Почему двигатель Cummins пользуется спросом на «КАМАЗах»

Крупные производители транспортных средств обычно делают ставку на те модели, которые возможно будет эксплуатировать в самых различных условиях, за исключением, пожалуй, самых жестких. Последние чаще всего связаны с бездорожьем и работой в условиях крайне низких температур.

Там логично использовать технику, которая специально создается под такой запрос. Но перед производителем возникает вопрос целесообразности. Действительно ли ему нужно выпускать продукцию, которая решает специализированные задачи, но не может соперничать в массовости с серийной техникой? И верно ли, что в суровых условиях эксплуатация серийных автомобилей менее эффективна?

«КАМАЗ» и «РИАТ-КАМАЗ»

«КАМАЗ» ответил на поставленные вопросы положительно: да, такие автомобили надо выпускать. И да, особые условия требуют специальной техники, поскольку становится очень важно, чтобы машина выполнила запланированную работу: не подвела, вытянула, чтобы завелась и не позволила остаться без движения в мороз. Именно поэтому в 1992 г. в г. Набережные Челны было открыто ООО «РИАТ» (сейчас – ОАО «РИАТ»), специализирующееся на выпуске техники для работы:

• в условиях бездорожья;
• в районах с суровым климатом;
• при больших эксплуатационных пробегах.

Чем она отличается от серийной?

Выпускаемая продукция

На протяжении многих лет компания специализируется на разработке и выпуске следующей техники:

1. Двигатели «Камминз»:

• автомобильные – 13 серий (мощностью от 107,0 до 600,0 л. с.);
• промышленные (внедорожные) – 54 серии (34,5–3500 л. с.);
• судовые – 13 серий (184,0–2013 л. с.);
• железнодорожные – 15 серий (250–4000 л. с.).

2. Генераторы:

• дизельные;
• газопоршневые.

3. Запасные части к оборудованию и агрегаты.

Среди основных конструкционных особенностей автомобильных двигателей «Камминз» необходимо выделить:

1. Систему впрыска топлива.
2. Максимальную унификацию выпускаемых моторов.
3. Для снижения шума блок цилиндров разработан движок без гильз.

Указанные особенности совместно с другими инновационными решениями обеспечивают силовым агрегатам «Камминз» долговременную и надежную эксплуатацию в соответствии с заложенными техническими параметрами.

«А вместо сердца – пламенный мотор»

Первое и главное, что отличает «РИАТ-КАМАЗ» от серийных моделей – использование двигателей Cummins ISL и ISLe вместо серии «КАМАЗ-740».

Фирма Cummins Inc. – мировой индустриальный гигант, который работает на рынке больше 100 лет. Изначально двигатели выпускались для сельскохозяйственной техники, позднее – автомобильные, локомотивные, судовые и для спецтехники. В 2006 году Cummins учредил совместное с «КАМАЗом» предприятие «Камминз КАМА» в Набережных Челнах и теперь делает дизели прямо в России. Двигатели Cummins ISLe с 2022 г. собирают в Набережных Челнах параллельно с двигателями серии ISBe.

К началу выпуска стоял выбор: какой двигатель использовать? Конкурентом Cummins был Caterpillar – но при всех своих достоинствах он удваивал стоимость машины.

Сейчас для применения на автомобилях «КАМАЗ» сертифицированы две разновидности дизельных двигателей Cummins:

• менее мощный Cummins ISB;
• более мощный Cummins ISL.

Двигатель Cummins ISB имеет объем 6,7 л и диапазон мощностей от 210 л. с. до 300 л. с. Двигатель хорош при стандартных условиях работы, на дорогах с твердым покрытием. Эта легкая и компактная модификация дизеля Cummins производства «Камминз Кама» хорошо зарекомендовала себя на многих среднетоннажных моделях «КАМАЗов».

Дизель Cummins ISL отличается увеличенной мощностью – от 340 л. с. до 400 л. с. (при объеме 8,9 л). Эта модификация выдерживает эксплуатацию в напряженных условиях на дорогах любого типа и на бездорожье. Этот дизель может работать с перегрузками и в тяжелых климатических условиях, включая районы Крайнего Севера.

Конструктивные преимущества находят адекватное отражение в эксплуатационных характеристиках «КАМАЗа» с двигателем Cummins ISL. Гарантийный пробег двигателя составляет 400 000 км. Это в четыре раза больше, чем гарантийный пробег двигателя740.705, устанавливаемого на серийные КАМАЗы.

«РИАТ» устанавливает на свои «КАМАЗы» именно Cummins модификации ISL: мощный тяговитый ресурсный двигатель.

Длинная и высокая «полка» на графике крутящего момента – важное преимущество автомобиля с Cummins ISL. Опытные водители, искушенные в езде по бездорожью, знают: везут не лошадиные силы, а ньютоно-метры. Это известная в шоферской среде приговорка утверждает приоритет крутящего усилия на оси ведущего колеса перед формальным параметром мощности мотора.

Чтобы проехать по болотной колее надо физически провернуть колесо, а это происходит за счет усилия на его контактной поверхности, а не за счет формальной мощности мотора. Именно высокий крутящий момент отличает автомобили с двигателями Cummins ISL.

Как устроен силовой агрегат Cummins

Продукция фирмы Cummins, представляет собой дизельный ДВС, с 4-мя тактами. Как и у всех современных моторов, устройство двигателя основано на системах и механизмах, включающих в себя:

• Кривошипно-шатунный механизм (поршень, коленчатый вал, шатун, блок цилиндров, головка блока цилиндров, гильзы). Преобразует энергию сгораемой топливовоздушной смеси в механическую энергию.
• Газораспределительный механизм. Помогает протекать процессу газообмена внутри цилиндров.
• Форсунки. Понижают эмиссию отработанных газов.
• Система питания. Подаёт воздух и топливо в определённой пропорции, и определённый момент внутрь цилиндров. Система питания на двигателе Каменс имеет отличительные особенности по сравнению с агрегатами других производителей. Она напоминает систему бензиновых моторов, поскольку основана на электронном впрыске топлива.
• Системы охлаждения и смазки двигателя Камминз — классические.

Почему именно Cummins?

Для моделей «РИАТ-КАМАЗ» были выбраны двигатели Cummins в силу целого ряда причин.

Надежность

1. Рядная архитектура шестицилиндрового двигателя, которая обычно применяется в двигателях большой мощности для тяжелых машин, приспособленных к высоким нагрузкам и работе в критическом по грузоподъемности режиме. Это, к тому же, делает агрегат легче серийного на 150–200 кг, что принципиально важно: становится возможным добавить полезную нагрузку на переднюю ось.
2. Качество сборки. Локализованное производство распределено по следующим технологическим участкам: линия блока цилиндров, сборочный конвейер, испытательные стенды, линия окраски, склад.
3. Комплектация «не текущими» манжетами и уплотнителями, предотвращающими вытекание жидкости и преждевременный износ. Технологией предусмотрена проверка на герметичность полостей системы смазки и системы охлаждения.

Удобство в обслуживании и ремонтопригодность

Привод вспомогательных агрегатов на Cummins ISL расположен в передней части двигателя, его удобно обслуживать. Чтобы получить доступ к передней крышке дизеля, достаточно снять вентилятор охлаждения радиатора. Цилиндры рядной шестерки ISL имеют мокрые легкосъемные гильзы, это обеспечивает быстроту и удобство замены. Такая конструкция выдерживает четыре капремонта. Двигатель мощный, выносливый, ремонтопригодный. При этом качество капремонта, безусловно, будет гораздо более прогнозируемым, а межремонтный пробег составит более 500 000 км, что при возможности четырех ремонтов продлевает срок службы двигателя на 2 000 000 км.

Экономичность автомобилей КАМАЗ Cummins

Тестовый расход «КАМАЗа» с двигателем «КАМАЗ» 740.705 (11,76 л) составляет 67 л/100 км. «КАМАЗ» с двигателем Cummins ISL (8,9 л) сжигает 55 л/100 км. При годовом пробеге в 40 000 км (хотя в среднем это немного – в ряде случаев автомобили дают более 70 000 км) экономия на топливе составляет более 200 000 руб. в год.

Типичные проблемы и ремонт

Из самых распространенных неисправностей двигателей Cummins можно выделить следующие:

• Двигатель запускается нормально, но дымит. Это возможно свидетельствует о наличии воздуха в топливной системе, необходимо ее прокачать, а так же проверить всасывающий клапан на его герметичность.

Улучшенная трансмиссия

Известно: если поставить на автомобиль мотор удвоенной мощности, то вдвое быстрее машина не поедет. Хотя бы потому, что при двойном увеличении мощности маршевого двигателя выйдут из строя все остальные агрегаты: сцепление, трансмиссия, мосты, подвеска и колеса. В автомобиле все должно быть гармонично, точно рассчитано и адекватно соответствовать одно другому. Инженеры ясно это понимали, увеличивая мощность главного двигателя автомобиля «КАМАЗ». Они уделили специальное внимание подбору смежных агрегатов, адекватных повышенной мощности мотора Cummins.

Прежде всего это касается коробки перемены передач (КПП). На грузовиках, самосвалах и тягачах «РИАТ-КАМАЗ» используются КПП, сделанные в Германии компанией ZF Friedrichshafen AG – одним из самых авторитетных европейских производителей автомобильных трансмиссий. После того как в мае текущего года индустриальный гигант ZF, основанный больше 100 лет назад Фердинандом фон Цеппелином, приобрел крупную производственную компанию Wabco Holdings Inc., суммарный годовой объем продаж группы ZF достиг 40 млрд евро. На производственных предприятиях этого авторитетного производителя работает более 160 000 человек.

«РИАТ» использует две модели из всей производственной линейки коробок ZF:

• девятиступенчатую ZF 9S;
• шестнадцатиступенчатую ZF 16S.

Девятиступенчатая модель ZF 9S используется на среднетоннажных автомобилях семейства 43118, 44108, 65115. Коробка передач ZF-9S Ecomid состоит из четырехступенчатой части с понижающей передачей и задним ходом, с промежуточным валом. Число передач удваивается благодаря использованию установленного сзади демультипликатора планетарного типа. Вместе с понижающей передачей таким образом получаются 9 передач для движения передним ходом и одна передача заднего хода. Передачи 1–4 относятся к низшему, передачи 5–8 к высшему диапазону демультипликатора. Передаточные числа коробки находятся в диапазоне от 9,48 до 0,75 (понижающая передача); задняя передача – 8,97. Максимальный крутящий момент на входе КПП — 1300 Нм. Вес агрегата – 190 кг.

Механическая шестнадцатиступенчатая коробка ZF 16S, состоит из основного четырехступенчатого редуктора, переднего двухступенчатого делителя передач и демультипликатора, расположенного сзади основной КП. Все передачи переднего хода в основном редукторе включаются синхронизаторами, задняя передача – зубчатой муфтой. Демультипликатор – планетарный, автоматически переключается с помощью пневматического клапана муфтовым синхронизатором при перемещении рычага в нейтрали от положения 3–4 передач к 5–6 и наоборот. ZF 16S обеспечивает 16 вариантов передаточного числа. Эта коробка предназначена для работы в более тяжелых дорожных условиях, чем девятискоростная, она справляется даже с жестким бездорожьем. Передаточные числа этой коробки изменяются в диапазоне от 16,41 до 1,00. Это обеспечивает плавное трогание с места на скорости в 2,7 раза меньшей, чем при использовании стандартной «КАМАЗовской» коробки.

Такая гибкость позволяет эксплуатировать маршевый двигатель при близких к оптимальному значению скоростях вращения коленвала, что дает возможность, например, преодолевать труднопроходимые участки, не применяя предварительного разгона. Даже при необходимости экстремальной езды на машине с дизелем Cummins и коробкой ZF 16S не надо газовать на горящем сцеплении. Такая езда обеспечивает дополнительное уменьшение расхода топлива и еще больше повышает экономические показатели автомобиля «РИАТ-КАМАЗ». Крутящий момент на входе этой коробки может составлять до 1850 Нм. Вес коробки – 289 кг.

У автомобилей «РИАТ» с коробками ZF тросовый механизм передачи усилия от рычага переключения передач на исполнительные механизмы переключения (вместо привычных кулис), что способствует снижению шума от двигателя (гнездо выхода рычага закрыто кожухом), облегчает переключение передач и делает возможной установку рычага со смещением от штатного места, повышая эргономичность и позволяя установить дополнительные элементы управления.

Развитие

Становление фирмы напрямую связано с развитием дизельных двигателей. Созданная в 1919 году компания изначально выбрала специализацию на производство дизелей. Если первый небольшой мотор мощностью в 6 л. с. выпускался по лицензии, то большинство дальнейших силовых агрегатов являлись самостоятельной разработкой.

По мере увеличения объема производства компания развивала собственные производственные мощности, улучшала кадровый потенциал, занималась новыми разработками. Успешная реализация данных направлений позволила и позволяет компании на протяжении уже почти 100 лет оставаться самостоятельным независимым производителем силовых агрегатов.

В настоящее время продукция, в том числе двигатели «Камминз», продается почти в двухстах странах мира. Разработкой, модернизацией, изготовлением и продажей силовых агрегатов занимаются практически 40 тыс. сотрудников компании.

Приятные дополнения

В конструкции автомобиля «РИАТ-КАМАЗ» есть несколько мелких (на первый взгляд) особенностей. Казалось бы, они не влияют на базовые характеристики автомобиля, но в конкретных условиях бывают так важны, что потребители покупают машину не только из-за повышенной мощности и улучшенной проходимости, но также из-за этих вроде бы не столь значительных опций.

Предпусковой подогреватель на автомобилях КАМАЗ Cummins

Многие регионы нашей страны известны суровостью климатических условий. Утренний запуск дизеля в самые холодные зимние месяцы сильно затруднен. Наличие во всех предлагаемых «РИАТ» моделях предпускового подогревателя решает эту проблему.

24-вольтовый дизельный предпусковой подогреватель Webasto 90 ST (оснащенный топливным и циркуляционным насосом) обеспечивает надежный запуск маршевого двигателя даже при экстремально низких температурах. Отопительная мощность подогревателя составляет 9,1 кВт, причем она плавно автоматически регулируется в зависимости от температуры двигателя и окружающей среды. ПЖД оборудован догревателем, который контролирует температуру двигателя и при ее понижении до +70 градусов, автоматически запускает подогрев. Это уменьшает расход топлива как при запуске дизеля, так и в режиме работы «на холостом ходу». На приборной доске есть специальная индикаторная лампа работы подогревателя.

Вариантная ошиновка

Многие владельцы техники «РИАТ-КАМАЗ» ценят возможность выбора односкатной или двускатной ошиновки. Например, самосвалу «КАМАЗ-6522» для движения по замерзшим дорогам зимой часто выбирают двускатную ошиновку, позволяющую экономить топливо, а для езды в период распутицы – односкатную (это повышает проходимость).

Важно, что оба варианта ошиновки колес задней тележки официально сертифицированы для проезда по дорогам общего пользования. Автомобиль может поступать заказчику в варианте односкатной ошиновки с комплектом колес для двускатной.

Преимущества КамАЗа с мотором Cummins

В настоящее время, на многие модели КамАЗа доступна установка зарубежного дизельного мотора Cummins. Те, кто уже успел почувствовать новый силовой агрегат у себя «под капотом», были приятно удивлены его тяговыми способностями.
Наиболее типичные отзывы о двигателе Каменс на КамАЗ указывают на:

• высокую экономичность (как топлива, так и смазочных материалов);
• высокую мощность и надежность во время эксплуатации;
• легкий запуск, независимо от температуры воздуха;
• повышенный ресурс при надлежащем обслуживании.

Хозяева, имеющие в своем парке, помимо данной модели, КамАЗы с «родным» двигателем, отмечают, что установка американского мотора позволяет экономить топливо почти в полтора раза. А с использованием правильного логистического подхода в работе можно полностью окупить машину всего за 18…20 месяцев.

Мощностные показатели Cummins, по словам водителей с многолетним стажем работы на советских и российских самосвалах, превосходят аналогичные показатели других, доступных для установки, двигателей.

Такой вывод сделан, исходя из наблюдаемого увеличения буксировочных качеств и проходимости автомобиля.

Зимой же «американец» заводится практически на любом топливе, что немаловажно при эксплуатации в российских климатических условиях. Кроме того, большинство владельцев отмечают удивительную «живучесть» мотора. Так, при соблюдении регламента технических обслуживаний, за первые 2-3 года работы в двигателе не придется менять абсолютно ничего!

Дизель «Камминз 2.8L»

Двигатель «Камминз 2.8» широко применяется на отечественных малотоннажных автомобилях марки «ГАЗ». Этому предшествовала работа по конструкционной переделке указанных автомашин. Понесенные затраты оправдались за счет увеличения спроса на автомобили с дизелем, кроме того, улучшились эксплуатационные характеристики данных моделей. Например, «ГАЗель» с двигателем «Камминз 2.8» получила улучшенную динамику, увеличенные тяговые параметры и уменьшенный практически на 30% расход топлива. Среди других технических параметров двигателя 2.8 следует выделить:

• количество цилиндров – 4 шт.;
• расположение цилиндров – рядное;
• объем – 2,78 л;
• вариант наддува – с охлаждением воздуха;
• мощность – 120,0 л. с.;
• расход дизельного топлива (на 100 км пути); скорость 60 км/ч – 8,5 л;
• скорость 80 км/ч — 10,3 л;