Давление турбонаддува дизельного двигателя камаз

Система газотурбинного наддува

Мы на связи

Телефоны:
звонок по России бесплатный

СИСТЕМА ГАЗОТУРБИННОГО НАДДУВА , за счет использования части энергии отработавших газов, обеспечивает подачу предварительно сжатого воздуха в цилиндры двигателя.

Наддув позволяет увеличить плотность заряда воздуха, поступающего в цилиндры, и в том же рабочем объеме сжечь большее количество топлива и повысить литровую мощность двигателя.

Применение двигателей с наддувом на автомобилях КамАЗ расширяет их эксплуатационные возможности при движении на затяжных подъемах, по пересеченной местности и в горных условиях.

Система газотурбинного наддува двигателя состоит из двух взаимозаменяемых турбокомпрессоров, выпускных и впускных коллекторов и патрубков (см. рисунок).

Турбокомпрессоры устанавливаются на выпускных патрубках по одному на каждый ряд цилиндров. Выпускные коллекторы и патрубки изготовлены из высокопрочного чугуна ВЧ50. Уплотнение газовых стыков между установочными фланцами турбины турбокомпрессоров, выпускных патрубков и коллекторов осуществляется прокладками из жаростойкой стали. Прокладки являются деталями одноразового использования и при переборках системы подлежат замене. Газовый стык между выпускным коллектором и головкой цилиндра уплотняется прокладкой из асбостального листа, окантованного металлической плакированной лентой.

Выпускные коллекторы выполняются цельнолитыми и крепятся к головкам цилиндров болтами и контрятся замковыми шайбами. Для компенсации угловых перемещений головки болта крепления выпускного коллектора, возникающих при нагреве,под головку болта устанавливается специальная сферическая шайба.

Впускные коллекторы и патрубки выполняются литыми из алюминиевого сплава АК9ч и соединяются между собой при помощи болтов. Стыки между коллекторами и патрубками уплотняются паронитовыми прокладками. Для выравнивания давления между двумя рядами цилиндров на впускные коллекторы устанавливается объединительный патрубок.

Система турбонаддува двигателя должна быть герметична. При нарушении герметичности выпускного тракта снижается частота вращения ротора турбокомпрессора, а следовательно, к уменьшается количества воздуха, нагнетаемого в цилиндры, что приводит к увеличению теплонапряженности деталей, снижению мощности и ресурса двигателя. Кроме того, негерметичность впускного тракта приводит к «пылевому» износу цилиндро-поршневой группы и преждевременному выходу двигателя из строя.

Смазка подшипников турбокомпрессоров осуществляется от системы смазки двигателя через фторопластовые трубки с металлической оплеткой. Слив масла из турбокомпрессоров осуществляется через стальные трубки в картер двигателя. Трубки слива между собой соединяются резиновым рукавом, который стягивается хомутами.

Воздух в центробежный компрессор поступает из воздухоочистителя, сжимается и подается под давлением во впускной патрубок двигателя. Выпускной патрубок компрессора и впускной патрубок между собой соединяются теплостойким резиновым рукавом, который стягивается хомутами.

На двигателе устанавливается турбокомпрессор ТКР7С или ТКР7Н (рис. Турбокомпрессор ТКР 7С, Турбокомпрессор ТКР 7 H ), технические характеристики которых приведены в таблице 2.

Таблица 2 ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТУРБОКОМПРЕССОРОВ

«КАМАЗ-мастер» представил спортивный грузовик поколения К5

Фото: ПАО «КАМАЗ»

Сегодня в Набережных Челнах на площадке перед зданием генеральной дирекции КАМАЗа состоялась презентация спортивного грузовика «КАМАЗ» нового семейства К5. В мероприятии приняли участие генеральный директор Госкорпорации Ростех, председатель совета директоров КАМАЗа Сергей Чемезов, премьер-министр Татарстана Алексей Песошин, депутат Госдумы РФ Альфия Когогина, генеральный директор КАМАЗа Сергей Когогин, руководитель команды «КАМАЗ-мастер» Владимир Чагин, представители команды «КАМАЗ-мастер» и камазовцы.

«КАМАЗ силен традициями и стремлением быть в числе лидеров, в характере камазовцев – всегда держать руку на пульсе, расти и развиваться. Один из результатов развития и движения компании и команды «КАМАЗ-мастер» вперед мы сегодня видим здесь – это новый спортивный грузовик «КАМАЗ» семейства К5», – отметил Сергей Когогин. Руководитель компании подчеркнул, что новый спортивный грузовик разработан параллельно с серийными автомобилями «КАМАЗ» семейства К5 и получил новый дизайн. Дебют спортивного грузовика с новым обликом должен стать уверенным шагом к узнаваемости бренда «КАМАЗ» на мировой арене, приблизить новый модельный ряд компании к зарубежным покупателям, укрепить авторитет новой автотехники «КАМАЗ».

Работа по созданию нового спортивного грузовика семейства К5 – КАМАЗ-435091 – шла в течение всего 2020 года и продолжилась сразу после возвращения команды «КАМАЗ-мастер» с «Дакара-2021». Совершенно новый спортивный грузовик вобрал в себя весь опыт выступлений предыдущих лет. Измененный облик кабины станет частью заводской маркетинговой программы продвижения нового семейства грузовиков ПАО «КАМАЗ» на международном и внутреннем рынке грузовых автомобилей.

По словам заместителя директора команды по производству и развитию Сергея Савостина, конструкторы «КАМАЗ-мастера» при разработке и конструировании новой машины руководствовались предстоящими изменениями в техническом регламенте FIA, который принимается для планируемого с 2022 года грузового зачета Чемпионата мира по внедорожным ралли.

После презентации автомобиль отправится в Омск на старт ралли «Шелковый путь-2021». Вести новую машину будет действующий чемпион ралли «Дакар» Дмитрий Сотников со своим победным экипажем.

Спортивный грузовик КАМАЗ-435091 колесной формулы 4х4 способен развивать максимальную скорость до 165 км/ч. Габаритная длина – 6900, высота – 3300, ширина – 2550. Снаряженная масса автомобиля без топлива – 8600 кг. Полная масса автомобиля – 10 200 кг. КАМАЗ-435091 оснащен рядным шестицилиндровым дизельным двигателем с турбонаддувом и промежуточным охлаждением. Коробка переменных передач – автоматическая. Рабочий объем двигателя – 12,98 л. Вместимость топливного бака – 950 л. Тип колес – дисковые алюминиевые с системой регулирования давления в шинах. Шины – Goodyear ORD 375/90 R22,5. Тип тормозных механизмов – барабанные.

События, связанные с этим

Поздравление Сергея Чемезова с победой на ралли «Шелковый путь»

«КАМАЗ-мастер» представил спортивный грузовик поколения К5

Турбокомпрессоры HOLSET

Человечество давно заметило – ​любое топливо лучше всего горит на ветру. Столетиями кузнецы использовали принудительную подачу воздуха в плавильную печь и горн. А с появлением двигателей внутреннего сгорания уже в начале ХХ века начались эксперименты с наддувом по повышению мощности атмосферных моторов. Авиация, судостроение, промышленные двигатели гигантского объема – ​где только не использовался потом турбонаддув, а в автомобилях всплеск интереса к «наддутым» моторам появился после окончания Второй Мировой войны.
Современный ДВС не может быть атмосферным, без наддува. Не важно, какой это двигатель – ​бензиновый, газовый или дизельный, автомобильный или тепловозный. Иначе не добиться роста индикаторного КПД двигателя – ​улучшения его экономичности и увеличения мощности. В старых учебниках по теории двигателей, изданных лет 30-40 назад солидными советскими издательствами, говорилось о том, что турбонаддув обеспечивает увеличение мощности на 15-25 %, по отношению к мотору без наддува. Время показало, что в тот момент потенциал турбин явно недооценивали. Для российских перевозчиков показательны два примера: атмосферный дизель КАМАЗ‑740 при рабочем объеме 10,85 л развивал 210 л.с и 637 Н.м, ЯМЗ‑238 14,86 литра, 240 л.с./882 Н.м. Сегодня серийные длинноходные двигатели КАМАЗ‑740 60-й и 70-й серии, при объеме 11,76 литра имеют мощность 400 л.с./1766 Н.м. Ярославская «восьмерка» ЯМЗ‑6586 осталась при том же объеме, но мощность выросла до 420 л.с./1766 Н.м. У этих моторов есть и более мощные версии, к примеру, у ЯМЗ – ​500 сил и 1900 Н.м. Причем с двумя клапанами на цилиндр! То есть достигнут практически двукратный прирост мощности только за счет подачи воздуха в цилиндры под давлением, фаз газораспределения и настройки топливной аппаратуры. Та же самая история была с моторами по всему миру. У Scania в 1969 году появилась 14-литровая «восьмерка» с турбонаддувом DS 14 мощностью 335-385 л.с., а сейчас 16-литровый V‑8 развивает 730 л.с. У Volkswagen дизелизация начиналась с 50-сильных атмосферных «четверок» объемом 1600 см3, позже 1,7 л, а сейчас с двухлитровых моторов снимают 170 л.с. И это мы говорим о серийных моторах, а у спортивных или специальных версий мощность выше по сравнению с «атмосферниками» в 2,5-3 раза. Да, с турбонаддувом мотор получается сложнее и дороже за счет применения не только самого ТКР, но и из-за применения теплообменника наддувочного воздуха, серьезных изменений в системе смазки, применения специальных масел. Однако другого технического решения – ​нет.

Отлаженная конструкция

Производителей турбокомпрессоров много, но не каждому удается десятилетиями выпускать высококачественную продукцию, быть на острие технического прогресса, поставлять турбины не только на конвейеры ведущих автопроизводителей, но и полноценно обеспечивать вторичный рынок. Компания HOLSET – ​один из таких мировых лидеров.
В 1952 году в Великобритании, в городе Хаддерсфильд была создана частная компания HOLSET, выбравшая для себя как специализацию разработку и производство турбокомпрессоров для различных ДВС. Через 20 лет эта успешная производственная и инжиниринговая фирма влилась в состав транснациональной компании Cummins Inc. что позволило ей выйти на новые рынки по всему миру и завоевать лидирующие позиции в производстве турбокомпрессоров. Была создана широкая сеть инженерных, производственных и сервисных центров по всему миру. В 2006 году произошел ребрендинг и HOLSET получила название Cummins Turbo Technologies. Однако логотип HOLSET по-прежнему можно встретить на отливке турбокомпрессоров для двигателей рабочим объемом от 2,8 до 120 (ста двадцати!) л: от моторов для LCV, средних и тяжелых грузовиков, любых автобусов и строительной техники до промышленных дизелей и газовых двигателей. Продукцию HOLSET десятилетиями успешно используют практически все европейские, американские и азиатские моторостроители, но по условиям контракта не все об этом говорят.
Создавая новые дизельные и газовые двигатели конструкторы рассчитывают на применение именно турбин HOLSET. В конце 90-х компанией были разработаны и запущены
в производство первые ТКР VGT – ​с электронной регулировкой направляющего аппарата. Такие турбины не только обеспечивали более пологую характеристику протекания крутящего момента, но еще и способствовали уменьшению вредных выбросов в атмосферу. А через несколько лет такие турбокомпрессоры внесли свой вклад в обеспечение перехода по всему миру двигателей с экологических норм Евро‑3 на Евро‑4 и далее. На тяжелых грузовиках одними из первых высокотехнологичные турбины HOLSET в начале 2000-х годов начали применять моторостроители IVECO и Scania, причем – ​не скрывая этого.
Наиболее эффективны современные системы двухступенчатого турбонаддува, которые позволяют резко увеличить литровую мощность моторов. Сдвоенные турбины для такой схемы турбонаддува тоже давно разработаны и выпускаются CumminsTurboTechnologies. Сдвоенную турбину серийно применяли уже в конце 2000-х на 220-сильных «четверках» D 0834 для создания среднетоннажных грузовиков MANTGL полной массой 11990 кг – ​эти моторы ставили вместо более тяжелых шестицилиндровых дизелей D 0836 той же мощности. Сейчас MAN все настойчивее применяет двухступенчатый турбонаддув на своих «больших» дизелях. Наиболее мощные версии «четверки» Volkswagen объемом 2 л оснащены тоже двухступенчатым турбонаддувом. Самый современный мотор из Набережных Челнов, 12-литровый КАМАЗ‑910 в спортивной версии с двухступенчатой турбиной HOLSET развивает максимальную мощность не 500-550 л.с., а около 700 л.с.
Еще одна система, связанная с применением турбокомпрессора – ​так называемый турбокомпаунд. В ней используется энергия отработавших газов, которая позволяет дополнительной турбиной, через понижающий редуктор, «подкручивать» коленвал. У 12-литрового дизельного мотора турбокомпаунд дает «дармовую» прибавку мощности где-то на 50 л.с., увеличивается и крутящий момент. Если мощность оставлять той же, как и с обычным ТКР, то у двигателистов появляется возможность добиться более чистых экологических настроек. Такая турбина с редуктором – ​тоже одна из разработок HOLSET середины 90-х: ее применяли на американских грузовиках, а также соотечественники-конкуренты Scania и Volvo. В середине 2000-х годов обе шведских компании опять вернулись к теме применения турбокомпаунда. В 2008 году Scania применяла хитрую турбину на моторах DC 12, увеличив мощность с 420 до 470 л.с., примерно в этот же период у Volvo аналогичный 12-литровый двигатель D 12D развивал уже 500 л.с. Премьера самой новой разработки применения турбокомпаунда у Volvo Trucks должна состоятся этим летом. Mercedes-Benz отказался от своих дизелей V6 ОМ501 и V8 ОМ502 ради рядный «шестерок» именно из-за перспективы применения турбокомпаунда… С турбокомпаундом связывают перспективы реализации еще более высоких норм токсичности, чем Евро‑6… И в большинстве случаев, все это – ​продукция HOLSET!
В России турбины HOLSET идут на сборочные конвейеры моторного завода КАМАЗ – ​не только на его классические V-образные «восьмерки», их планируют ставить и на новый перспективный двигатель КАМАЗ‑910. Турбокомпрессоры Cummins Turbo Technologies также идут на комплектацию двигателей Cummins 4ISBe/6ISBe и Cummins ISL, изготавливаемые в Набережных Челнах на совместном предприятии «Камминз КАМА». Продукцию компании используют на дизелях для автомобилей «Группы ГАЗ» – ​на Ярославском моторном заводе, в частности, на рядных четырехцилиндровых моторах современного семейства ЯМЗ‑534.В Нижнем Новгороде турбины HOLSET стоят ​на «ГАЗелях» с двигателями Cummins ISF 2.8 Евро-4, как моделей «Бизнес», так и «ГАЗель-Next».

ТНВД Камаз

КамАЗ является бесспорным лидером российской автопромышленности и заметным участником мирового рынка производителей грузовых автомобилей. За годы работы предприятием выпущено более 2,24 машин. Различные модели КамАЗов занимают почти половину отечественного рынка грузовиков, а в мировом рейтинге изготовителей грузовой техники компания находится на 16-м месте.

Основу модельной линейки КамАЗов представляют собой грузовые автомобили, оснащенные дизельным двигателем с турбонаддувом. Выпускаемые сегодня машины оборудованы самой прогрессивной системой впрыска горючего Common Rail. Обязательным элементом дизельных силовых агрегатов выступает топливный насос высокого давления или, как его часто сокращенно называют, ТНВД. Целью настоящей статьи является описание особенностей ТНВД КамАЗа, принципа его действия и функционального назначения, а также устройства и правил обслуживания и диагностики.

Назначение

Функциональное назначение ТНВД КамАЗов не отличается от стандартных топливных насосов высокого давления, используемых в дизельных двигателях. Оно состоит в решении нескольких ключевых задач:

· перемещение горючего к форсункам, соединенным с камерами сжигания;

· нагнетание давления топлива до уровня, необходимого для его самовоспламенения;

· дозировка дизельного топлива, обеспечивающая эффективность работы двигателя и максимально полное сжигание горючего;

· определение оптимального времени впрыска горючего в камеры сгорания;

· очистка горючего в процессе его транспортировки.

ТНВД любого дизельного двигателя имеет крайне важную роль для работы всего силового агрегата. Именно изобретение и постепенное совершенствование топливных насосов высокого давления привело к тому, что дизельные установки на дизельном топливе сначала успешно конкурировали, а затем и попросту стали превосходить двигатели, рассчитанные на использование бензина.

Важно отметить особенность, характерную именно для грузовых автомобилей, к классу которых относятся все модели КамАЗа. Речь идет о необходимости развивать серьезную мощность, совмещая ее с экономичностью и экологичностью в работе. Использование ТНВД и современной системы впрыска топлива Common Rail позволяет успешно решить поставленную задачу, что, наряду с доступной стоимостью, является важным конкурентным преимуществом продукции Камского автомобильного завода.

Устройство

На различных моделях КамАЗов применяются разные модификации ТНВД. В большинстве выпускаемых заводом грузовых автомобилей используются двухрядные V-образные ТНВД, состоящие из 8 секций, расположенных по четыре в ряд. Они относятся к топливным насосам непосредственного действия, принцип работы которых предполагает механическое взаимодействие непосредственно с коленчатым валом.

Устройство ТНВД КамАЗа предусматривает наличие следующих частей, деталей и узлов:

· корпус топливного насоса, внутри которого располагаются остальные элементы механизма;

· основной рабочий узел ТНВД в виде плунжерной пары, расположенной в каждой секции;

· пружины, обеспечивающие перемещение поршня внутри цилиндра и передающие энергию кулачкового механизма на толкатели плунжера;

· сами толкатели плунжера;

· штуцеры впрыска и слива топлива;

· клапан электромагнитного типа, предназначенный для перекрытия впрыска топлива;

· электронные датчики и приборы управления и контроля над работой ТНВД.

Именно разнообразная электроника обеспечивает высокий КПД системы впрыска топлива Common Rail и оснащенного ею дизельного двигателя в целом. Благодаря действию автоматики обеспечивается экономичный режим работы топливной системы, уменьшается расход горючего и достигается его максимально полное сжигание, сокращающее вредные выбросы в атмосферу. Сказанное в полной мере касается ТНВД КамАЗов, которые устанавливаются на грузовые автомобили выпускаемых в настоящее время моделей.

Принцип работы

ТНВД КамАЗа предусматривает стандартную схему работы. Она включает в себя следующие стадии:

1. Механическая передача энергии коленчатого вала к кулачковому.

2. Вращение последнего, которое запускает движение толкателей, перемещающих плунжер при помощи пружин и собственного движения из исходного положения в нижней части гильзы в ее верхнюю часть.

3. Перекрытие поршнем впускного клапана и нагнетание давления в пространстве над плунжером.

4. Срабатывание клапана форсунки и распыление топлива внутри камеры сгорания под давлением, достаточным для самовоспламенения.

5. Слив излишков горючего и перемещение плунжера в исходное положение, в результате чего происходит открытие впускного клапана и запускается новый рабочий цикл.

Как показывает приведенное выше описание, принцип работы ТНВД КамАЗа является стандартным для любого топливного насоса высокого давления дизельного двигателя. Это вполне логично, так как главные требования к подобному механизму заключаются в надежности и долговечности. Именно для обеспечения данных параметров при изготовлении отдельных деталей ТНВД и, прежде всего, плунжерной пары, используются высокопрочные легированные стали, а сами детали – поршень и втулка — тщательно обрабатываются и притираются друг к другу, благодаря чему достигается требуемый уровень герметичности всего узла.

Основные причины неисправностей

Отечественная техника не относится к числу наиболее надежных и долговечных. Данное утверждение меньше всего относится к КамАЗам, давно доказавшим на практике возможность изготовления качественных грузовых автомобилей в России. В значительной степени успех продукции Камского автомобильного завода объясняется отменными эксплуатационными и техническими свойствами дизельных двигателей и установленных на них топливных насосов.

Однако, даже самая надежная и проверенная техника периодически приходит в негодность. Основными причинами выхода из строя топливного насоса являются:

· вода или воздух в системе подачи топлива. Такая ситуация возникает при использовании некачественного дизельного топлива, при серьезном уровне износа топливного фильтра, после замены отдельных узлов и деталей ТНВД, а также при недостаточной герметичности системы, результатом которой становится образование внутреннего конденсата на трубопроводах;

· наличие твердых примесей в дизельном топливе. В данном случае неисправность также происходит из-за плохо работающего топливного фильтра, которые требует очистки или замены;

· низкая смазывающая способность дизтоплива. В этой ситуации речь идет, прежде всего, об использовании несертифицированных или некачественных присадок, что может привести к выходу из строя ТНВД и необходимости дорогостоящей замены этой важной части дизельного двигателя;

· отсутствие герметичности системы подачи топлива. Наиболее негативные последствия неисправности такого вида – попадание воздуха в плунжерную пару и повышенный износ поршня и цилиндра, что неминуемо оборачивается дорогостоящим ремонтом и необходимостью замены пришедших в негодность деталей.

Основания для проведения диагностики, обслуживания или ремонта

Самый простой и эффективный способ обеспечить длительную и беспроблемную работу ТНВД КамАЗа – это регулярно проходить диагностику и техническое обслуживание, а при необходимости – и ремонт, посещая для этого специализированные сервисные центры. Дело в том, что самостоятельное регулирование и любые другие виды работ производить не рекомендуется, так как современный топливный насос представляет собой высокотехнологичный механизм, оснащенный точной и сложной электронной автоматикой.

Кроме того, не следует забывать, что все настройки ТНВД КамАЗа взаимосвязаны, что делает их регулировку, не говоря об обслуживании и ремонте, чрезвычайно сложным мероприятием, требующим наличия как высокоточного оборудования, так и специалистов, способных его эффективно использовать. Основанием для срочного обращения в специализированный центр по сервисному и техническому обслуживанию и ремонту системы подачи топлива КамАЗа выступают такие нередко встречающиеся проблемы в работе дизельных двигателей:

· перепады в показателях мощности. Специалисты рекомендуют в подобной ситуации срочно произвести регулировку цикловой подачи и УОНП ТНВД автомобиля;

· трудности с запуском агрегата. Причины неисправности в этом случае могут быть самыми разнообразными. Для их выявления и последующего устранения необходимости тестирование ТНВД и дизельного двигателя в целом на специальных стендах;

· увеличение расхода топлива. Крайне неприятный момент, заметно снижающий уровень экономичности при эксплуатации агрегата на дизельном топливе. Причина проблемы обычно заключается в износе деталей и узлов ТНВД, поэтому для устранения неисправности требуется их замена;

· посторонний или слишком громкий шум при эксплуатации силовой установки. Еще одно основание для срочного проведения диагностики, регулировки или технического обслуживания ТНВД КамАЗа с применением современного оборудования. Это объясняется тем, что существует множество потенциально возможных причин данной проблемы, достоверно выявить которые удается только в ходе тестирования на специальных стендах.

Правила эксплуатации

Для того, чтобы свести к минимуму риск неисправности в работе ТНВД КамАЗа, необходимо аккуратно выполнять несколько достаточно простых рекомендаций. В их число входят такие правила эксплуатации грузового транспортного средства:

1. Использование исключительно качественного дизельного топлива. Для этого следует заправляться на проверенных АЗС.

2. Регулярная очистка и, при необходимости, замена фильтров, установленных в системе подачи топлива.

3. Регулярная очистка и промывка отдельных узлов и деталей системы подачи топлива.

4. Применение только сертифицированных добавок и присадок к топливу после консультации со специалистом.

5. Обращение в специализированный сервисный центр при возникновении любых проблем в работе ТНВД и дизельного двигателя КамАЗа.

6. Регулярное сервисное и техническое обслуживание как системы подачи топлива, так и силового агрегата в целом.

7. Постоянный контроль над герметичностью топливной системы грузового автомобиля и оперативное устранение обнаруженных протечек.

8. Постоянная проверка надежности крепления ТНВД к дизельному двигателю. При необходимости – подтягивание ослабших болтовых соединений.

Вывод

ТНВД КамАЗа – это важный элемент дизельного двигателя грузовых автомобилей, выпускаемых Камским автомобильным заводом. Эксплуатационные и технические характеристики топливного насоса высокого давления в значительной степени определяют КПД и эффективность работы всего дизельного двигателя. Поэтому нет ничего удивительного, что разработке и совершенствованию ТНВД уделяется на заводе самое пристальное внимание.

Обязательным условием для длительной и беспроблемной эксплуатации топливного насоса выступает регулярное техническое обслуживание настолько важного для работы двигателя и всего грузового автомобиля узла. Лучше всего проводить диагностику, работы по обслуживанию и ремонту в специализированных сервисных центрах, обладающих как необходимым оборудованием в виде стендов для тестирования, так и штатом профессиональных и квалифицированных специалистов.