Двигатель ЯМЗ 534: технические характеристики

С прицелом на будущее. Новая перспективная разработка ЯМЗ

Премия «Лучшая инновация/технологический прорыв» была в 2010 году присуждена Институтом Адама Смита Ярославскому моторному заводу именно за осуществление проекта по разработке и внедрению в серийное производство качественно нового, современного семейства 4х и 6ти-цилиндровых дизельных двигателей «ЯМЗ-530».

Одна из основных моделей данной серии – это L-образный четырёхцилиндровый турбированныймотор «ЯМЗ-534» Евро-4. Это самый первый серийный российский дизельный двигатель подобного класса.

Предшественник и основные особенности двигателя «ЯМЗ-534»

Двигатель «ЯМЗ-534» Евро-4 представляет собой дизель рядного типа, четырёхтактный, с воспламенением от сжатия, с непосредственным впрыском, с жидкостным охлаждением, с турбонаддувом и охлаждением наддувочного воздуха в теплообменнике типа «воздух-воздух».На каждый из цилиндровдвигателя приходится по четыре клапана.

Хотя в модельном ряду Ярославского моторного уже был 4х-цилиндровый двигатель «ЯМЗ-204», снятый с производства уже более двадцати лет тому назад, это, как говорится, была «совсем другая история». Потому что тот мотор относился к числу тяжёлых дизельных двигателей. И конструктивно даже не предусмотрено было его оснащение системой турбонаддува. Поэтому чётырёх-цилиндровый «ЯМЗ-204» можно назвать предшественником «534-го», но лишь с натяжкой.

Ведь «ЯМЗ-534» представляет собой средний дизельный двигатель рядного типа, разработанный, что называется, «с нуля», конструкторским бюро Ярославского моторного завода, совместно с австрийским инжиниринговым бюро «A.V.L.ListGmbh».

Отличительными особенностями «ЯМЗ-534» являются соблюдение современных экологических стандартов «Евро-4»; наличие электронного блока управления (ЭБУ) и применение современной системы непосредственного впрыска, с использованием аккумуляторной топливной системы «CommonRail».

Достижение высокого уровня экологического стандарта стало возможным во многом благодаря использованию системы рециркуляции отработавших газов «EGR». Одно из достоинств такого решения – упрощение, а значит, удешевление размещения двигателя на автомобиле.

«ЯМЗ-534» – это принципиально новая конструкция, с использованием самых актуальных и передовых решений, права на которую принадлежат «Группе ГАЗ» (в состав данного холдинга последние годы входит Ярославский моторный завод).

Грузовой автомобиль Газон Next с двигателем ЯМЗ 53441-2 (150 л.с)

Для серийного производства дизелей 530-го семейства был построен и запущен совершенно новый завод в составе ЯМЗ – ОАО «Автодизель». Это новое предприятие находится на нынешней окраине города, как говорят местные – «за Волгой», примерно в двадцати минутах езды от старого завода.

Это самое современное производство дизельных двигателей не только в России, но и во всей Восточной Европе.

Данная современная промышленная площадка обладает практически 90%-ным уровнем автоматизации производства, а всё производственное оборудование на нём – от ведущих мировых производителей. Кроме новых дизелей 530-й серии, здесь собирают также немецкие двигатели для микроавтобусов «Мерседес Спринтер».

Среди поставщиков отдельных узлов и компонентов нового ярославского 4х-цилиндровика – такие маститые производственные компании с многолетней и безупречной репутацией, как«Bosch», «Z.F.», «FederalMogul», «BorgWarner», «MannHummel», «Behr», «Knorr/Bremse» и другие.

Отливка блока и головки цилиндров осуществляется в Германии, на предприятии«FritzWinter».

Однако новые ярославские четырёхцилиндровые дизели вовсе не полностью состоят из импортных комплектующих и компонентов, как это может показаться. К примеру, топливная аппаратура «CommonRail» – российского производства, от Ярославского завода дизельной аппаратуры.

Электронный блок управления и, что особенно характерно – программное обеспечение к нему – были разработаны питерской компанией «АБИТ», а производство самого ЭБУ освоено на Старооскольском заводе автотракторного электрооборудования.

Производство электронно-управляемых топливных форсунок, обеспечивающих повышенное давление распыла и многофазный впрыск (тремя порциями), налажено на Алтайском заводе прецизионных изделий, в городе Барнауле.

В настоящее время в прайс-листе Ярославского моторного завода значатся девять модификаций «ЯМЗ-534», в мощностном диапазоне от 136 до 190 лошадиных сил. Выделяется в особом порядке газовый двигатель «ЯМЗ-534/CNG», ставший плодом сотрудничества с канадской производственной компанией «WestPort».

Обзор модификаций «ЯМЗ-534» и сфера их применения

По своим возможностям, двигатели «ЯМЗ-534» являются весьма универсальными. Эти моторы эффективным образом выполняют функции силовых агрегатов на разнообразной технике массой до 12-ти тонн, вместе с грузом; либо на автопоездах с массой до 21-й тонны. Допускается использование данных двигателей на автомобилях с количеством колес от 4-х до 6ти, с ведущими двумя или же четырьмя колёсами.

Изначально, дизельные двигатели «ЯМЗ-534», все их модификации и комплектации были предназначены для установки на грузовые автомобили «МАЗ», «Урал» (нового образца), «ГАЗ» и «ГАЗонNext»(на газовом топливе), а также на автобусы малой и средней вместимости марки «ПАЗ».

Ключевые различия между отдельными модификациями заключаются, в первую очередь, в настройках ЭБУ – электронной системы подачи топлива, оптимизированной под конкретные задачи.

Более предметно обзор конкретного применения модификаций данных моторов выглядит следующим образом:

• «ЯМЗ-5340» – базовая модификация, используемая в качестве силового агрегата для грузовых машин, самосвалов, шасси, тягачей с колёсной формулой «4х2», «4х4», «6х2», «6х4», с полной массой до 12 тонн, автопоездов на их базе до 21 тонн – Минского автомобильного завода «МАЗ». Имеются также три дополнительные модификации: с подготовкой под установку компрессора кондиционера («ЯМЗ-5340/01»), с вентилятором («ЯМЗ-5340/02»), с вентилятором +подготовкой под установку компрессора кондиционера («ЯМЗ-5340/03»).
• «ЯМЗ-53402» – разработан для грузовых автомобилей «Урал-432065» и прочие автомобили марки «Урал», в том числе и повышенной проходимости с колёсной формулой 4х4, с полной массой до 13-ти тонн, для автопоездов на их базе до 24-х тонн массой. Отдельная специальная модификация «ЯМЗ-53402-10» применяется в составе гусеничного снегоболотохода «ЗЗГТ».

Грузовой автомобиль «Урал-432065» с двигателем «ЯМЗ-53402» (190 л.с)

• «ЯМЗ-5341» – этот двигатель используется в качестве силового агрегата для следующей техники марки «МАЗ»: средне-тоннажных автомобилей, на шасси автомобильных с колёсной формулой «4х2» и полной массой до 6-ти тонн, для автопоездов на их базе до 10 тонн, и для автобусов.
• «ЯМЗ-5341/10» – данный мотор используется в качестве силового агрегата для автобусов семейства «ПАЗ-320412», с полной массой до 11-ти тонн. Имеется также специальная модификация «ЯМЗ-5341/11», под установку компрессора кондиционера.
• «ЯМЗ-5342» – применяется в качестве силового агрегата для автобусов моделей «ПАЗ-320402», «ПАЗ-4234», «ПАЗ-3237», с полной массой до 11 т.
• «ЯМЗ-5344» – модификация для автобусов марки «ПАЗ-32053».
• «ЯМЗ-5344-10» – вариант дизельного двигателя специально для средне-тоннажных грузовых автомобилей семейства «ГАЗ-3308» («Садко») и «ГАЗ-3309».
• «ЯМЗ-53442» – специальная модификация, предназначенная для средне-тоннажных грузовых автомобилей повышенной проходимости семейства «ГАЗ-3308» и их шасси.
• «ЯМЗ-534/CNG» – самая новая и «многообещающая» модификация, запущенная в производство лишь в конце 2015-го года. Работает на газе. Ей вначале будут комплектоваться новые версии ГАЗовских грузовиков, а в скорой перспективе – самый широкий спектр всевозможной техники разного назначения.

Кроме того, с мая месяца 2014 года на заводе было запущено серийное производство форсированной модификации –«ЯМЗ-53472-10», с мощностью 215 лошадиных сил при 2600 оборотах в минуту, специально предназначенной для новых армейских бронированных автомобилей«ГАЗ-233036» (он же «СМП-2 «Тигр»).

Технические характеристики двигателя «ЯМЗ-534»

Все указанные модификации новых четырёхцилиндровых дизелей максимально унифицированы между собой и закрывают диапазон мощности от 136-ти до 215-ти лошадиных сил. При этом показатель минимального удельного расхода топлива составляет, по данным производителя, 145 г/л.с.ч. И это число является весьма хорошим, по современным меркам показателем, соответствуя самым актуальным нормам топливной эффективности.

Благодаря наличию инновационной аккумуляторной топливной системы непосредственного впрыска «CommonRail», снабжённой ЭБУ – электронным блоком управления, достигается точные параметры калибровки подачи топлива, для целого ряда разноплановых режимов работы. Это позволяет одновременно обеспечивать как снижение расхода горючего, так и повышение коэффициента полезного действия двигателя.

Некоторые технические показатели в конкретном выражении:

• Рабочий объём – 4430 кубических сантиметров;
• Мощность – от 136 до 215 л./с., в зависимости от модификации, при 2300-2600 оборотах в минуту;
• Число и расположение цилиндров – 4, «L»;
• Диаметр цилиндра/Ход поршня, в миллиметрах – 105/128;
• Степень сжатия – 17,5;
• Максимальный крутящий момент, Нм (кг/с.м) – 735 (75);
• Частота вращения при максимальном крутящего моменте – 1300-1600 оборотов в минуту;
• Высота оси коленчатого вала – 300 мм;
• Экологические показатели – Евро-4 (EGR + POC);
• Габаритные размеры (Длина/Ширина/Высота), в миллиметрах: 972/712/836;
• Вес двигателя, в незаправленном виде: 480 кг.;
• Порядок работы цилиндров:1 – 3 – 4 – 2;
• Система питания: непосредственный впрыск CR.

Для достижения экологического уровня Евро-4 применена система EGR (рециркуляции отработавших газов) и каталитический нейтрализатор со сменным фильтром.

Можно надеяться на то, что новый двигатель «ЯМЗ-534» станет ещё одним примером надёжного, неприхотливого и долговечного решения для силового агрегата. Ведь Ярославский моторный завод уже более полувека является самым крупным игроком отрасли и себе не изменяет. В том плане, что классическая его продукция – двигатели семейства «ЯМЗ-236», «ЯМЗ-238» имеют безупречную репутацию моторов чрезвычайно долговечных и надёжных, этаких «вечных двигателей» среди дизелей.

Двигатель «ЯМЗ 534» в сборочном цехе завода

Новый силовой агрегат, «ЯМЗ-534», по данным производителя, имеет прогнозируемый рабочий ресурс до капитального ремонта от 700 тысяч до 1 млн. км.; с необходимостью технического обслуживания каждые 30 тыс. км. (или же 1000 часов работы).

Показатель расхода масла на угар составляет не более 0,1% от расхода солярки, что соответствует самым передовым образцам подобной техники от ведущих мировых производителей.

Гарантия завода-изготовителя на силовые агрегаты данной серии составляет два года, либо 100 тысяч километров пробега.

Моторы «ЯМЗ-534» являются весьма востребованными на рынке: объёмы их производства исчисляются десятками тысяч единиц в год. При этом первое техническое обслуживание запланировано через 15 тыс. км (или 500 часов), второе и последующие ТО двигателя – через 30 тыс. км (или 1000 часов)

Опыт эксплуатации и отзывы владельцев «ЯМЗ-534»

Опыт владельцев автомашин с двигателями «ЯМЗ-534», выпущенных в 2011-2013 годах и уже, так сказать, «понюхавшими пороху», т.е. показавшими себя в условиях интенсивной эксплуатации, говорит о том, что мотор это хороший. А конкретнее: надёжный; когда надо – тяговитый, когда надо – резвый и оборотистый; работает тихо; и, что особенно важно в наше время, экономичный (порядка 15ти-17ти литров).

У каждого покупателя дизельной техники данного типа есть два варианта: «ЯМЗ-534» или «Камминз» китайского производства.

Ярославский мотор, судя по опыту и отзывам, куда лучше: более неприхотлив, безотказен, и, хотя и не отличается особой дешевизной; всё-таки по цене на запчасти и на сам двигатель будет предпочтительнее. А «ЯМЗ-534» не могут похвастать недорогой ценой вполне закономерно: ведь немалая часть узлов и агрегатов на нём – от европейских производителей.

Впрочем, «ура-патриотизм» в сфере новых технических разработок в современную нам эпоху неуместен. И использовать технологии и готовые агрегаты от мировых лидеров отрасли – это, пожалуй, верное решение. Так как с их применением получается, как говорится, «совсем другая песня».

Стоимость «ЯМЗ-534» на современном рынке

Цена нового двигателя «ЯМЗ-534», озвученная в официальном прайс-листе Ярославского моторного завода, в зависимости от модификации, варьируется в пределах 520-560 тысяч рублей. Вторичного рынка подержанных двигателей этой марки, ввиду новизны данной разработки, ещё не сложилось.

Газовые двигатели ЯМЗ: вектор газа

В трудах древнегреческих философов встречается парадоксальная дилемма: что первично — яйцо или курица? Аналогичная ситуация возникла в России с применением компримированного (сжатого) природного газа (КПГ) как топлива для автомобиля. С одной стороны, нужны двигатели, работающие на метане, и транспортные средства, адаптированные к таким моторам. Но кто же будет покупать газобаллонные автомобили, если сеть заправок по-прежнему жидкая? С другой стороны, Газпрому нет резона строить и содержать АГНКС в ожидании потенциальных клиентов. Аристотель совершенно справедливо считал, что птица и яйцо появились одновременно…

Конкурентное предложение

В России для грузовиков средней грузоподъемности и большинства автобусов самый востребованный диапазон мощности двигателей — от 150 до 300 л.с. Это касается и газовых моторов. После того как на яросла­вский конвейер поставили четырехцилиндровый ЯМЗ‑534 объемом 4,43 литра и «шестерку» ЯМЗ‑536 объемом 6,65 литра, появилась возможность конвертировать их под сжатый природный газ.

Расшифровка аббревиатуры CNG — сompressed natural gas (сжатый природный газ). Моторы ЯМЗ‑534 CNG и ЯМЗ‑536 CNG существуют в нескольких модификациях — как по настройкам мощности, так и по назначению. У «четверки» диапазон мощности — от 150 до 170 л.с. при крутящем моменте от 493 до 590 Н·м (при 1200–1600 об/мин). У «шестерок» три версии: мощностью 258, 285 и 312 л.с.

Между тем планируется выпуск «шестерки» увеличенного до 7 литров рабочего объема и мощностью 330–370 л.с. При том же диаметре поршня (105 мм) его ход будет увеличен с 128 до 136 мм. На основе этого дизеля в перспективе будут создавать и более мощную газовую версию — под метан.

В России основными заказчиками дизельной «четверки» являются Горьковский автозавод и Павловский автобусный, а «шестерки» — Ликинский автобусный завод, Урал и МАЗ. Как ожидается, газовые двигатели должны хорошо пойти на экспорт — они отвечают нормам Евро‑5. В сравнении с аналогичными дизелями иностранных производителей и их газовыми версиями, ЯМЗ‑530 дешевле на 20–25% при сопоставимой мощности и экономичности. Заявленный ресурс дизельных «четверок» — не менее 700 тысяч километров, «шестерок» — 900 тысяч.

Отто против Дизеля

Газовый мотор ЯМЗ‑530 CNG на 90% унифицирован с дизельным, но переведен на цикл Отто. У него есть свечи, катушки зажигания и даже дроссельная заслонка. Степень сжатия уменьшили до 12 единиц — для этого пришлось изменить поршни. Ведь камера сгорания находится в днище поршня, а не в головке цилиндров. Поскольку у метана или пропан-бутана октановое число выше 100, требуется более высокая степень сжатия, нежели под 98‑й бензин.

Свечи зажигания вкручивают через нержавеющую резьбовую втулку-проставку на место установки форсунок у дизеля. А так как форсунки у моторов ЯМЗ‑530 находятся под клапанной крышкой, то для замены свечей эту крышку надо снять. При такой трудоемкости операции абы какие свечи сюда не поставишь: применяют жаропрочные свечи Bosch с платиноиридиевыми электродами — их хватает с запасом на 30 тысяч километров.

Высоковольтные провода к свечам подведены по сверлению в головке для топливных трубок. А электронное управление зажиганием и подача газа в двигатель схожи с современными системами обычного бензинового мотора. И, что особенно важно в России, газовое оборудование жизнеспособно при морозах до 40 градусов!

А что с заправками?

По разным сведениям, на конец 2016 года в Российской Федерации функционировало от 237 до 280 АГНКС. Из них около 228 газозаправочных станций принадлежит Газпрому, остальные — сторонним организациям. Если сравнивать с обычными АЗС, то АГНКС у нас в 100 раз меньше, причем распределены они очень неравномерно. Сейчас Газпром интенсивно строит газовые заправки: в октябре 2016 года открыли 14 новых АГНКС в шести федеральных округах, а к концу 2018 года планируется расширить сеть до 470 станций. Кроме того, газификацией коммерческого автотранспорта занялась Роснефть: в планах значится строительство 1000 АГНКС, на которое выделяется до 60 миллиардов рублей! Но сроки — до 2023 года.

Проблему сети заправок помогут решить компактные контейнерные станции — стационарные или передвижные, импортные или российского производства. Стационарные заправки производит специализированное подразделение холдинга «Русские машины», куда входит и «Группа ГАЗ», и фирма РМ-КПГ. В 2015 году РМ-КПГ ввела в эксплуатацию в Нижнем Новгороде газозаправочный модуль для обслуживания технологического автопарка Горьковского автозавода, а также муниципальных газомоторных автобусов. Модуль смонтирован в обычном 40‑футовом контейнере, который можно установить на любой АЗС и подключить к магистральной газовой трубе. Такие АГНКС уже работают в Кургане, обеспечивая, в частности, потребности завода КАвЗ.

Остается надеяться, что такой сценарий развития газомоторной темы в России устроил бы не только Аристотеля, но и современных российских автомобилистов.