Новым тракторам Кировец — новые моторы ЯМЗ

Петербургский тракторный завод продолжает радовать отечественных аграриев обновлениями для своей продуктовой линейки сельхозтехники. Первая беспилотная версия трактора Кировец, новая автоматическая трансмиссия, новые усиленные ведущие мосты Т400 с самоблокирующимися дифференциалами «ноу-спин» и разнесенными планетарными редукторами, модернизация и преображение конфигурации рабочего места оператора, улучшение эргономики, адаптивности и, конечно же, повышение функциональности — это те стратегически важные изменения, с которыми уже успели ознакомиться фермеры. Но какой же шаг завод сделал следующим? Неужели моторы?

Да-да, верно, с ноября 2022 года тракторы Кировец К-7М стали доступны для заказа с двигателями ЯМЗ‑6585 нового поколения мощностью 350 и 390 л.с. Еще более высокопроизводительные, экономичные и надежные «движки» — обновление, которое ждали на рынке. И сегодня «ГлавПахарь» расскажет Вам о нем подробнее.

На базе ПАО «Автодизель» (ЯМЗ) разработана и теперь выпускается новая линейка модернизированных дизельных двигателей семейства ЯМЗ V8 для современных и перспективных сельскохозяйственных тракторов Кировец серии К-7М. Модернизированные моторы заменили выпускавшиеся ранее модели ЯМЗ-238НД3/НД4/НД5 мощностью 235-300 л.с., которые успешно зарекомендовали себя в течение более чем 20 лет эксплуатации в составе техники.

По сравнению с ЯМЗ-238НД5 новый двигатель ЯМЗ-6585 подвергся глубокой модернизации, которая затронула базовые элементы конструкции, системы и узлы за счет изменения системы топливоподачи и мероприятий по снижению теплонапряженности двигателя. Также изменены блок и головка цилиндров, цилиндро-поршневая группа (гильза, поршень, палец и поршневые кольца — ЦПГ), модернизированы системы наддува и охлаждения, применена топливная система аккумуляторного типа с электронным управлением. Кроме того, ЯМЗ-6585 отличаются улучшенными тягово-экономическими параметрами, высоким уровнем надежности и соответствуют современным экологическим нормам Stage IIIa. 

Важно, что для тракторов Кировец К-735М Ст и К-739М Ст стали доступны сразу две модификации моторов — ЯМЗ-65855 мощностью 350 л.с. и ЯМЗ-65857 мощностью 390 л.с., соответственно.

Если говорить в целом о новой серии силовых установок, то стоит отметить, что для нее характерна топливоподающая система аккумуляторного типа Common Rail с электронным управлением подачей топлива. В настоящее время она уже полностью построена на базе отечественных комплектующих: применятся топливный насос ЯЗДА (Ярославль), форсунки АЗПИ (Барнаул), блок управления АБИТ (Санкт-Петербург). Для повышения надежности и ресурса в 2022 году в конструкцию дизелей ЯМЗ-6585 был внедрен и ряд улучшений, схематично они отображены на изображении (снизу).

Среди главных преимуществ линейки модернизированных дизелей ЯМЗ-6585 стоит выделить:

• увеличенную мощность до 390 л.с. и крутящий момент до 1864 Нм, которые обеспечивают эффективную работу перспективных сельхозтракторов Кировец;
• высокую надежность, безотказность и значительный ресурс не менее 8000 часов;
• соответствие экологическим нормативам Правил ООН № 96-02 (Stage IIIa) и требованиям Технического регламента Таможенного Cоюза ТР ТС 018/2011 «О безопасности колесных транспортных средств»;
• высокие технико-экономические характеристики по расходу топлива и масла;
• низкую стоимость владения, а также доступность запчастей и обслуживания.

ЯМЗ-6585  — это  восьмицилиндровый дизельный мотор, с V-образным расположением цилиндров, четырехтактный, c жидкостной системой охлаждения, турбонаддувом и охлаждением наддувочного воздуха в теплообменнике типа «воздух-воздух», который устанавливается на тракторе.

Двигатель обеспечивает современное требование по топливной  экономичности, выбросам вредных веществ и сохраняет свои массово-габаритные характеристики. Новые модификации для тракторов «Кировец» разработаны на базе серийного многоцелевого дизеля ЯМЗ-6585 с улучшенными характеристиками.

Гильзы цилиндров — «мокрого» типа, изготавливаются из специального износостойкого чугуна. Для обеспечения приработки и защиты от коррозии на гильзы наносится специальное износостойкое фосфатное покрытие. Гильзы устанавливаются своими посадочными поясами в расточки блока цилиндров и прижимаются к нему головкой через бурт и прокладку. Высота бурта гильзы цилиндра — 9,6 мм. На нижний торец расточки блока под гильзу цилиндра наносится слой герметика «Лактайт-5900». Выступание бурта гильзы над поверхностью блока цилиндров должно быть в пределах: 1,6 (+0,035, -0 057 мм).

На наружной поверхности гильзы в нижней части выполнены канавки под антикавитационное и уплотнительные кольца для предохранения от кавитации и попадания охлаждающей жидкости в масляный картер. По величине внутреннего диаметра гильзы на размерные группы не разбиваются. На верхнем торце гильзы наносятся обозначение предприятия-изготовителя и знак технического контроля.

Поршни отливаются из специального алюминиевого сплава. На боковой поверхности выполнены три канавки под поршневые кольца (две под компрессионные и одна под маслосъемное кольцо). Канавка под верхнее компрессионное кольцо защищена от износа вставкой из специального чугуна. Для обеспечения показателей рабочего процесса камера сгорания имеет поднутрение боковой поверхности и вытеснитель на днище. На днище выполнены выточки под клапаны газораспределения. Высота от днища до оси отверстия под поршневой палец – 85 мм. Диаметр отверстия под палец — 52 мм. Охлаждение поршня маслом производится из неподвижной форсунки. 

На двигатели устанавливаются поршни 658.1004015-10 с камерой сгорания, смещенной с оси поршня в сторону форсунки. По величине наружного диаметра поршни на размерные группы не разбиваются. На внутренней поверхности поршня наносятся товарный знак предприятия-изготовителя, обозначение изделия и марка материала; на днище — знак технического контроля.

Поршневые кольца изготовлены из специального чугуна, разрезные, имеют износостойкое покрытие рабочей поверхности. Кольца устанавливаются в канавки поршня. Маркировка «Верх» должна быть обращена к днищу поршня, а замки смежных колец развернуты друг относительно друга на 180º. На поршень устанавливается комплект колец 658.1004002, состоящий из:

• верхнего компрессионного кольца — имеет в сечении двухсторонную трапецию со смещенной вниз бочкообразной рабочей поверхностью с хромокерамическим покрытием;
• второго компрессионного кольца прямоугольного сечения с выточкой на нижнем торце с внутренней стороны — на рабочую поверхность нанесено хромовое покрытие;
• маслосъемного кольца высотой 4 мм, коробчатого типа, с витым шлифованным расширителем и хромовым покрытием рабочих поясков — на верхнем торце кольца наносятся обозначение предприятия-изготовителя и слово «Верх» для компрессионных колец.

Поршневой палец — пустотелый, плавающего типа, с азотированием для обеспечения износостойкости. Палец устанавливается в отверстия в бобышках поршня, его осевое перемещение ограничивается пружинными упорными кольцами.

Для достижения экологических параметров применена топливо-подающая система аккумуляторного типа с повышенной энергией впрыска и с электронным управлением подачей топлива. Данная технология обеспечивает высокое давления впрыска топлива до 1600 бар, многофазную подачу топлива и гибкое управление основными параметрами процесса топливоподачи (угол опережения впрыскивания топлива, давление впрыска, количество и моменты дополнительных впрысков).

В состав топливной системы входят:

• ТНВД мод.47 плунжерного секционного типа производства ЯЗДА, Ярославль;
• рампы со встроенным датчиком давления топлива;
• электроуправляемые форсунки со встроенным электромагнитным клапаном;
• электронный блок управления — микропроцессорный М240, бортовая система питания 24В (28В);
• датчики синхронизации, давления и температуры наддувочного воздуха, давления масла, температуры охлаждающей жидкости, температуры и давления топлива;
• жгуты электронной системы управления: датчиков, форсунок (силовой), промежуточный.

Топливная аппаратура Common Rail включает две рампы (аккумуляторы высокого давления) трубчатого типа со встроенным датчиком давления топлива и перепускным клапаном. Топливная система аккумуляторного типа Common Rail System (CRS) с электронным управлением подачей топлива отвечает за:

• точную дозировку цикловой подачи топлива для каждого рабочего режима и многофазный впрыск;
• регулировку углов опережения впрыска топлива в зависимости от частоты вращения, нагрузки, температуры;
• гибкое регулирование давления впрыскивания топлива в широком диапазоне;
• легкий пуск двигателя с минимальным выбросом вредных веществ в атмосферу при любых температурных условиях;
• корректировку процесса топливоподачи в зависимости от условий окружающей среды с целью снижения выбросов вредных веществ;
• совместимость с электронными системами автомобиля и бортовой системой контроля и диагностики по каналу CAN, обеспечивает диагностику, выполняет функции ограничения скорости, аварийной защиты двигателя, круиз-контроля и дублирования управления от дополнительного органа с пульта оператора.

Топливная система работает следующим образом: топливо из топливного бака через фильтр-отстойник предварительной очистки топлива и охладитель электронного блока управления (5) засасывается шестеренчатым топливоподкачивающим насосом  и под давлением 700…800 кПа (7…8 кгс/см2) подается в фильтр тонкой очистки топлива (1) с очень высокой степенью очистки, так как система Common Rail более чувствительна к загрязнению, чем системы с обычным плунжерным топливным насосом.

Далее топливо поступает в топливный насос высокого давления (14), который имеет четыре секции, каждая из которых запитывается через дозирующее устройство с электроклапаном. Из топливного насоса топливо под давлением поступает в общие топливопроводы – аккумуляторы (рампы) левый (10) и правый (16) и далее по индивидуальным трубкам высокого давления (9) подводится к каждой форсунке (12). Форсунки подают топливо под давлением в камеру сгорания. Продолжительность впрыскивания определяется длительностью электрического импульса от электронного блока управления двигателя. Уровень давления топлива в рампе, оптимальный данному режиму работы двигателя, задается электронным блоком управления и определяется балансом расхода топлива через форсунки и производительностью топливного насоса.

В системе Common Rail давление впрыскивания топлива не зависит от момента начала и продолжительности впрыскивания. Это делает возможным, наряду с основным впрыскиванием, от которого зависит крутящий момент двигателя, осуществлять другие фазы впрыскивания:

• предварительное впрыскивание с незначительной величиной подачи, которое снижает главным образом шум сгорания;
• дополнительное впрыскивание, позволяющее снизить уровень эмиссии отработавших газов.

Действительная величина подачи топлива обусловлена давлением и продолжительностью впрыскивания. Датчики, расположенные на двигателе, передают информацию о работе систем на электронный блок управления. Электронный блок управления использует эту информацию для управления впрыском и подачи сигнала о работе других систем на приборный щиток и управление исполнительными механизмами, обеспечивающими работу двигателя.

С топливным насосом высокого давления в одном агрегате объединены регулятор производительности, топливоподкачивающий насос и полумуфта привода.

В корпусе насоса установлены: кулачковый вал, вращающийся в роликовых подшипниках, толкатели плунжера, секции топливного насоса (отдельные насосные элементы), состоящие из корпусов секции с плунжерными парами, впускными и нагнетательными клапанами, пружинами толкателя и штуцерами, к которым присоединяются топливопроводы высокого давления. Кулачковый вал имеет 3 промежуточные опоры и установлен с осевым натягом 0,01…0,07 мм, который обеспечивается регулировочными прокладками, установленными между крышкой подшипника и корпусом ТНВД.

Если говорить о фильтрах и трубопроводах, то решение использует в своей конструкции фильтр тонкой очистки топлива со сменными элементами, полнопоточный масляный фильтр со сменным элементом, центробежный масляный фильтр, пластиковые трубопроводы низкого давления.

В системе наддува применен турбокомпрессор с радиальной центростремительной турбиной и центробежным компрессором ТКР-100-16. Система вентиляции картера — замкнутого типа с отводом в систему впуска воздуха перед ТКР, с маслоотделителем и клапаном регулирования давления. Данная система экологична, так как устраняет вредные выбросы картерных газов и масляного тумана в атмосферу. При этом у двигателя остается только одна система выпуска отработавших газов.

Система вентиляции картера включает в себя маслоотделитель (2), который устанавливается на двигатель на специальном кронштейне и соединяется с сапуном подводящим рукавом (3), а также трубки слива масла (1). Картерные газы из под крышки головки цилиндров через сапун и подводящий рукав поступают в патрубок маслоотделителя и далее в нижнюю часть стакана, в котором расположен пакет, состоящий из четырех дисков.

Затем газы поднимаются вверх к мембранному клапану, управляющему давлением в картере, отделяются от масла и отсасываются через выходной патрубок во впускной контур двигателя. Частицы масла, осевшие на дисках, стекают в нижнюю часть корпуса маслоотделителя и сливаются по трубке в поддон двигателя через гидрозатвор, представляющий из себя полость, образованную ребрами в блоке цилиндров и картере маховика, заполненную маслом.

В системе охлаждения применен электроуправляемый вентилятор 6585.1308010 Ø 813 мм с вязкостной муфтой 020008761, с приводом через проставку от шкива коленчатого вала. Двигатели комплектуются гасителем крутильных колебаний, трёхручьевым шкивом коленчатого вала с проставкой, водяным насосом с натяжным устройством. Также доступен теплообменник жидкостно-масляный трубчатого типа, предусмотрено отверстие К3/8” для слива охлаждающей жидкости.

Двигатели могут комплектоваться вентилятором с вязкостной муфтой   фирмы  Borg  Warner  диаметром  660 мм, работающей в автоматическом режиме в зависимости от температуры набегающего потока воздуха после радиатора. Муфта включается с помощью биметалического термоэлемента при температуре воздуха 62…68ºС, что соответствует температуре охлаждающей жидкости 85…93ºС. 

При этом по согласованию с потребителем двигатели могут комплектоваться приводом вентилятора с фрикционной муфтой, работающим как в автоматическом, так и в ручном режиме. Вентилятор при неработающем двигателе находится в отключенном состоянии. После пуска двигателя крыльчатка вентилятора может вращаться за счет трения в подшипниках и других сопрягаемых деталях дисковой муфты с частотой 200…500 об/мин.

При достижении температурного состояния двигателя близкого к высшему оптимальному (+85º …+93ºС) масло от включателя под давлением поступает в штуцер (13) корпуса (14). Далее через отверстие в корпусе, радиальные отверстия во втулках (10) и (22) попадает в осевое отверстие ведущего вала (18), а оттуда к поршню (30). Поршень начинает перемещаться, передавая усилия через пружины (32) на обойму, которая давит на диски (4) и (5), выбирая зазоры между ними. После сжатия ведущих и ведомых дисков ведомый вал (25) с крыльчаткой начинает вращаться с рабочей частотой. 

После того как температурное состояние двигателя достигнет значения близкого к низшему оптимальному, включатель прекращает подачу масла. Масло, находящееся под поршнем (30), под действием центробежных сил, а также пружин (7), (32) через дренажные отверстия по специальным каналам перемещается во внутреннюю полость передней крышки (2) и шкива (24). С помощью черпательной трубки (9) и далее по каналам в корпусе масло попадает в картер двигателя.  По мере освобождения полости под поршнем (30) от масла он перемещается под действием пружин (7), (32). Диски фрикционного привода расходятся и вентилятор отключается. 

Привод вентилятора комплектуется электромагнитным клапаном КЭМ 32-23М2. С целью повышения эффективности его работы по исключению засорения в корпусе клапана размещен постоянный магнит для улавливания металлических частиц. В процессе эксплуатации техническое обслуживание электромагнитного клапана не требуется, при необходимости допускается очистка магнита от металлических частиц.

Если кратко, то вот такие они — моторы нового поколения для тракторов Кировец! В заключении напомним, что 2022 год стал юбилейным для Петербургского тракторного завода. В июле знаменитому Кировцу стукнуло 60 лет. За это время с конвейера завода сошло более 500 000 машин.