2.11. Система охлаждения. Водяной насос двигателей ЯМЗ-7601.10, ЯМЗ-7514.10, ЯМЗ-7513.10, ЯМЗ-7512.10, ЯМЗ-7511.10

СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ

Система охлаждения двигателя – жидкостная, циркуляционная. Система включает в себя водяной насос, жидкостно-масляный теплообменник, вентилятор, термостаты, дистанционный термометр и радиатор, устанавливаемый на раме машины.
Во время работы двигателя циркуляция охлаждающей жидкости в системе охлаждения создается центробежным насосом. Из нагнетательного патрубка насоса через каналы в крышке шестерен распределения жидкость под давлением поступает в водяную рубашку правого ряда цилиндров через жидкостно-масляный теплообменник и левого ряда блока цилиндров, затем в головки цилиндров и собирается в водосборных трубопроводах. В водяные рубашки головок цилиндров жидкость подается по направляющим каналам, в первую очередь к наиболее нагретым поверхностям – выпускным патрубкам и стаканам форсунок. Из водосборных трубопроводов нагретая жидкость подается через термостаты в радиатор, где отдает тепло потоку воздуха, создаваемому вентилятором, после чего снова идет к водяному насосу. Когда температура охлаждающей жидкости понижается, термостаты автоматически направляют весь ее поток непосредственно к водяному насосу, минуя радиатор. Таким образом, посредством термостатов обеспечивается оптимальный тепловой режим работы двигателя.

ВОДЯНОЙ НАСОС

Рисунок 40 – Водяной насос 236-1307010-Б1
1–шкив привода; 2–стопорное кольцо; 3–подшипники; 4–валик; 5–водосбрасыватель; 6–уплотнение торцевое; 7–корпус насоса; 8–кольцо уплотнительное; 9–патрубок водяного насоса; 10–крыльчатка; 11–заглушка крыльчатки; 12–кольцо уплотнительное; 13–втулка уплотнительного кольца; Б–дренажное отверстие.

Водяной насос центробежного типа, установлен на передней стенке блока цилиндров и приводится во вращение клиновым ремнем от шкива, установленного на переднем конце коленчатого вала.
Конструкция водяного насоса шестицилиндрового двигателя приведена на рис. 40.
В чугунном корпусе 7 насоса вращается напрессованная на валик 4 крыльчатка 10, создающая поток охлаждающей жидкости. Валик насоса установлен на двух шарикоподшипниках 3 с односторонним уплотнением. Полость подшипников при сборке насоса заполняется смазкой Литол-24 ГОСТ 21150-87 на весь срок службы насоса без дополнительной смазки. Уплотнение подшипниковой полости насоса осуществляется торцевым самоподжимным уплотнением. Для контроля за герметичностью торцевого уплотнения в корпусе насоса имеется дренажное отверстие «Б».
Шкив привода 1 напрессован на валик насоса.
Устанавливаемые на восьмицилиндровые двигатели водяные насосы имеют сходную конструкцию, за исключением конструкции шкива привода 1 и поэтому не взаимозаменяемы между собой. Водяной насос имеет маркировку на корпусе 236-1307010-Б1 или 7511.1307010-01. В обеих конструкциях насосов используется торцовое уплотнение 850.1307031 с кольцами из материала ГАК.
С августа 2006 года двигатели ЯМЗ комплектуются водяными насосами с торцовым уплотнением фирмы «КАСО» (Германия), конструкция которого для восьмицилиндрового двигателя приведена на рис. 41.
Взаимозаменяемость нового водяного насоса с насосами, на которых устанавливалось торцовое уплотнение прежней конструкции, сохранена.
Водяной насос с торцовым уплотнением фирмы «КАСО» имеет маркировку на корпусе 7511.1307010-02 (для восьмицилиндровых двигателей типа 7511) и 236-1307010-Б2 (для шестицилиндровых двигателей типа 7601).
Уплотнение «КАСО» запрессовано одновременно и в корпус и на вал. Поэтому выпрессовка вала с подшипниками производится до тех пор, пока вал не вышел из соединения с уплотнением. В случае износа торцовое уплотнение «КАСО» восстановлению не подлежит и требует замены.
Ремонтопригодность водяных насосов с торцовыми уплотнениями «КАСО» выше, так как при замене негерметичного уплотнения возможна замена его не только на аналогичное уплотнение фирмы «КАСО», но и на торцовое уплотнение 850.1307031 с кольцами из материала ГАК. Для этого на крыльчатке водяного насоса имеется выточка для запрессовки кольца из материала ГАК с манжетой.

Рисунок 41 – Водяной насос 7511.1307010-02 с торцовым уплотнением «КАСО»
1 – втулка; 2, 3 – уплотнительные кольца; 4 – заглушка; 5 – крыльчатка; 6 – подводящий патрубок; 7 – корпус; 8 – водосбрасыватель; 9 – подшипники; 10 – вал; 11 – стопорное кольцо; 12 – шкив; 13 – торцовое уплотнение; А – торцовое уплотнение «КАСО».

ЯМЗ 7511: технические характеристики

Достойный преемник «ЯМЗ-238»

Запуск в серийное производство нового семейства восьми-цилиндровых V-образных дизельных двигателей стал закономерным результатом модернизации классических моторов «ЯМЗ-238». Данные дизели можно с полным правом назвать предшественниками «ЯМЗ-7511». Новые ярославские 8ми-цилиндровые моторы, ведущие свою историю с 1996 года, представляют собой, по сути дела, форсированные «ЯМЗ-238/ДЕ». «ЯМЗ-7511» сделала обособленно стоящей серией их существенно увеличенная мощность, которая закрывает солидный и внушительный диапазон от 360 до 400 лошадиных сил.

Предшественник «ЯМЗ-7511», характерные особенности новой серии

Между прочим, в начале двухтысячных годов специалисты Ярославского моторного утверждали, что классические V-образные дизельные двигатели не планируется дорабатывать до уровня современных Евро-стандартов, и что их оставшийся век на рынке будет весьма недолгим. В ряду главных причин подобной стратегии назывались: избыточная масса классических дизелей, по сравнению с рядными моторами, и относительно небольшая их литровая мощность, в сочетании с далеко не лучшей экономичностью, так сказать, образца ХХ века.

Однако изменения экономической конъюнктуры и само время внесли коррективы в эти планы: на конвейере ЯМЗ всё же остались и V-образная «шестёрка» «ЯМЗ-236», и V-образная «восьмёрка» «ЯМЗ-238» (которые, кстати, «отметили свой уже 55-летний юбилей!) Вместе с тем, производство их год от года медленно, но верно сокращается. А на конвейере завода взамен появились их доработанные, с учётом современных требований, варианты. В чём же основные отличия «ЯМЗ-7511» от его «предка» – «ЯМЗ-238/ДЕ»?

Во-первых, двигатели серии «ЯМЗ-7511» оснащаются абсолютно новым, намного более эффективным ТНВД – топливным насосом высокого давления. Другими отличительными особенностями дизелей «ЯМЗ-7511» являются: встроенные жидкостно-масляные теплообменники, водяные насосы повышенной производительности; совершенно новая группа «гильза-поршень» (с усовершенствованной системой масляного охлаждения). Силовые агрегаты данного семейства спроектированы для применения с установкой наддувочного воздуха, с закреплением её на раме конечного изделия.

Важное отличие нового мотора от обычной «восьмёрки» – это изменённая система смазки и улучшенный теплоотвод от юбки и днища поршня. Здесь было применено более эффективное охлаждение поршня маслом, чем обычной форсункой. В «ЯМЗ-7511» используется принудительное охлаждение поршня – его ещё называют циркуляционным, или галерейным охлаждением.

Это когда масло периодически подаётся в особую галерею в нирезистовой вставке поршня, а потом вытекает в поддон, унося вместе с собою избыточную теплоту. То есть, соответственно, здесь подразумевается масляный насос увеличенной производительности и более эффективный водомасляный теплообменник. А кроме всего – ещё и поршни более сложной конструкции.

Технические характеристики «ЯМЗ-7511»

Вид двигателя – четырёхтактный, восьмицилиндровый, с V-образным расположением цилиндров, с воспламенением от сжатия и турбонаддувом, с жидкостным охлаждением, промежуточным охлаждением наддувочного воздуха в теплообменнике типа «воздух-воздух», устанавливаемом на транспортном средстве.

Среди постоянных потребителей данных дизельных двигателей – крупнейшие производители грузовых автомобилей и тяжёлых промышленных тракторов, различного рода узко-специализированной автотехники, дизельных электростанций.

Основные показатели двигателя «ЯМЗ-7511» в цифрах

• Габаритные размеры: 2300×1045×1100 мм.
• Масса незаправленного мотора: 1685 кг – со сцеплением и коробкой передач; 1250 – без сцепления и коробки передач.
• Диаметр цилиндра – 130 мм.
• Ход поршня – 140 мм.
• Рабочий объём – 14,86 литров.
• Степень сжатия – 16,5.
• Номинальная мощность – от 360 до 400 лошадиных сил.
• Частота вращения коленвала при номинальной мощности – 1900 оборотов в минуту.
• Максимальный крутящий момент, Н·м (кгс·м) – 1715 (175).
• Частота при максимальном крутящем моменте – 1100-1300 оборотов в минуту.
• Минимальный удельный расход топлива, г/кВт·ч (г/л.с.·ч) – 195 (143).
• Удельный расход масла на угар, в процентах к расходу топлива: 0,2%.

Устройство и компоновка двигателей «ЯМЗ-7511»

Блок цилиндров, головки цилиндров

V-образный блок цилиндров данного двигателя, с углом развала в 90 градусов, отливается из серого низко-углеродистого чугуна.Он одновременно также выполняет роль основания для монтажа всех узлов и деталей мотора. Блоки 8ми-цилиндровых двигателей, также как и блоки 6-ти-цилиндровых моторов, имеют между собою абсолютно идентичную конструкцию. Однако взаимозаменяемыми не являются, так как индивидуальные или блочные головки цилиндров имеют различные виды крепления к ним.

Блок цилиндров двигателя «ЯМЗ-7511»

Монтируемые на двигатели «ЯМЗ-7511» головки цилиндров могут быть, в зависимости от комплектации, индивидуальными либо блочными. При этом индивидуальная головка монтируется на каждый клапан и прикрепляется к блоку шпильками 209 и 248 мм длиной. Блочные же головки цилиндров устанавливаются в комплексе срезу на три, либо на четыре цилиндра, в различных модификациях.

Цилиндро/поршневая группа на «ЯМЗ-7511» делается с модернизированной системой масляного охлаждения. Эта система позволила улучшить рабочие качества группы и продлить её расчётный срок эксплуатации. По сравнению с предшественниками, в новом «8ми-цилиндровике» более продуманно обустроен интегрированный масляно-жидкостный теплообменник, а его водяная помпа отличается увеличенной производительностью. Также дополнению и усовершенствованию подвергся фильтрационный узел.

Кривошипно-шатунный механизм

Коленчатый вал «ЯМЗ-7511» является стальной штампованной деталью, с азотированными на глубину не менее 0,35 мм поверхностями. Коленвал данного мотора состоит из пяти коренных опор и четырёх шатунных шеек. Коренными опорами вал установлен в гнёзда блока цилиндров, с вкладышами подшипника скольжения. А на его шатунных шейках установлены шатуны (по 9 на каждую шейку), нижней головкой с вкладышами.

Шатуны – стальные, двутаврового сечения, с косыми разъёмами нижней головки и специальными сковами на головке верхней. Маховики – из серого чугуна, прикреплённые к коленчатому валу болтами и пластиной высокой твёрдости. Вкладыши коренных подшипников коленвала и нижней головки шатуна – стальные, тонкостенные, с рабочим слоем из свинцовистой бронзы.

Коленчатый вал двигателя «ЯМЗ-7511»

Гильзы цилиндров отливаются из специального чугуна, «мокрого» типа, с фосфатированными поверхностями. Монтируются они в специальные расточки блока цилиндров. Поршни изготавливаются из особого эвтектического алюминиево-кремнистого сплава. Конструкцией мотора предусмотрено непосредственное охлаждение поршней из неподвижных форсунок. На юбках поршня имеются выемки для форсунок охлаждения.

Механизм газораспределения

Особенности механизма газораспределения двигателя «ЯМЗ-7511»: верхнеклапанного типа; с нижним расположением распределительного вала, и с приводом клапанов через шланги, роликовые толкатели, коромысла и штанги. Стальной штампованный распределительный вал расположен в верхней части картера блока цилиндров, приводится в действие посредством двух косозубых шестерён.

Впускные и выпускные клапаны, из специальных жаропрочных стальных сплавов. В процессе работы они перемещаются внутри металлокерамических направляющих втулок. К сёдлам прижимаются двумя цилиндрическими винтовыми пружинами, с разными направлениями навивки. При создании «ЯМЗ-7511» были коренным образом пересмотрены габариты впускных-выпускных каналов, и это позволило повысить эффективность сгорания смеси и отвода газов, а соответственно, и улучшить отдачу самого мотора.

Смазка, топливная система, турбонаддув

Система смазки и топливная система являются идентичными системам 8ми-цилиндровых двигателей ЯМЗ предыдущего поколения. По большому счёту, «ЯМЗ-7511» остаются сё теми же «238-ми», которые за долгие годы заслужили безупречную репутацию неприхотливых, достаточно простых по своей конструкции, обслуживанию и ремонту дизелей.

Однако, это всё-таки гораздо более современные «движки». И кроме форсированных показателей мощности и достойного рабочего ресурса моторы данной серии могут порадовать ещё многим. В первую очередь, можно обратить внимание об ужесточённых показателях очистки выхлопа.

Разумеется, на международные (европейские) автомаршруты с классом «Евро-2» в наше время рассчитывать уже не приходится, однако для «домашнего» пользования этот показатель очень неплохой. Особенно, если «поиметь в виду» существенную разницу в стоимости между ЯМЗ и более «чистыми» импортными европейскими моторами «Дойц» и тому подобными. Кстати, показатели экономичности работы у «ЯМЗ-7511» тоже весьма впечатляет, по сравнению с их предками «родом из СССР».

Изначально имея ориентир на определённых заказчиков и партнёров, ЯМЗ планировали непременное оборудование «ЯМЗ-7511» турбонаддувом. Если производить сравнения и сопоставления с 238-ми двигателями, то основной его особенностью стоит назвать наличие современного производительного ТНВД класса «Компакт-40», напомним, обладающего очень солидными данными энергии впрыска (максимум достигает 1200-т кг/см2). Этот топливный насос высокого давления – восьми-секционный, плунжерный (плунжеры золотникового типа).

Обзор модификаций двигателя «ЯМЗ-7511» и сферы их применения

Дизельные моторы серии «ЯМЗ-7511» в сравнительно короткий срок получили широкое применение на бортовых автомашинах, седельных тягачах, самосвалах, прочей автомобильной и автобусной технике. Всего насчитывается 20 модификаций данной дизельной «восьмёрки», практически каждая из которых «подгонялась» под потребности определённого вида техники, под конкретного партнёра завода ЯМЗ, будь то «МАЗ», «Гомсельмаш» и прочие.

Большегрузный самосвал «МоАЗ-7505» с двигателем «ЯМЗ-7511»

Так где же ставят «7511-е»? Вот чёткий и исчерпывающий ответ. Конкретно о практическом применении каждого из вариантов двигателя:

• ЯМЗ-7511.10 – основная комплектация с индивидуальными головками цилиндров, поставляемая вместе с коробкой переключения передач ЯМЗ-239 и сцеплением ЯМЗ-184. Двигатель ЯМЗ-7511.10 используется в составе шасси МЗКТ-65272 на седельных тягачах МЗКТ-74181, производства Минского завода колёсных тягачей.
• ЯМЗ-7511.10-01 и ЯМЗ-7511.10-06 – другой вариант силового агрегата для седельных тягачей на шасси МЗКТ 6х6, 8х4, 8х8. Данная техника известна, прежде всего, как «колёса» такого грозного отечественного вооружения, как «Тополь-М», ЗРК «Печора», ПВО-комплекс «С-300».
• ЯМЗ-7511.10-10 – в комплекте с механизмом отбора мощности (МОМ) и со сцеплением ЯМЗ-184 используется в составе мощного фрезерно-роторного снегоочистителя производства «Севдормаш» (Северодвинского завода дорожных машин).
• ЯМЗ-7511.10-11 – двигатель для колёсных шасси БАЗ производства БЗКТ (Брянского завода колёсных тягачей), тягачей высокой проходимости грузоподъёмностью от 14ти до 40 тонн, прежде всего для военной техники. Производится с коробкой переключения передач ЯМЗ-2393-03 и со сцеплением ЯМЗ-184.
• ЯМЗ-7511.10-12 – используется в составе шасси и самосвалов грузовых автомашин «Урал -6563» 8х4.
• ЯМЗ-7511.10-16 – мотор для использования на шасси «КрАЗ -7140Н61С6» и на седельных тягачах «КрАЗ-6140ТЕ».
• ЯМЗ-7511-18 – дизель для применения на шасси «МЗКТ» и на челябинских тяжёлых энергонасыщенных промышленных тракторах-бульдозерах марки «ДЭТ-250». Двигатель выполнен под установку охладителя наддувочного воздуха (монтируется он непосредственно на изделии).
• ЯМЗ-7511.10-34 – ещё один вариант для оснащения колёсных автотягачей производства МЗКТ, специально для шасси модели тягача «МЗКТ-65272».
• ЯМЗ-7511.10-35 – мотор, используемый в составе шасси «МЗКТ-8021-02», «МЗКТ-80211-02», в их специальном –тропическом – исполнении.
• ЯМЗ-7511.10-36 в комплекте с коробкой переключения передач ЯМЗ-239-22 или ЯМЗ-239-12 (с двухконусными синхронизаторами) и со сцеплением ЯМЗ-184-15. Сфера применения: бортовые автомашины и седельные тягачи, а также лесовозы и сортиментовозы Минского автомобильного завода.
• ЯМЗ-7511.10-37 – специальные моторы для комплектования кормоуборочных комбайнов «РСМ-1401» от завода «Ростсельмаш».
• ЯМЗ-7511.10-38 – был разработан конкретно для зерноуборочных комбайнов «РСМ-181» завода «Ростсельмаш».
• ЯМЗ-7512.10 – силовой агрегат для самосвалов и погрузчиков «МоАЗ» (Могилёвский автозавод, филиал «БелАЗа»), а также специальных кормоуборочных комплексов «Полесье».
• ЯМЗ-7512.10-04 – основной двигатель в составе самосвалов «МоАЗ-75051» и погрузчиков «МоАЗ-4048».
• ЯМЗ-7512.10-05 — используется в составе кормоуборочных комплексов – комбайнов «Полесье», производства завода «Гомсельмаш».
• ЯМЗ-7513.10; ЯМЗ-7513.10-03 – используется в составе шасси «МЗКТ-65272», на седельных тягачах «МЗКТ-74181».
• ЯМЗ-7514.10 и ЯМЗ-7514.10-01 – специальные двигатели для его применения в составе дизельных электростанций мощностью в 200 кВт, различных отечественных производителей.

Седельный тягач «КрАЗ-6140» с двигателем «ЯМЗ-7511»

В общем и целом, 8ми-цилиндровые «ярославцы» сегодня представлены на порядка полусотни модификаций различной тяжёлой техники. Многие наработки «ЯМЗ-7511» представляют собой специализированные версии, сделанные под какую-либо конкретную технику.

«ЯМЗ-7511»: опыт эксплуатации и отзывы владельцев. Перспективы ЯМЗ

Несмотря на свою довольно-таки многолетнюю историю (напомним: разработан в 1996 году), двигатель «ЯМЗ-7511» достаточно слабо отражён в отзывах владельцев, размещённых в интернете. Это объясняется тем, что он всё-таки не получил ещё такого широкого распространения, как его «предок» – «ЯМЗ-238». Всё-таки в советские времена Ярославский моторный завод выпускал сто тысяч двигателей в год, а в 90-е и двухтысячные – в разы меньше, от 20 до 70 тысяч единиц продукции за год.

Регулярно возникают споры, среди владельцев «МАЗов» преимущественно (оно и понятно: водителям тягачей, «таскающих» ракеты «Тополь-М» или комплексы ПВО «С-300», незачем спорить на форумах о достоинствах и недостатках двигателей). Предмет спора: что лучше: новый «ЯМЗ-7511», или «старый добрый» «ЯМЗ-238»?

Хотя большинство «героев дальнобоя» всё же придерживаются консервативной точки зрения и высказываются за более простой и привычный 238-й, невозможно не отметить лучшие показатели экономичности «ЯМЗ-7511». Ведь, как известно, существует очень чёткая взаимосвязь: если двигатель много «кушает», «на диету» приходится садиться его хозяину.

Что же касается завода ЯМЗ в целом, то это предприятие сегодня уже можно смело ставить в один ряд с мировыми «передовиками» дизельной отрасли – такими, как «Дойц» и «Камминз». Хотя Ярославский моторный ещё и не достиг советских объёмов производства, он по-прежнему является фундаментом, на котором зиждется всё отечественное автомобильное и тракторное дизелестроение. Партнёры завода – все ведущие автомобильные и автобусные, тракторные и комбайновые, экскаваторные и крановые предприятия России и СНГ.

Цена на двигатели «ЯМЗ-7511»

Стоимость нового мотора из семейства «ЯМЗ-7511», по данным официального прайс-листа Ярославского моторного завода, варьируется, в зависимости от модификации, от 670 до 800 тысяч рублей. Кроме того, в интернете немало объявлений о продаже двигателей «ЯМЗ-7511» «индивидуальной сборки» (после капитального ремонта), а также снятых с длительного хранения. Такие варианты обойдутся в полтора-два раза дешевле новых.