ГАЗ-560 – русский Steyr
Лицензионный дизель М1 компании Steyr для Газели
В этой серии вы уже познакомились с новейшими конструкциями зарубежных дизелей. А между тем в Нижнем Новгороде начато производство первого отечественного дизеля, пригодного для установки на легковые автомобили и грузовики, вполне соответствующего тому, что называют «мировым уровнем», да еще имеющего весьма своеобразную конструкцию
Организовывая на Горьковском автозаводе производство «ГАЗели», специалисты завода уже думали над тем, каким дизелем оснастить эти автомобили. Обширные эксперименты с зарубежными моторами, такими как Perkins, Andoria (Польша), IVECO, Toyota и Steyr-Daimler-Puch привели к неожиданному для многих результату. По данным испытаний, лучшим оказался дизель М1 компании Steyr – двигатель, серийно не устанавливавшийся ни на один автомобиль в мире, однако его конструкция активно предлагалась фирмой на продажу.
В 1996 году австрийские специалисты совместно с ОАО «ГАЗ» проработали установку М1 в ГАЗель и, получив положительные результаты, ОАО «ГАЗ» приобрело лицензию у фирмы Steyr на производство двигателей этого семейства. Как позднее выяснилось, пример нижегородцев оказался заразительным: после них аналогичную лицензию купила корейская компания DAEWOO.
Собранные, преимущественно из привозных деталей, на ОАО «ГАЗ» несколько сот двигателей хорошо зарекомендовали себя в эксплуатации, оказались нетребовательными к отечественному дизтопливу, прекрасно заводились в 30-градусные морозы, словом, подтвердили мнение о моторе, как высокоэффективном и надежном. Это позволило нижегородцам сделать следующий шаг.
25 июня 1998 года во время визита в Австрию премьер-министра России Евгения Примакова президентом «ГАЗа» Николаем Пугиным и президентом концерна Magna-Steyr (в 1997-м контрольный пакет акций Steyr перешел в собственность канадской компании Magna, изменившей название моторостроительной фирмы) было подписано рабочее соглашение об организации совместного предприятия по серийному производству дизельных двигателей семейства М1 и в конце года такое предприятие было создано. Соотношение уставного капитала в образованной компании 50% на 50%.
В первой половине этого года началось производство моторов ГАЗ-560 (такое название получил Steyr М1 на «ГАЗе»), из импортных комплектующих и параллельно решались вопросы о размещении их производства в России. С учетом поставок другим автозаводам проектная мощность предприятия была определена в 250 тысяч двигателей в год.
Предполагается выпускать унифицированные 3-, 4-, 5- и 6-цилиндровые дизели. Все – с турбонаддувом, в вариантах с интеркулером или без него. На ОАО «ГАЗ» ими будут оснащаться грузовики малой и средней грузоподъемности, легковые автомобили, пикапы, микроавтобусы. Предложения по использованию дизелей ГАЗ-560 сделаны московскому ЗИЛу и Ульяновскому автомобильному заводу. Впрочем, это все дело будущего. А пока самым актуальным является четырехцилиндровый мотор – для «Волги», «ГАЗели» и «УАЗа».
Конструкция
Главная особенность дизелей семейства М1 заключается в моноблочности их конструкции. Это значит, что у двигателя отсутствуют головка блока и сам блок цилиндров, а вместо этого имеется один чугунный моноблок – решение очень распространенное в моторах начала века. «Возврат к прошлому оправдан,» – считают австрийские конструкторы.
При таком подходе автоматически решаются многие проблемы, характерные для традиционных моторов. Отсутствие прокладки между головкой и блоком, газового стыка и разъема в камере сгорания исключило возможность прогара прокладки и необходимость ее замены при перегреве дизеля из-за потери охлаждающей жидкости, которая у М1 не может попасть в масло. Поскольку не нужно крепить головку шпильками, исчезает вероятность их обрыва или недотяга.
По сравнению с обычной схемой увеличивается жесткость моноблока и улучшается охлаждение цилиндров. В итоге износ двигателя снижается, он работает тише и меньше вибрирует. Почему такие моторы не выпускались раньше? Просто не было еще сконструировано сложное оборудование для обработки глухих отверстий.
Подождите, а как же расточить цилиндр, заменить клапан? Ведь эти операции потребуют практически полной разборки двигателя. В том-то и дело, что, поверите вы или нет, но многолетняя работа над двигателем (а ее вели совместно специалисты фирм Steyr и AWL, всемирно известной австрийской инжиниринговой компании, занимающейся исследованиями, испытаниями и разработкой новых двигателей) позволила избавиться от необходимости подобных работ.
Ремонт изношенного двигателя М1 производится простой заменой старого моноблока на новый, поставляемый в запчасти. При этом Steyr отправляет заказчику подсобранные и обкатанные на стенде моноблоки, внутри которых поршни, шатуны, коленчатый вал в подшипниках. Точно так же будут ремонтировать и дизели ГАЗ-560. Согласитесь, качество подобного ремонта намного выше того, которое можно получить кустарными «переборками».
Еще одна особенность М1 состоит в том, что топливо внутрь камеры сгорания впрыскивают насос-форсунки, работающие от кулачков распредвала и развивающие давление до 1800 бар (примерно 1800 кгс/см 2 . – ред.). Впрыск осуществляют в две фазы, а «командует» им микропроцессорная система, следящая за токсичностью отработавших газов и стремящаяся к тому, чтобы работа дизеля была максимально экономичной. Насос-форсунка, объединяющая в себе и насос высокого давления, и собственно форсунку, делает ненужными трубопроводы высокого давления, повышая тем самым надежность работы. Сейчас для ГАЗ-560 насос-форсунки поставляет чешская фирма Autopal, а в будущем их должен освоить отечественный производитель.
Нельзя не отметить бесшумность этого дизеля. Конструктивно она обеспечивается алюминиевым разъемным кожухом-поддоном картера, состоящим из двух половин, которые эластично(!), с помощью специальных резиновых упоров крепятся к моноблоку. Так же, для снижения шума служит капсула, закрывающая верхнюю часть мотора.
Несомненно, освоение сборки таких двигателей – дело очень сложное, требующее особой культуры производства, непривычных навыков и необычного оборудования. А что же мы получим в результате?
Предполагается, что ходимость дизелей ГАЗ-560 составит 250 – 300 тысяч километров. Испытания выявили несколько характерных свойств моторов: высокую эластичность, отличную приемистость, низкие расход топлива и токсичность выхлопа, отличную приспособленность к российским климатическим условиям.
Последнее требует пояснения: дело в том, что форсунки мотора дополнительно охлаждаются топливом, которое при обратном сливе повышает температуру в баке. Поразительно, но зимой, в самый мороз, бак дизельных «ГАЗелей» на ощупь всегда бывает теплым. А это полностью снимает проблему парафинирования топлива, порой, донимающую водителей дизельных иномарок.
Опыт работы дизельных «ГАЗелей» на фирме «Автолайн» в Нижнем Новгороде в качестве маршрутных такси показал, что новые дизели очень надежны, работают на обычном российском дизтопливе, существенно экономят средства на горючее по сравнению с бензиновыми «ГАЗелями», повышая эффективность перевозок.
В соответствии с планами завода 90% комплектующих для сборки дизелей должны поставляться российскими заводами. По мнению нижегородцев, это позволит избавиться от единственного сегодняшнего недостатка мотора – его высокой цены. Пока же большой интерес, проявленный к двигателю зарубежными клиентами, способствует постоянному увеличению его производства, повышению конкурентоспособности продукции с маркой «ГАЗ» на западных рынках. Так самый оригинальный из российских дизелей, ГАЗ-560, завоевывает себе признание и право на жизнь.
Двигатель газ 560 штайер steyr
Есть много причин, по которым россияне долгое время со скептицизмом и даже некоторым недоверием относились к дизельным двигателям. Среди них: не самое лучшее качество топлива (достаточно острая проблема для сельской местности), неспособность многих автосервисов квалифицированно диагностировать и обслужить сложный дизельный агрегат, да и цена запчастей нередко отпугивала автолюбителей. Тем не менее, спрос на автомобили с дизельным двигателем был и есть, и чтобы более полно его удовлетворить, Горьковский автомобильный завод начал изготавливать такие двигатели, получив лицензию от австрийской фирмы «Steyr». Производимый таким образом агрегат ГАЗ 560 Steyr занял достойное место в подкапотном пространстве их автомобилей.
Средний расход топлива оборудованной таким двигателем «Волги» — 7-8 литров на 100 километров, а «Газели» — около 12-13 литров. Вибрация и шум, присущие дизелю, обычно заметны на холостом ходу, но уже при скорости 50-55 км/ч не каждый человек, находясь в салоне, сможет определить тип установленного под капотом двигателя. Штайер, как и другие дизели, нельзя нормально прогреть на холостом ходу и незначительных нагрузках, от этого в автомобиле может быть прохладно. Но при движении дизельный двигатель будет отапливать салон ничуть не хуже, чем бензиновый.
Если после пребывания на морозе вы смогли успешно запуститься, то уже не следует беспокоиться, что движок заглохнет из-за замерзания топлива, так как снабжение топливом насос-форсунок осуществляется в моноблоке каналами, находящимся по соседству с рубашкой охлаждения. Через некоторое время бак нагреется до плюсовой температуры. Пуск двигателя при минус 25-30 градусах не будет для вас проблемой, если свечи накаливания и аккумулятор в исправном состоянии, используется зимнее топливо и надлежащее масло (5W40 отзывы). В более суровых зимних условиях моторному отсеку понадобится дополнительное утепление, чтобы предотвратить замерзание маслоотделителя вентиляции картера. Если этого не сделать, то масло выдавит через маслозаливную горловину, турбокомпрессор и масляный щуп.
Раз уж вы приобрели дизельный двигатель, то экономить на качественном масле и топливе будет предательством самого себя. Затовариваясь на незнакомых заправках, иной раз вы рискуете приобрести печно-котельное топливо вместо солярки, так как визуально они очень похожи. Естественно, в данном случае будут потеряны все важные характеристики, необходимые для нормальной работы двигателя, такие как цетановое число, температура вспышки. При позднем воспламенении и сгорании топлива есть угроза неравномерного прогрева и растрескивания камеры сгорания в поршне.
К сожалению, в отличие от бензина, низкое октановое число которого сразу можно отметить по характерному детонационному стуку в двигателе, о плохом качестве используемого дизельного топлива нам нередко доводится узнавать с опозданием. За это время успевают пострадать например прецизионные плунжерные пары насос-форсунок. На мельчайшей сетке, которая предохраняет форсунки от загрязнения, оседает смола, и этим затрудняется свободное наполнение их топливом. Как следствие, на выходе из форсунок снижается давление, топливо хуже распыляется, а плунжерная пара приходит в негодность раньше предписанного срока службы.
Если вы испытываете сложности с запуском горячего двигателя, то скорее всего это случилось и с вами. В данном случае помогла бы замена форсунок, но из-за довольно высокой цены и сложности замены, можно попробовать прибегнуть к некоторым хитростям и продлить им жизнь на несколько десятков тысяч километров. Для этого нам нужно, чтобы холодный двигатель нормально запускался, а его мощность и экономичность не вызывали нареканий. Так как горячий и холодный двигатель начинают работу по различным вшитым в память схемам, то наша задача состоит в том, чтобы ввести в заблуждение программу управления. Попробуем подменить «горячие» настройки на «холодные», что увеличит в несколько раз цикловую подачу солярки. Отсоединяем клеммы датчика температуры воздуха и охлаждающей жидкости.
После этого блок управления будет рассчитывать цикловые подачи исходя из того, что на улице минус 20 градусов. Если двигатель при этом запустится нормально, есть смысл вывести провода датчиков на тумблер и тем самым постоянно «обманывать» дизель. Но в любом случае замена изношенных форсунок — всего лишь вопрос времени, так как расход топлива будет расти, и мощность двигателя начнет снижаться.
Если у вас неисправна только одна насос-форсунка, то это вы сразу сможете обнаружить по нестабильной работе двигателя на холостых оборотах. Чтобы найти неисправную, достаточно в первые секунды после запуска холодного дизеля приложить руку к патрубкам выпускного коллектора. Температура неработающего будет ниже. Если неисправность обнаружилась в пути, надобности в немедленной замене нет. В таком состоянии можно без вреда для дизеля двигаться еще 100-200 километров, но его перегрузки все-таки стоит избегать. Оптимальной будет езда на пониженной передаче с оборотами около 3000 в минуту.
На двигателе ГАЗ 560 Steyr установлен турбокомпрессор , который очень чувствителен к качеству используемого моторного масла. Рабочее колесо турбокомпрессора в минуту совершает более 100 000 оборотов, а температура масла может достигать 150 градусов и выше. При таких нагрузках масло плохого качества повредит не только компрессору, но и приведет к быстрому износу всего двигателя.
Есть несколько простых вещей, которые помогут продлить срок службы вашего дизельного двигателя ГАЗ 560 Steyr и избежать преждевременного износа его узлов и деталей:
- На холодном двигателе ГАЗ 560 Steyr не следует резко увеличивать скорость, так как густое моторное масло еще не поступает в должной мере к подшипникам турбокомпрессора; не заглушайте двигатель сразу после работы с максимальной нагрузкой, так как этим вы также останавливаете поступление масла в турбокомпрессор, который еще находится в движении; пару таких случаев, и с большой долей вероятности ему понадобится замена.
- Следите, чтобы маслопровод турбины был герметичен. Нельзя допускать даже минимальной утечки масла, так же как и работы без него, пусть и совсем кратковременной.
- В турбине находится клапан, который обеспечивает максимальное заполнение цилиндров двигателя на любых оборотах. При раннем его открытии крутящий момент падает на малых оборотах, а при позднем — в обычном режиме. Если ваш автомобиль разгоняется очень слабо и неуверенно, следует замерять давление наддува. На холостом ходу его значения при максимальных оборотах должны составлять не менее 1,75-1,8 бар, а при максимальной нагрузке — не менее 2 бар. Чтобы поднять давление, необходимо регулировкой пружины укоротить длину тяги данного клапана. В процессе эксплуатации дизельного двигателя давление наддува имеет склонность снижаться, поэтому есть смысл его проверять через каждые 45-60 тысяч километров пробега.
На некоторых дизельных двигателях ГАЗ 560 Steyr установлен охладитель наддувочного воздуха. Это опция дает прирост мощности на 15 лошадей, а также увеличение крутящего момента с 200 до 250 Н.м при соответствующем снижении оборотов в минуту с 2300 до 1900. Если вы решили добавить его в конструкцию самостоятельно, то после установки необходимо провести перепрограммирование блока управления либо заменить его на ГАЗ 5601.
Дизели ГАЗ 560 Steyr выпускаются уже достаточно давно, накоплен большой опыт по их эксплуатации, поэтому, если хотите продлить жизнь такому двигателю, то не пренебрегайте своевременными работами по его техническому обслуживанию.
Двигатель ГАЗ-560 «Штайер»
Блок цилиндров и кривошипно-шатунный механизм
Блок цилиндров — литой, чугунный. В блоке цилиндров расположены глухие цилиндры двигателя, омываемые охлаждающей жидкостью, газовые и воздушные каналы, каналы системы смазки и каналы, подводящие топливо к насос фарсункам. В верхнюю часть блока цилиндров запрессованы чугунные седла, втулки клапанов и медные вставки для установки насос-форсунок. Снизу на блок цилиндров на центрирующих втулках установлены три опоры коленчатого вала. Передняя и задняя опора спарены (в каждой расположены постели двух коренных опор коленчатого вала), средняя опора одинарная. В средней опоре выполнено отверстие для фиксирующего штифта коленчатого вала.
Крышки коренных подшипников установлены на центрирующие втулки опор. Крышки коренных подшипников и опоры коленчатого вала крепят к блоку цилиндров болтами. Отверстия для вкладышей коленчатого вала обрабатывают на блоке цилиндров в сборе, поэтому опоры коленчатого вала и крышки коренных подшипников не взаимозаменяемы и при сборке их надо устанавливать на свои места. На блок цилиндров установлены передние и задние опорные кольца. На них устанавливают картер двигателя, состоящий из двух частей и имеющий вертикальный разъем. Переднее опорное кольцо состоит из наружного алюминиевого кольца и внутреннего стального. Между ними привулканазирована резина. Переднее опорное кольцо напрессовано на корпус масляного насоса. При установке на блок цилиндров переднее несущее кольцо центрируют относительно оси коленчатого вала двумя установочными втулками.
Заднее опорное кольцо состоит из двух алюминиевых частей, разделенных привулканизированной к ним резиной. При установке на блок цилиндров кольцо центрируют относительно оси коленчатого вала двумя штифтами. Резиновые элементы переднего и задних несущих колец служат для уменьшения шума и вибрации, передаваемых на раму автомобиля. В отверстия переднего и заднего опорных колец установлены манжеты коленчатого вала. Картер двигателя — алюминиевый, состоит из двух частей, соединенных болтами через три центрирующие втулки и обработанных совместно. Картер образует масляную ванну и служит для крепления навесных агрегатов и картера сцепления.
Поршни изготовлены из специального алюминиевого сплава, с залитой вставкой из нирезистового чугуна в зоне верхнего компрессионного кольца. На юбку поршня нанесено коллоидно-графитовое покрытие. Нормальный температурный режим поршней поддерживают масляные форсунки. Струя масла напрвлена в полость в днище поршня. Юбка поршня имеет овальность и бочкообразность, поэтому диаметр поршня необходимо измерять в плоскости, перпендикулярной плоскости поршневого пальца, на расстоянии 15мм от нижней кромки поршня.
На поршне установлены два компрессионных и одно маслосъемное кольцо. Поршневые пальцы — стальные, плавающего типа; перемещение пальцев ограничивают стопорные кольца. Шатуны — стальные, кованые, окончательно обработаны в сборе с крышками, поэтому крышки шатунов не взаимозаменяемы. На крышках и шатунах нанесены метки. В верхние головки шатунов запрессованы сталебронзовые втулки, прошитые после запрессовки; в нижние головки установлены сталеалюминиевые вкладыши, зафиксированные усиками.
Коленчатый вал — стальной, кованый. Коренные и шатунные шейки азотированы. В шейках вала сделаны масляные каналы. На переднем конце вала установлены шестерня привода масляного насоса, зубчатый шкив привода распределительного вала и гаситель крутильных колебаний, объединенный со шкивом. От осевых перемещений коленчатый вал фиксируют четыре сталеалюминиевых полукольца, установленные в выточки четвертой коренной опоры. Полукольца зафиксированы радиальным выступом. Коленчатый вал балансируют, дисбаланс не должен превышать 30г•см.
Вкладыши подшипников коленчатого вала трехслойные. Верхние и нижние вкладыши коренных подшипников не взаимозаменяемы. Верхние коренные вкладыши выполнены с проточкой и пазом, нижние вкладыши гладкие. Для регулирования надпоршневого зазора шатунные вкладыши имеют эксцентриситет внутреннего диаметра относительно наружного. Вкладыш с больше толщиной можно устанавливать либо в шатун, либо в крышку шатуна, вторая половина вкладыша при этом должна иметь меньшую толщину. Гаситель крутильных колебаний коленчатого вала конструктивно объединен со шкивом привода вспомогательных агрегатов. Гашение колебаний происходит в резиновом кольце, соединяющим шкив и ступицу. Гаситель крутильных колебаний не разборный. Маховик — литой, чугунный с напрессованным стальным зубчатым венцом. Маховик балансируют в сборе с зубчатым венцом, дисбаланс не должен превышать 15г•см.
Газораспределительный механизм.
Привод газораспределительного механизма осуществляется зубчатым ремнем от коленчатого вала. Натяжение зубчатого ремня осуществляет эксцентриковый подшипник натяжного ролика. Зубчатый ремень закрыт крышками. Нижняя — алюминиевая, верхняя и средняя — пластмассовые. В нижней крышке расположен подшипник привода вентилятора. Корпус распределительного вала выполнен из специального алюминиевого сплава. В нем сделаны отверстия для распределительного вала, оси коромысел привода насос-форсунок и регулирующей рейки управления насос-форсунками.
В корпусе распределительного вала размещены опоры регулировочных винтов привода клапанов и датчик частоты вращения распределительного вала. Корпус распределительного вала установлен на блок цилиндров через металлическую профилированную прокладку и центрирован двумя штифтами. На передней стенке корпуса установлен эксцентриковый подшипник натяжного ролика. Распределительный вал стальной, с цементированными кулачками. На задний конец вала установлено зубчатое колесо датчика частоты вращения, а на конусе переднего — зубчатый шкив ременного привода, который зафиксирован гайкой.
Клапаны имеют жаростойкую тарелку, приваренную к стержню, который покрыт хромом. Пружины клапанов — винтовые с переменным шагом. На втулки клапанов напрессованы маслосъемные колпачки. Привод клапанов осуществляется рычагами от кулачков распределительного вала. Зазор в клапанном механизме регулируют винтом с шаровой головкой через отверстие в рычаге. Регулировочный винт фиксируется благодаря специальному профилю резьбовой ставки, ввернутой в компенсатор клапанного зазора (опору).
В случае обрыва зубчатого ремня привода распределительного вала (или при замерзании воды на зубчатых шкивах) возможно столкновение клапанов с поршнями. Для уменьшения повреждений двигателя на рычагах привода клапанов предусмотрено ослабленное сечение, где и происходит поломка рычагов. Во избежание указанных повреждений необходима принудительная замена зубчатого ремня через 120000км, кроме того, не следует мыть двигатель при отрицательных температурах.
Система смазки.
Система смазки комбинированная — под давлением и разбрызгиванием. По нагнетательной трубе высокого давления шестеренчатый масляный насос подает масло в полнопоточный фильтр, а затем в радиатор и далее в главную масляную магистраль. Из нее масло идет к коренным подшипникам коленчатого вала, шатунным подшипникам, подшипникам распределительного вала, к коромыслам привода насос-форсунок (через отверстие в оси коромысел), через редукционный клапан к масляным форсункам (из которых струя масла попадает в полость для охлаждения поршня) и через специальный штуцер — для смазки турбокомпрессора и вакуумного насоса. По специальным каналам в блоке цилиндров масло стекает в масляную ванну, выполненную в картере двигателя. Масляный насос — шестеренчатого типа, с приводом от щестерни, установленной на носке коленчатого вала. В корпусе насоса размещен редукционный клапан.
Давление в системе смазки:
- на частоте вращения холостого хода (850 мин^(-1)) не менее 100кПа (1.0 кгс/см^2) при температуре масла 80-85 градусов Цельсия;
- на номинальной частоте вращения (3800 мин^(-1)) — 500-700 кПа (5-7 кгс/см^2).
Допускается кратковремменное уменьшение давления масла на номинальной частоте вращения до 400 кПа в течение 5 минут за 1 час работы. Масляный фильтр — полнопоточный, неразборный, патронного типа, предназначен для очистки масла, подаваемого в главную масляную магистраль. Масляный радиатор — секционного типа, стальной, полнопоточный, установлен в алюминиевый корпус и встроен в систему охлаждения двигателя. Радиатор установлен на блок цилиндров и соединен резиновым патрубком с напорной полостью насоса охлаждающей жидкости.
Для добавления комментариев нужна регистриция
