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.
Дизель ГАЗ-560 (STEYR)
До сих пор в России к легковому дизелю относятся с недоверием. Причин несколько. Здесь и нестабильное качество топлива, особенно в сельской глубинке, неготовность отечественного сервиса к обслуживанию сложной дизельной аппаратуры, высокая цена запчастей и будто бы органически свойственные дизелю шумы и вибрации.
Дизельный двигатель ГАЗ-560 (STEYR)
Из-за рубежа дизельных легковушек везут мало, а с производством собственных просто беда. Поэтому Горьковский автозавод, изготовивший по лицензии австрийской фирмы «Штайр» около 8000 дизелей, оказался своего рода национальным рекордсменом. Двигатель ГАЗ-560 удачно прописался под капотом нижегородских автомобилей. Расход солярки у «Волги» около 8 л, а «Газели» — примерно 12 л/100 км. Шумы и вибрации выдают дизель только на холостом ходу, а уже при скорости за 50 км/ч определить из салона тип двигателя смогут немногие.
Одна из особенностей дизеля
Одна из особенностей дизеля — его не прогреешь на малых нагрузках и холостом ходу. Зимой на стоянке в двадцатиградусный мороз он выше 40-50°С не набирает, оттого в автомобиле прохладно. Однако в движении отопление салона не хуже, чем с бензиновым двигателем. Если дизель после стоянки на морозе запустился нормально, то из-за замерзшего топлива уже не остановится: каналы для подвода и отвода топлива от насос-форсунок проходят в моноблоке рядом с рубашкой охлаждения. Спустя какое-то время «обратка» с расходом до 100 л/ч нагревает бак до плюсовой температуры. Если аккумулятор и свечи накаливания исправны, топливо в баке зимнее, то при масле 5W40 пуск до минус 30°С не проблема. Еще морознее? Придется дополнительно утеплить моторный отсек, чтобы не замерз маслоотделитель вентиляции картера. Иначе масло выдавит через манжеты, щуп, маслозаливную горловину и турбокомпрессор.
Потратившись на покупку дизеля, грех экономить на качестве топлива и масла. На сомнительных заправках вместо солярки могут продать и котельно-печное топливо — на первый взгляд его не отличишь. Что тогда говорить о цетановом числе, температуре вспышки, осмоляемости и других важных характеристиках! Задержка воспламенения и позднее сгорание ведут к местным перегревам и растрескиванию камеры сгорания в поршне. Между тем цетановое число важно для дизеля не меньше, чем октановое для бензинового двигателя. Если не больше! Ведь низкооктановый бензин выдает себя сразу — детонационными стуками, а о низком качестве солярки порой узнают с опозданием. Смола, оседая на мельчайшей сетке, предохраняющей от грязи прецизионные плунжерные пары насос-форсунок, создает дополнительное сопротивление для наполнения их топливом. Из-за этого уменьшается давление на выходе из форсунки, ухудшается распыл топлива, изнашивается плунжерная пара.
Первый признак такого износа — затрудненный пуск горячего двигателя. По-хорошему, форсунки тогда нужно менять. Однако стоят они дорого, около 15000 руб. (фото 1). Да и операция эта посложнее, чем замена свечей. Поэтому, если холодный двигатель пускается хорошо и нет серьезных замечаний к его мощности и экономичности, жизнь форсункам можно продлить еще на 20-30 тыс. км. Для этого просто «обманем» программу управления. Пуск холодного и горячего двигателя происходит по разным алгоритмам, «зашитым» в память блока управления. Холодный пускают, увеличив в 3-4 раза цикловую подачу топлива. Чтобы пустить горячий с изношенными форсунками, можно воспользоваться «холодными» настройками. Для этого снимаем клеммы с датчиков температуры охлаждающей жидкости (фото 2) и температуры воздуха (фото 3). Теперь блок рассчитывает цикловые подачи как для 20-градусного мороза. Если мотор при этом запускается нормально, можно сделать такой обман постоянным, выведя провода от датчиков на тумблер. Но ничто не вечно: в двигателе с изношенными форсунками расход топлива в конце концов начнет расти, упадет мощность и замена на новые станет неизбежной.
Поломка одной насос-форсунки заметна сразу — по неравномерной работе двигателя на холостом ходу. Выявить неисправную просто. Пустив холодный двигатель, в первые секунды щупаем патрубки выпускного коллектора — неработающий холоднее. На прогретом — всюду горячо, так что от этого приема будет больше ожогов, чем толку. В пути нет необходимости в срочной замене. С неисправной форсункой можно без вреда для двигателя проехать пару сотен километров, но перегружать его не стоит. Лучше ехать на пониженных передачах, поддерживая обороты на уровне 3000 об/мин.
При работе двигателя ГАЗ-560 (STEYR) через насос-форсунку постоянно прогоняется топливо под давлением около 1,5 бар, не только хорошо заполняющее надплунжерное пространство, но и охлаждающее форсунку. За это отвечает подкачивающий насос — он рядом с баком (фото 4). При отказе этого насоса дизель продолжает кое-как работать, топливо к форсунке поступает за счет разрежения, создаваемого при ходе плунжера вверх (всасывание). Но для нормальной работы двигателя этого недостаточно. Нехватка топлива вызывает износ плунжерной пары. Проехав в таком режиме 100-150 км, готовьтесь к замене всех насос-форсунок.
Турбокомпрессор двигателя ГАЗ-560 (STEYR)
Двигатель ГАЗ-560 оснащен турбокомпрессором (фото 5), очень требовательным к качеству моторного масла, — его рабочее колесо делает более 100 000 об/мин. При этом масло нагревается выше 150°С. Низкокачественное быстро теряет свои свойства, что приводит к преждевременному износу не только турбокомпрессора, но и двигателя.
Cтоит помнить несколько правил, способствующих долголетию мотора. На холодном нельзя резко разгоняться, так как густое масло плохо поступает к подшипникам турбокомпрессора. Остановив же мотор сразу после работы с полной нагрузкой, мы прекращаем подачу масла к подшипникам турбокомпрессора, еще не успевшего остановиться. Несколько таких остановок — и он потребует замены. Очень важно следить за герметичностью маслопровода турбины. Даже небольшая утечка масла здесь недопустима, как и кратковременная работа без смазки.
В турбине есть клапан, поддерживающий максимальное наполнение цилиндров во всем диапазоне оборотов. Если клапан откроется рано — упадет крутящий момент «на низах», при позднем открытии — на номинальном режиме. Поэтому, если разгон автомобиля покажется слишком вялым, проверьте давление наддува. Поможет в этом диагностический прибор, например АСКАН-8 (фото 6). На максимальных оборотах холостого хода давление должно быть не менее 1,75-1,8 бар, а при полной нагрузке — 2 бар. Регулируют его, изменяя длину тяги клапана. Укорачивая ее (увеличивая преднатяг пружины), поднимаем давление наддува. Из-за просадки пружины за время эксплуатации давление наддува может понизиться, поэтому при диагностике через 40-60 тыс. км его стоит проверить.
Некоторые двигатели ГАЗ-560 (STEYR) оснащены охладителем наддувочного воздуха (фото 7). С ним мощность увеличивается на 15 л. с., но еще ценнее рост крутящего момента с 200 до 250 Н.м при понижении соответствующих оборотов с 2300 до 1800-2000 об/мин. При самостоятельной установке охладителя блок управления нужно перепрограммировать или поменять его на ГАЗ-5601.
При падении напряжения в бортовой сети до 10 В управляющая электроника начнет давать сбои, а при 7 В мотор и вовсе заглохнет. Так же проявляется и поломка датчика частоты вращения коленчатого вала. Расположен он сзади справа на корпусе распредвала (фото 8). Чтобы проверить датчик, его снимают с двигателя и подключают к тестеру для измерения малых напряжений. Остается провести возле магнита датчика массивным стальным предметом: если датчик исправен, стрелка тестера отклонится. Когда двигатель неожиданно глохнет, а после выключения и включения «зажигания» снова работает, причина, скорее всего, в датчике положения рейки. Закреплен он на электромагните, установленном слева на корпусе распределительного вала (фото 9). Его номинальное сопротивление — 1,12±0,04 Ом.
При выходе из строя «газ-педали» (фото 10) автомобиль не должен ехать, но. если очень надо — может. Двигатель будет работать на холостом ходу, но поддерживает эти обороты и при нагружении. Трогаться следует очень плавно. По ровной дороге можно добраться даже до пятой передачи. Поломка датчиков температур охлаждающей жидкости и воздуха не смертельны для двигателя, хотя он и выйдет из оптимального режима. Поэтому стоит проверить их сопротивление согласно данным табл. 1 и 2. Отказ датчика давления наддува, расположенного на щитке передка (фото 11), заметен сразу — двигатель теряет половину мощности.
Чтобы узнать, какой датчик или исполнительное устройство барахлят, подключите к колодке (фото 12) диагностический прибор. Если его нет, ошибку можно «вычислить», перемкнув в колодке выводы 1 и 2. (Номера контактов — с обратной стороны колодки, а коды неисправностей есть в руководстве по обслуживанию двигателя.)
Несмотря на то что дизели ГАЗ-560 (STEYR) выпускают не так давно, некоторые моторы пробежали по 600 тыс. км. И это не предел. Главное в их долголетии — своевременное техническое обслуживание и регламентные работы.
