Конструктивные особенности дизельных и газовых двигателей рабочим объемом 12 л – проект «ТИБЕТ»

1.

БЛОК ЗАМЕСТИТЕЛЯ ГД ОАО «КАМАЗ» –
ДИРЕКТОРА ПО РАЗВИТИЮ
Конструктивные особенности дизельных и газовых двигателей рабочим
объемом 12 л – проект «ТИБЕТ»

2.

БЛОК ЗАМЕСТИТЕЛЯ ГД ОАО «КАМАЗ» –
ДИРЕКТОРА ПО РАЗВИТИЮ
Цели проекта
Семейство двигателей КАМАЗ Р6
Цели: 1. Создание базовых модификаций и на их основе - типоразмерного ряда современных дизельных и газовых двигателей
с рабочим объемом 2 л/цил рядной конструкции различного применения;
2. Освоение рынков дизельных и газовых двигателей рядной конструкции различных применений, привлечение инвестиций в
организацию современного производства дизельных и газовых двигателей;
3. Развитие современного производства дизельных и газовых двигателей рядной конструкции в Российской Федерации;
4. Широкое развитие кооперации со смежными отраслями промышленности, поставляющими компоненты для двигателей.
План работ по Р6
ПЛАН РАБОТ
2014
2015
2016
2017
2018
2019
НИОКР
Дизельный
двигатель
Р6 Евро-5
СЕРТИФИКАЦИЯ
Экспл. исп. (верификация)
ТПП (локализация)
ОПП
Общий бюджет проекта – 13 976 899 тыс. руб.
СЕРИЯ
Организация серийного производства двигателей Р6:
Этап 1 – 12 000 шт./год – с 3 кв. 2018 г. – целевая цена 11 000 Евро
Этап 2 – 30 000 шт./год – с 2021 г. - целевая цена 9 962 Евро
Планируемые объемы производства
КАМАЗ Р6
2017
2018
2019
2020
2021
2022
910.10 (коммерческий)
200
400
1090
6835
18203
27990
920.10 (спортивный)
10
50
55
65
100
120
ИТОГО Σ
210
450
1145
6900
18303
28110
2

3.

БЛОК ЗАМЕСТИТЕЛЯ ГД ОАО «КАМАЗ» –
ДИРЕКТОРА ПО РАЗВИТИЮ
Двигатель Р6. Основные параметры
Основные технические параметры двигателя Р6
Коммерческое исполнение
Параметры
Модель
Тип
DxS, мм
Рабочий
объем, л
nном,
мин-1
Ne, л.с.
Мкр.max
кгс·м
910.10-550
550
259
910.11-500
500
235
450
210
910.13-400
400
185
910.14-380
380
175
910.12-450
Р-6
130х150
11,946
1900
минимальный удельный расход газа – 183 г/кВт·ч (134,6 г/л.с.·ч);
ресурс двигателей (в составе АТС) - 1,5 млн. км;
периодичность ТО (замена масла) - 150 тыс. км.
Спортивное исполнение
Параметры
Модель
Тип
DxS, мм
Рабочий
объем, л
920.10-700
920.11-650
920.12-600
Р-6
130х150
11,946
nном,
мин-1
2200
1900
Ne, л.с.
Мкр.max
кгс·м
700
650
275
600
минимальный удельный расход газа – 184 г/кВт·ч (135,3 г/л.с.·ч);
ресурс двигателей – 6 000 часов;
периодичность ТО (замена масла) – 600 часов.
3

4.

БЛОК ЗАМЕСТИТЕЛЯ ГД ОАО «КАМАЗ» –
ДИРЕКТОРА ПО РАЗВИТИЮ
Анализ конкурентоспособности
Сравнение коммерческих дизельных двигателей Р6 лучших мировых производителей
Страна
Параметры двигателя
Швеция
Германия
Италия
Китай
Китай
Россия
Фирма
Volvo/Renault
Scania
MAN
Daimler
Iveco
Cummins
Weichai
КАМАЗ
Модель
D13
DC13
MAN D2676
OM 471
Cursor 13
ISG12
WP12.460E50
910.10-550
Р6
Р6
Р6
Р6
Р6
Р6
Р6
Р6
мм
131x158
130x160
126x166
132x156
135x150
132x144
126x155
130x150
Рабочий объем цилиндра
л
2,13
2,12
2,07
2,13
2,15
1,97
1,93
1,99
Рабочий объем двигателя
л
12,8
12,7
12,42
12,80
12,88
11,8
11,596
11,95
Номинальная мощность дизеля
кВт
397
334
397
390
397
373
340
405
Номинальная частота вращения
мин-1
1800
1900
1600-1900
1600
1500-1900
1900
1900
1900
Максимальный крутящий момент
Н·м
2600
2350
2500
2600
2300
2300
2100
2540
Частота вращения к/вала при макс. Мкр
мин-1
1000-1450
1000-1300
950-1400
1100
1000-1525
1100
1000-1400
1100-1400
Удельная литровая мощность
кВт/л
31
26,3
32
30,5
30,8
31,6
29,32
33,75
Удельная масса
кг/кВт
2,64
3,1
2,76
2,82
2,77
2,3
3,1
2,67
Минимальный удельный расход топлива
г/кВт·ч
189
186
188
185
185
186
190
183
Интервал замены моторного масла
тыс.км
100
90
50
60
150
60
30
150
Ресурс
тыс.км
1500
1500
-
1500
-
1000
800
1500
Масса
кг
1050
1050
1095
1100
1100
856
1050
1080
Евро-6
Евро-6
Евро-6
Евро-6
Евро-6
Евро-5
Евро-5
Евро-5,6
Тип двигателя
Диаметр цилиндра x Ход поршня
Экологический класс
4

5.

БЛОК ЗАМЕСТИТЕЛЯ ГД ОАО «КАМАЗ» –
ДИРЕКТОРА ПО РАЗВИТИЮ
Конструктивные особенности дизельных и газовых
двигателей рабочим объемом 12 л
Конструктивные особенности дизельного коммерческого двигателя КАМАЗ Р6
5
5

6.

БЛОК ЗАМЕСТИТЕЛЯ ГД ОАО «КАМАЗ» –
ДИРЕКТОРА ПО РАЗВИТИЮ
Конструктивные особенности дизельных и газовых
двигателей рабочим объемом 12 л
6

7.

БЛОК ЗАМЕСТИТЕЛЯ ГД ОАО «КАМАЗ» –
ДИРЕКТОРА ПО РАЗВИТИЮ
Конструктивные особенности дизельных и газовых
двигателей рабочим объемом 12 л
Блок цилиндров
Втулка распределительного вала
Транспортный кронштейн
Втулка
установочная
Болты крепления
коренной крышки
Коренная
крышка
Оребрение блока цилиндров с целью
увеличения жесткости и снижения шума
Передняя крышка с обработанными
площадками под установку деталей
привода агрегатов переднего
С целью оптимизации длины двигателя отливка блока цилиндров выполнена «за
одно» с улиткой насоса системы охлаждения, а также фланцами крепления
жидкостно-масляного теплообменника, ТНВД и компрессора тормозов
7

8.

БЛОК ЗАМЕСТИТЕЛЯ ГД ОАО «КАМАЗ» –
ДИРЕКТОРА ПО РАЗВИТИЮ
Конструктивные особенности дизельных и газовых
двигателей рабочим объемом 12 л
Головка цилиндров и газораспределительный механизм
Индивидуальные чугунные четырехклапанные головки блока цилиндров с центральным расположением
инжектора, оригинальным узлом привода ГРМ.
Узел коромысел с осью
и стойкой
Клапаны с пружинами, тарелками
пружин и маслоотражательными
колпачками
Головка блока цилиндров
Штанга
Роликовый толкатель
Шестерня
распределительного вала
Распределительный вал
Центрирующие штифты
8

9.

БЛОК ЗАМЕСТИТЕЛЯ ГД ОАО «КАМАЗ» –
ДИРЕКТОРА ПО РАЗВИТИЮ
Конструктивные особенности дизельных и газовых
двигателей рабочим объемом 12 л
Цилиндропоршневая группа и кривошипно-шатунный механизм
Втулка верхней
головки шатуна
Шатун с косым разъемом
и разрывным стыком.
Материал – среднеуглеродистая сталь с
микролегированием
Верхнее компрессионное кольцо
Форма - равносторонняя трапеция с
углом 15°
Хром-алмазное покрытие
Нижнее компрессионное кольцо
Форма – прямоугольное, минутное,
без покрытия
Маслосъемное кольцо
Форма – прямоугольное,
коробчатого типа
Износостойкое хромалмазное покрытие
Шатунные вкладыши
Шатунные болты
Поршневой палец
Шестерня масляного
насоса
Шестерня привода
агрегатов
Стальные поршни со
степенью сжатия 17,5
Стопорное кольцо
Форсунка охлаждения
Гильза цилиндра мокрого типа
с верхним буртом и тремя
уплотнительными кольцами
Коленчатый вал
Материал – среднеуглеродистая сталь с микролегированием
Обработка коренных и шатунных шеек – ТВЧ
Передача крутящего момента
на маховик через
напрессованное кольцо
9

10.

БЛОК ЗАМЕСТИТЕЛЯ ГД ОАО «КАМАЗ» –
ДИРЕКТОРА ПО РАЗВИТИЮ
Конструктивные особенности дизельных и газовых
двигателей рабочим объемом 12 л
Картер маховика
Рым-болт
«Гитара шестерен»
Защита датчика
оборотов КВ
Шестерня ТНВД
(i=1,5)
Шестерня распределительного вала
(i=0,5)
Цельнолитой картер маховика, в отливке предусмотрены
места под установку:
- приводных шестерен;
- системы вентиляции картерных газов;
- стартера;
- датчиков оборотов коленчатого вала;
- рым-болта;
- кронштейнов крепления двигателя к раме.
Шестерня
коленчатого вала
Промежуточная
шестерня
Шестерня
компрессора
тормозов
(i=1,5)
Один уровень шестерен.
Модуль 3,25 мм, 18° угол наклона зубьев для обеспечения
необходимого крутящего момента и минимизации шума
10

11.

БЛОК ЗАМЕСТИТЕЛЯ ГД ОАО «КАМАЗ» –
ДИРЕКТОРА ПО РАЗВИТИЮ
Конструктивные особенности дизельных и газовых
двигателей рабочим объемом 12 л
Картер маховика. Дополнительные опции
Привод коробки отбора мощности
Привод дополнительного насоса ГУР
Вал-шестерня
Корпус привода
Шестерня привода
насоса ГУР (i=1,68)
Корпус привода
Вал привода
Отбор мощности до 700 Н·м крутящего момента.
Унифицированная отливка картера маховика (в варианте без КОМ
отверстие под привод заглушается).
Шлицевое соединение КОМ (по стандарту DIN 5480).
Применение основного и дополнительного насоса ГУР одной
конфигурации.
Унифицированная отливка картера маховика (в варианте без
доп. насоса ГУР отверстие под привод заглушается).
Шлицевое соединение насоса ГУР.
11

12.

БЛОК ЗАМЕСТИТЕЛЯ ГД ОАО «КАМАЗ» –
ДИРЕКТОРА ПО РАЗВИТИЮ
Конструктивные особенности дизельных и газовых
двигателей рабочим объемом 12 л
Система вентиляции картерных газов
Труба перепуска газов
- Система вентиляции картерных
газов закрытого типа.
- Применение центробежного
олеофобного фильтра
производительностью ≥ 95 %.
- Самоочищение благодаря эффекту
центрифуги при вращении.
- Длительный интервал между
техническими обслуживаниями
(≈ 500 тыс. км)
Корпус
фильтра
Центробежный
фильтр
Вал
12

13.

БЛОК ЗАМЕСТИТЕЛЯ ГД ОАО «КАМАЗ» –
ДИРЕКТОРА ПО РАЗВИТИЮ
Конструктивные особенности дизельных и газовых
двигателей рабочим объемом 12 л
Система смазки
Маслозаливная горловина в крышке головки цилиндров
(крышка унифицирована для установки на любой цилиндр)
Обратная связь от
основной магистрали
Масляный щуп
Маслозаборник
Масляный
насос
Масляный
картер
Рамка
Прокладка
Масляный насос шестеренного типа, односекционный, в алюминиевом
корпусе, расположен в масляном картере в передней части двигателя,
привод от шестерни на коленчатом вале. Конструкция масляного насоса
позволяет снизить время подачи масла на основные компоненты, а
также обеспечивает внутреннюю рециркуляцию избыточного масла.
Картер масляный – штампованный, металлический, оснащен резиновой
прокладкой для герметизации и снижения шума. Алюминиевая рамка
прижимает поддон с прокладкой к блоку цилиндров. Возможны
варианты применения алюминиевого литого и пластикового масляного
картера.
13

14.

БЛОК ЗАМЕСТИТЕЛЯ ГД ОАО «КАМАЗ» –
ДИРЕКТОРА ПО РАЗВИТИЮ
Конструктивные особенности дизельных и газовых
двигателей рабочим объемом 12 л
Жидкостно-масляный теплообменник с фильтром
Возможны следующие варианты исполнения фильтров:
1. Green-фильтр c алюминиевой крышкой;
2. Green-фильтр c пластиковой крышкой.
В верхнем канале масляного теплообменника установлен
перепускной клапан с целью избежания загрязнения
фильтра
Прокладка корпуса
теплообменника
из пружинной стали
Материал фильтра: бумага + неорганические волокна
Интервал обслуживания системы смазки – 150 000 км.
Корпус
теплообменника
Green-фильтр c
алюминиевой крышкой
14

15.

БЛОК ЗАМЕСТИТЕЛЯ ГД ОАО «КАМАЗ» –
ДИРЕКТОРА ПО РАЗВИТИЮ
Конструктивные особенности дизельных и газовых
двигателей рабочим объемом 12 л
Система топливоподачи типа Common Rail
Топливопроводы высокого
давления
Штуцер высокого
давления
Скоба крепления
инжектора
ТНВД
Р= 2200 бар
Инжектор
Количество сопловых
отверстий – 8 шт.;
Угол распыливания - 142°;
Пропускная способность –
950 см³ / 30 сек.
Полиамидные топливопроводы низкого давления
Топливоподкачивающий
насос
ФТОТ ф. «UFI»
Тонкость очистки – 4 мкм > 98,6% (ISO 19438);
Пропускная способность – 170 л/ч
Электронный блок
управления
Топливный
аккумулятор
Подвод топлива (охлаждение ЭБУ)
15

16.

БЛОК ЗАМЕСТИТЕЛЯ ГД ОАО «КАМАЗ» –
ДИРЕКТОРА ПО РАЗВИТИЮ
Конструктивные особенности дизельных и газовых
двигателей рабочим объемом 12 л
Система впуска
Электрический нагреватель
воздуха ф. «BorgWarner»:
Пластиковая декоративная
крышка головок цилиндров с
шумоизолирующим слоем
номинальное напряжение – 24 В
номинальная мощность – 2,45 кВт при
24 В через 15 сек.
Прокладка
Патрубок впускной
Коллектор впускной
Прокладка из стального листа
с эластомерным покрытием
16

17.

БЛОК ЗАМЕСТИТЕЛЯ ГД ОАО «КАМАЗ» –
ДИРЕКТОРА ПО РАЗВИТИЮ
Конструктивные особенности дизельных и газовых
двигателей рабочим объемом 12 л
Система выпуска
Тройник
(жаропрочный чугун)
Прокладка
(три листа нержавеющей стали с
антипригарным покрытием, соединенных
между собой точечной сваркой)
Коллектор выпускной
(жаропрочный чугун)
Выпускной патрубок
Вспомогательный тормоз
Максимальная мощность
торможения не менее
270 кВт (365 л.с.)
Турбокомпрессор
Два варианта положения ТКР:
- выпуском назад
- выпуском вперед
Коллектор выпускной
Термокомпенсаторы
(жаропрочный чугун)
17

18.

БЛОК ЗАМЕСТИТЕЛЯ ГД ОАО «КАМАЗ» –
ДИРЕКТОРА ПО РАЗВИТИЮ
Конструктивные особенности дизельных и газовых
двигателей рабочим объемом 12 л
Установка привода агрегатов
Приводные агрегаты
Шкив коленчатого вала
Водяной насос
Компрессор кондиционера
Генератор
Вентилятор
Варианты исполнения
«1»
1
1
1
-
«2»
1
1
1
1
-
«3»
1
1
2
-
«4»
1
1
1
1
1
«5»
1
1
1
1
С компрессором кондиционера
Без компрессора кондиционера
Компрессор кондиционера
Объем – 214,7 см³
Скорость вращения –
700÷6000 об/мин
Генератор
Автоматический натяжитель
ремня
Шкив коленчатого вала с
гасителем крутильных колебаний
Ремень 8 РК
Ролики обводные
Длина ремня:
- с компрессором кондиционера – 2125 мм;
- без компрессора кондиционера – 1555 мм.
18

19.

БЛОК ЗАМЕСТИТЕЛЯ ГД ОАО «КАМАЗ» –
ДИРЕКТОРА ПО РАЗВИТИЮ
Конструктивные особенности дизельных и газовых
двигателей рабочим объемом 12 л
Система охлаждения
Корпус
термостатов
Забор ОЖ
в интардер
Трубка
пароотводящая
Возврат ОЖ
с интардера
Термостат
Температура начала
открывания: 82±2°С
Температура открытия на 15
мм: 90±2°С
Макс. температура: 120°С
Исполнение под интардер
Перепускной
канал
Возврат ОЖ с отопителя
кабины
Насос системы охлаждения
ОЖ из блока
цилиндров
Патрубок
водяной
Отвод ОЖ в отопитель
кабины
Впуск ОЖ из радиатора
19

20.

БЛОК ЗАМЕСТИТЕЛЯ ГД ОАО «КАМАЗ» –
ДИРЕКТОРА ПО РАЗВИТИЮ
Компрессор тормозов
Конструктивные особенности дизельных и газовых
двигателей рабочим объемом 12 л
Насос ГУР
Компрессор
тормозов LK 4936
ф. «Knorr Bremse»
Двухцилиндровый пневмокомпрессор тормозов
с возможностью последовательной установки
насоса ГУР:
Рабочий объем – 628 см³
Макс. скорость вращения – 3060 об/мин
Макс. кратковременная скорость вращения –
4250 об/мин
Макс. рабочее давление – 14 бар
Установка насоса ГУР
Основной насос ГУР – последовательная установка за пневмокомпрессором
тормозов.
Дополнительный насос ГУР (при необходимости) – установка в задней части
двигателя, привод от шестерни распределительного вала.
Специально разработанный узел привода дополнительного насоса ГУР
позволяет применить основной и дополнительный насосы ГУР шлицевого
соединения одной конфигурации.
20

21.

БЛОК ЗАМЕСТИТЕЛЯ ГД ОАО «КАМАЗ» –
ДИРЕКТОРА ПО РАЗВИТИЮ
Конструктивные особенности дизельных и газовых
двигателей рабочим объемом 12 л
Электронная система управления двигателем
Клапан PCV (pressure
control valve)
Датчик давления и температуры воздуха
Клапан VCV (volume
control valve)
Цилиндр 1
Датчик давления топлива в рампе
Цилиндр 6
Датчик температуры ОЖ
Датчик давления топлива
Датчик температуры топлива
Жгут проводов моторный
Электронный блок управления
Датчик давления масла
Датчик положения
коленчатого вала
Датчик положения
распределительного вала
21

22.

БЛОК ЗАМЕСТИТЕЛЯ ГД ОАО «КАМАЗ» –
ДИРЕКТОРА ПО РАЗВИТИЮ
Конструктивные особенности дизельных и газовых
двигателей рабочим объемом 12 л
Конструктивные особенности дизельного спортивного двигателя КАМАЗ Р6
22
22

23.

БЛОК ЗАМЕСТИТЕЛЯ ГД ОАО «КАМАЗ» –
ДИРЕКТОРА ПО РАЗВИТИЮ
Конструктивные особенности дизельных и газовых
двигателей рабочим объемом 12 л
23

24.

БЛОК ЗАМЕСТИТЕЛЯ ГД ОАО «КАМАЗ» –
ДИРЕКТОРА ПО РАЗВИТИЮ
Конструктивные особенности дизельных и газовых
двигателей рабочим объемом 12 л
Двухступенчатый наддув с промежуточным охлаждением первой ступени
Выпускной коллектор
Турбокомпрессор
(вторая ступень наддува)
Турбокомпрессор
(первая ступень наддува)
Тормоз вспомогательный
Патрубок выпускной
(переход от второй к первой
ступени)
Жидкостно-воздушный охладитель
наддувочного воздуха первой ступени
Габаритные размеры: 200х180х185 мм
Количество воздушных каналов – 17
Количество водяных каналов – 18
Рабочее давление ОЖ – 2 бар
Рабочее давление воздуха – 1,8 бар
24

25.

БЛОК ЗАМЕСТИТЕЛЯ ГД ОАО «КАМАЗ» –
ДИРЕКТОРА ПО РАЗВИТИЮ
Конструктивные особенности дизельных и газовых
двигателей рабочим объемом 12 л
Дополнительный водяной насос второго контура охлаждения
Для коммерческого и спортивного исполнений планируется
унификация корпуса термостатов и основного водяного насоса.
C целью установки дополнительного водяного насоса в корпусе
термостатов будут предусмотрены точки крепления.
Забор ОЖ в отопитель кабины
Вход в водяной насос
Привод дополнительного водяного насоса от дополнительного
шкива на основном водяном насосе. Натяжение ремня привода
при помощи автоматического натяжителя.
Забор ОЖ в
промежуточный ОНВ
Расход воды при полной нагрузке: 120 л/мин
Скорость водяного насоса при полной нагрузке:
2600 об/мин
Скорость водяного насоса на низких холостых
оборотах: 730 об/мин
25

26.

БЛОК ЗАМЕСТИТЕЛЯ ГД ОАО «КАМАЗ» –
ДИРЕКТОРА ПО РАЗВИТИЮ
Конструктивные особенности дизельных и газовых
двигателей рабочим объемом 12 л
Система топливоподачи типа Common Rail
Штуцер высокого
давления
Топливный
аккумулятор
Топливопроводы высокого
давления
Скоба инжектора
ТНВД
Р= 2200 бар
Инжектор
Количество сопловых
отверстий – 8 шт.;
Угол распыливания - 142°;
Пропускная способность –
1300 см³ / 30 сек
Полиамидные топливопроводы низкого давления
Топливоподкачивающий
насос
ФТОТ ф. «UFI»
Тонкость очистки – 4 мкм > 98,6% (ISO 19438);
Пропускная способность – 170 л/ч
Электронный блок
управления
Отличие топливной аппаратуры двигателей
коммерческого и спортивного исполнений
заключается в примененных инжекторах
Подвод топлива (охлаждение ЭБУ)
26

27.

БЛОК ЗАМЕСТИТЕЛЯ ГД ОАО «КАМАЗ» –
ДИРЕКТОРА ПО РАЗВИТИЮ
Конструктивные особенности дизельных и газовых
двигателей рабочим объемом 12 л
Конструктивные особенности газового двигателя КАМАЗ Р6
27

28.

БЛОК ЗАМЕСТИТЕЛЯ ГД ОАО «КАМАЗ» –
ДИРЕКТОРА ПО РАЗВИТИЮ
Конструктивные особенности дизельных и газовых
двигателей рабочим объемом 12 л
28

29.

БЛОК ЗАМЕСТИТЕЛЯ ГД ОАО «КАМАЗ» –
ДИРЕКТОРА ПО РАЗВИТИЮ
Конструктивные особенности дизельных и газовых
двигателей рабочим объемом 12 л
Система зажигания:
- Свечи зажигания
Оригинальный впускной
коллектор и патрубок ОНВ
Оригинальные головки цилиндров
и крышки
Оригинальная
поршневая группа
- Индивидуальные катушки
зажигания
Система подачи газа:
- Блок подачи газа
- Трубопроводы подвода газа
ЭСУД двигателя:
- Дроссельная заслонка
- Электронный блок
управления двигателем
Система рециркуляции
отработавших газов
- Жгут управления двигателем
29