке и вращается на них через вкладыши. К шатунным шейкам через такие же подшипники устанавливаются шатуны, которые, как и вал, прижимаются крышками и фиксируются болтами с определенным моментом затяжки. Подшипники скольжения во время работы двигателя смазываются маслом.
На заднем торце коленвала монтируется маховик (деталь изготовлена путем литья из серого чугуна) через пластину, прошедшую закалку. На маховик напрессовывают венец с зубьями. Через зубья стартер вращает маховик, а с ним и коленвал в момент пуска двигателя. Для предотвращения посторонних колебаний двигатель оборудован демпфером, сзади которого имеется шкив с ременным приводом.
Шатуны и поршни
В двигателе ЯМЗ-5З6 применяют целиковые поршни, которые в верхней части имеют три канавки для установки колец. Верхняя канавка, в которую вставляют компрессионное кольцо, представляет собой жаропрочную чугунную вставку. Поршень крепится к шатуну при помощи пальца через бобышки поршня, которые имеют ступенчатую форму (одна часть длиннее другой). Поршни во время работы охлаждаются маслом, благодаря имеющейся полости в его головке и двум каналам для подвода и отвода смазки.
Масло подают форсунки, которые неподвижно стоят против каждого поршня, и точно попадают смазкой в подводящий канал через выточку в его юбке. В канавки поршней вставляют кольца, которые изготавливают из чугуна. Кольца имеют разрезы, предназначенные для компенсации теплового зазора. Поршни фиксируют на шатунах при помощи стальных пальцев. Соединитель внутри полый, а его поверхность цементированная. Палец плавает в бобышках поршня, и его перемещение ограничено кольцами, которые устанавливают в канавки бобышек.
Шатуны изготавливают из стали в двутавровом сечении. В нижней части шатуна имеется разъем для крепления при помощи крышки к коленвалу. А в верхней — кольцо для соединения с поршнем. Подшипники скольжения —вкладыши (коренные и шатунные) — изготовлены из стали, а верхний слой, по которому происходит скольжение деталей, — из бронзы.
Механизм газораспределения
Создатели мотора ЯМЗ-5З6 расположили распредвал в нижней его части, клапаны открываются и закрываются в ходе работы толкателями, штангами, коромыслами. У газораспределительной системы две функции: обеспечивать камеру сгорания свежим атмосферным воздухом и выводить из нее отработанные газы.
Механизм обеспечивает определенный порядок впуска воздуха в цилиндрах и выпуска из них отработанных газов. Этот порядок устанавливается в соответствии с тактами работы движка. Газораспределение обеспечивают двадцать четыре клапана — два на впуске и два на выпуске. Клапаны поднимают и опускают коромысла (одно на два клапана).
К механизму газораспределения относят:
- распредвал с приводной шестеренкой, фланцем и подшипником;
- роликовые толкатели;
- коромысла, регулируемые при помощи винтов;
- стойки, ось коромысел;
- клапаны, их направляющие и пружины, крепления;
- траверсы.
Важно всегда вовремя менять моторное масло и не перегревать двигатель — тогда механизм газораспределения будет работать исправно весь срок пользования машиной.
Системы смазки и охлаждения
Масло в двигателе ЯМЗ-5З6 работает по смешанной системе (наиболее нагруженные детали смазываются под давлением, все остальные — разбрызгиванием). Масло при помощи насоса забирается из картера, под давлением проходит канал нагнетания и попадает в теплообменник, где охлаждается, а затем проходит очищающий фильтр.
На трубе маслозаборника размещен редукционный клапан. Если в канале давление жидкости поднимается выше 9–10 кг/см2, то редукционный клапан сбрасывает назад в картер часть масла, тем самым снижая давление. Охлаждение двигателя происходит, благодаря циркулирующей по его рубашке специальной жидкости.
Система состоит из:
- насоса, перекачивающего жидкость;
- радиатора;
- теплообменника;
- вентилятора охлаждения;
- радиатора, предназначенного для подачи отработанных газов;
- устройства охлаждения надувочного воздуха;
- термостаты.
Система позволяет отводить тепло и не дает двигателю перегреваться под нагрузкой.
Рециркуляция и турбонаддув
Мощность двигателя ЯМЗ-5З6 во время работы повышает и поддерживает необходимые параметры система турбонаддува. Основой устройства является турбокомпрессор. В его задачу входит подавать в цилиндры мотора повышенную массу сжатого воздуха, который позволяет эффективно сжигать большую дозу топлива, повышая мощностные показатели мотора.
Турбокомпрессор оборудован радиальной турбиной центростремительной направленности потока. Центробежный насос турбины имеет перепускной клапан, который служит для контроля необходимого объема выхлопных газов, поступающих в устройство.
Еще один полезный агрегат принимает участие в работе турбонаддува — это охладитель воздуха. Он снижает температуру воздуха наддува до приемлемых значений (меньше 60 градусов Цельсия). Прибор увеличивает плотность воздушного потока, идущего в цилиндры, и это уменьшает вредные выбросы в атмосферу. Система рециркуляции возвращает в цилиндры до 20% отработанных газов, что приводит к уменьшению количества окиси азота в системе выхлопа. Процесс возврата газов управляется «мозгами» двигателя.
В дополнение к имеющимся устройствам ярославские инженеры предусмотрели возможность монтажа на двигатели ЯМЗ-5З6 следующих агрегатов:
- компрессоров кондиционера, пневмотормозов;
- насоса гидроусилителя руля;
- предпускового подогревателя;
- отопителя салона;
- охладителя тормоза-замедлителя (ретардера).
Эти устройства делают управление авто комфортным и безопасным.
Технические характеристики двигателя ЯМЗ-536
| Диаметр и ход поршня | 105 х 128 мм |
| Рабочий объем двигателя | 6,65 л |
| Номинальная мощность, брутто | 229 кВт (312 л.с.) |
| Полезная мощность (Правила ООН № 85) | 228 кВт (310 л.с.) |
| Номинальная частота вращения | 2300 мин-1 |
| Максимальный крутящий момент, брутто | 1226 Н·м (125 кгс·м) |
| Частота вращения при максимальном крутящем моменте | 1300-1600 мин-1 |
| Минимальный удельный расход топлива | 197 г/(кВт·ч) / 145 г/(л.с.·ч) |
| Ресурс до капитального ремонта | автомобили - 1000, автобусы - 900 тыс.км пробега ТС |
| Габаритные размеры, ДхШхВ | автомобили - 1298 / 759 / 972, автобусы - 1154 / 762 / 880 мм |
| Масса двигателя | 640 кг |
| Экология | Евро-4 |
Модифицированные варианты двигателя ЯMЗ-5З6
Базовая модель ЯМЗ-5З6 служит основой, на которой ярославские моторостроители создают современные моторы на шести цилиндрах. Все другие варианты силовых агрегатов («ЯМЗ-5З6-1О» (-3О, -4О), «ЯМЗ-5З61», «ЯМЗ-5З62», «ЯМЗ-5З63», «ЯМЗ-5З64») отличаются от базового иными настройками в блоке управления (ЭБУ), которые отвечают за работу топливной аппаратуры.
Для электронного управления процессами на двигатели ЯМЗ-5З6 устанавливают ЭБУ EDC-7, который выполняет следующие функции:
- коммуницирует со всеми электронными компонентами машины по CAN-шине;
- сохраняет во внутренней памяти информацию об ошибках в разных системах авто в соответствии с правилами и стандартами;
- диагностирует неисправности агрегатов и механизмов;
- ограничивает скорость и крутящий момент в аварийных ситуациях;
- информирует водителя о проблемах через индикаторы;
- не дает двигателю упасть в аварию;
- имеет связь с устройствами, которые стабилизируют курсовую устойчивость, экстренное торможение, круиз-контроль.
Современный дизельный двигатель на Урале Next 6х6 отвечает лучшим европейским образцам, однако требователен в облуживании.
Обслуживание
В мотор необходимо заправлять рекомендованное масло и дизельное топливо. Производитель не рекомендует даже разово заливать в бак солярку ненадлежащего качества. Пренебрежение рекомендацией повлечет за собой поломку и, как следствие, ремонт. Многие водители с опаской садятся на такую машину, остерегаясь поломок дорогостоящего оборудования из-за некачественных расходников. Если использовать проверенное масло и дизель, вовремя менять масло и фильтры, машина будет служить долго.
Вернуться к списку статей