Раскрываем различия между двигателями для коммерческой и специальной техники

Делаем правильный выбор. Двигатели для коммерческого транспорта

Оборотистый дизель в сочетании с многоступенчатой трансмиссией позволяет гружёному магистральному грузовику стартовать со светофора на 1 000–1 500 оборотах, обеспечивающих максимальный крутящий момент, а затем, автоматически или вручную перебирая передачи, разогнаться до максимальной разрешённой скорости и длительное время поддерживать её в экономичном диапазоне 900–1 500 об/мин., преодолевая примерно в равной степени сопротивление качения и аэродинамическое сопротивление. Запас до 1 800–1 900 оборотов, то есть до падения крутящего момента, пригодится при обгоне.

Сложная механическая, роботизированная или автоматическая коробка передач с 12 или 16 ступенями обеспечивает плавное изменение передаточного числа без рывков, защищая агрегаты от повреждений. При этом двигатель может работать в полном диапазоне оборотов — от холостых до максимальных.

Источник фото: deutz.comДелаем выбор типа двигателя: для спецтехники подходят как специально разработанные, так и универсальные автомобильные ДВС

Тем, кто находится в стадии выбора ДВС, стоит знать характеристики типичного представителя магистральных двигателей. Это рядный 6-цилиндровый мотор с рабочим объёмом 11 или 13 л, мощностью 400–460 л.с., оснащённый турбокомпрессором с охлаждением наддувочного воздуха и аккумуляторной системой впрыска.

Формально автомобильные дизели относятся к длинноходовым, так как соотношение хода поршня к диаметру цилиндра — от 1 до порядка 1,23. Это позволяет использовать двигатель без переделок на специальной технике. В западном машиностроении такими универсальными двигателями выступают Deutz, Cummins, Detroit Diesel, Weichai, для некоторых видов спецтехники поставляют силовые агрегаты Mercedes-Benz, Iveco, Scania, MAN.

В отечественном машиностроении наиболее известны и распространены ярославские универсальные дизели ЯМЗ-236/238, которые устанавливали на грузовики МАЗ, КрАЗ, «Урал» и какое-то время на КАМАЗ, а также на скреперы МОАЗ, челябинские автогрейдеры ДЗ-98, бульдозеры «ДСТ-Урал», электростанции, компрессоры и т.д. Этот автомобильный дизель, разработанный в 1950-х годах, применяли на спецтехнике из-за отсутствия приемлемых альтернативных решений, более того, применяют до сих пор. Сегодня место ярославских «шестёрок» и «восьмёрок» пытаются занять рядные 6 и 4-цилиндровые дизели семейства ЯМЗ-530, которые устанавливают, например, на экскаваторы и погрузчики UMG, будут ставить на фронтальные погрузчики «Ростсельмаш».

Дизели для спецтехники

Источник фото: exkavator.ruКонструктивные особенности двигателей спецтехники вызваны постоянством их оборотов либо цикличностью

Несмотря на доступность широкой гаммы автомобильных дизелей, крупные производители строительных машин — Caterpillar, John Deere, Komatsu, Liebherr, JCB — разрабатывают и выпускают собственные моторные линейки, обеспечивая таким образом для своей продукции лучшие рабочие характеристики, уверенность в её качестве, максимальную прибавочную стоимость и снижая зависимость от сторонних поставщиков.

Особенности работы строительной и другой спецтехники заключаются в постоянстве оборотов либо в цикличности, при этом рабочий цикл, к примеру, экскаватора составляет всего 25 секунд, за которые он успевает набрать в ковш грунт, поднять стрелу, повернуть платформу, опорожнить ковш и вернуть его в исходную позицию для следующего цикла. Цикличность требует быстрой реакции на нагрузку — крутящий момент должен достигать максимума уже на низких оборотах, а диапазон между холостым ходом и максимальным крутящим моментом должен быть как можно уже.

Увеличенный ход поршня

При таком же диаметре цилиндра у специального дизеля больше рабочий объём за счёт увеличенного примерно на 6% хода поршня и объёма торообразной камеры сгорания, выполненной в головке поршня, что обеспечивает высокий крутящий момент — от 900 до 1 200 об/мин. Максимальные обороты длинноходовых дизелей ограничены 2 200–2 400 об/мин.

Массивность

Источник фото: exkavator.ruПравильный выбор двигателя: ДВС для спецтехники примерно на 30% массивнее автомобильных аналогов

Специальные дизели примерно на 30% массивнее автомобильных аналогов. Массу увеличивают для снижения вибраций и эффективного отвода тепла, что снижает температурную напряжённость двигателя и увеличивает его ресурс. С этой же целью объём жидкостной системы охлаждения увеличивают на 30–40%. Компоненты двигателя — блок цилиндров, опору коленвала, монолитную головку блока — отливают из чугуна. Так как двигатель строительной машины зачастую выполняет функцию противовеса, то увеличение массы — только в плюс.

Глубокий картер

Строительные машины (бульдозеры, различные погрузчики) могут работать со значительными наклонами. Во избежание масляного голодания при наклоне на 45° в любую сторону двигатель оснащают глубоким поддоном. Систему смазки снабжают собственным маслоохладителем.

Отбор мощности

Для специальной техники характерно разнообразие способов отбора мощности. Основная мощность от маховика может отбираться через гидротрансформатор либо сухое сцепление для привода коробки передач, а для привода главного гидронасоса — через фрикционную муфту. Мощность для дополнительных гидронасосов, компрессора может отбираться от зубчатого венца маховика, для чего картер маховика отливают с соответствующими посадочными местами.

Обслуживание с одной стороны

Источник фото: exkavator.ruПри выборе ДВС обращайте внимание на то, что все точки обслуживания должны находиться на одной стороне

Для удобства, а зачастую из-за конструктивных требований, все точки обслуживания двигателя для спецтехники выводят на одну сторону. Так, оператор экскаватора имеет доступ к двигателю только с одной стороны.

Экологические требования

Выхлопы специальной техники на ограниченной площади могут достигать высокой концентрации и требовать периодических перерывов для проветривания, а также применения средств индивидуальной защиты. Особенно это актуально для карьеров, где из-за загазованности ухудшается видимость, не говоря о невыносимости условий и ущербе здоровью персонала (многолетнее воздействие выхлопных газов вызывает тяжёлые заболевания).

Сегодня в странах Евросоюза действуют строгие нормы токсичности выхлопов внедорожной техники Stage V, в США — Tier 4F, сопоставимые с автомобильными нормами Euro-5. На эти системы стандартов ориентируются остальные страны.

В Россию поставляют спецтехнику в различном экологическом исполнении. В РФ выхлопы тяжёлой внедорожной техники регулируются системой ГОСТ. В целом соответствуя европейским требованиям, ГОСТ допускает производство дизельного топлива с содержанием серы до 2 000 ppm для обеспечения эксплуатации физически и морально устаревшей техники.

Автор: Леонид Малютин