Двигатель ЯМЗ 536

Для ЯМЗ, специализирующегося на сборке двигателей, 2012 г., стал значимым. Было запущено производство, рядных, четырёхтактных двигателей легендарного 530 семейства. В проект двигателей были заложены передовые европейские технологии, что способствовало соответствию моторов Евро4 и Евро5. В линейку дизельного семейства входили два основных силовых агрегата, ЯМЗ534 и ЯМЗ536, с четырьмя и шестью цилиндрами.

Автомобили и тракторы с ЯМЗ 536

Шести цилиндровый ЯМЗ 536 выдался более мощным, экономичным, в расчёте на объём ДВС. Вследствие чего дизель быстро завоевал авторитет у многих производителей различной техники и устанавливался на грузовые автомобили: Урал, ГАЗ, МАЗ, ЗИЛ, тракторы: Онежского, Алтайского, Вологодского, Челябинского, Липецкого, Владимирского тракторных заводов. А так же мотор применялся на автобусах средний и малой вместимости: Волжанин, ПАЗ, ЛиАЗ, КАВЗ, комбайнах: Красноярского, Ростсельмаш и Таганрогского заводов. Ещё ЯМЗ536 использовали в министерстве обороны для комплектации гусеничной и колёсной техники, на стационарных установках и других изделиях.

История создания ЯМЗ 536

Современный, четырехтактный, дизельный двигатель относится к линейке двигателей 530-го семейства Ярославского завода. Данное семейство представлено двумя основными моделями: ЯМЗ534 и 536. Эти моторы, некоторые специалисты считают обновлёнными моделями 204 и 206 двигателей Ярославского завода. Но это суждение крайне не верно. Старые двигателя — двухтактные, на смену им пришли четырёхтактные, V образные дизельные моторы в далёком 1962 году. Вскоре они полностью вытеснили с производства устаревшие, двухтактные моторы 204 и 206 моделей. В это время о 530 семействе дизелей, ещё даже ни кто не думал. Единственные, что есть общего между 536 и 206 моторами — это количество цилиндров, во всём остальном, это совершенно разные модели.

Семейство 530 двигателей на Автодизеле разрабатывалось с нового листа. А доработкой до мировых стандартов нового мотора занималась передовая во всём мире, австрийская инженерная и проектная корпорация AVL List. Участие в разработке нового мотора известной инженерной компании сопутствовало тому, что новый дизель стал соответствовать европейским стандартам экологической безопасности Евро 4, с возможностью доработки стандартов Евро 6.

Начиналась легендарная разработка семейства ЯМЗ 530, в далёком 1992 году. Тогда, три ведущих автомобилестроительных завода России: ЯМЗ, ГАЗ, ЗМЗ договорились о разработки нового дизельного, четырёхтактного мотора для средних автобусов ПАЗ и грузовиков ГАЗ.

Было принято решение вести проектные работы в городе Ярославле, а серийное производство решили запустить в Заволжье. Сначала хотели создать четырёх цилиндровый мотор, а затем на его базе, путём добавления двух цилиндров, спроектировать шести цилиндровый, современный дизельный мотор. Изначально, было принято решение использовать газораспределительный механизм у которого четыре клапана в каждом цилиндре и раздельные ГБЦ.

На первых разработках мотора использовался механический, рядный ТНВД, позже приняли решение в топливной системе использовать индивидуальные ТН высокого давления, размещались они внутри БЦ. Эти первые моторы оснастили турбиной и планировали применять для автобусов Горьковского и Павловского заводов. Предполагаемая максимальная мощность дизеля на границе 140 л., сил. Но этот мотор не довели до ума. Изменились потребности рынка. Для многоцелевого военного автомобиля ГАЗ 3937, созданного на базе БТР, потребовался двигатель, мощность которого не должна быть меньше 170 л., сил. Именно для этого автомобиля был создан первый дизельный ДВС нового поколения. Он получил маркировку ЯМЗ 460.

К 2001 году на основе этого ДВС были разработаны три дизельных версии: с тремя, четырьмя и шестью цилиндрами. Это были: трёх цилиндровый, с мощностью 110 л., сил, четырёх цилиндровый, мощностью 160 л., сил и герой нашего рассказа ЯМЗ 536. Все созданные моторы проходили лабораторные испытания на отечественных транспортных средствах. ЯМЗ 536 превзошёл все ожидания, он оказался серьёзным мотором с мощностью 240 л., сил. Его испытывали на автобусе ЛИАЗ и грузовике Урал.

В 2003 году русские инженеры обратились за аудитом технических данных новых дизельных моторов, к инженерам ведущий австрийской компании AVL List. Иностранные специалисты отметили высокий уровень новых моторов. А в 2005 г., в Ярославле была создана совместная конструкторская группа по доработки моторов ЯМЗ530 до мирового уровня. Группа работала в австрийском конструкторском центре, города Грац. А уже через год, в 2006 году, новый ЯМЗ 536, мощностью 312 л., сил проходил испытания. Сотрудничество с австрийскими специалистами позволили создать дизельный мотор, который соответствовал Евро 3 и Евро 4. Серийное производство предполагали начать в 2009 году, однако грянувший кризис, спутал все планы. Но всё плохое проходит, и благодаря кредиту Внешэкономбанка в мае 2010, строительство новых промышленных корпусов было возобновлено. А через год закончено, включая монтаж оборудования. В конце 2012 г., ЯМЗ536 вышел в серийное производство.

Модификации силового агрегата ЯМЗ 536

За время производства было разработано большое множество аналогов и модификаций базового двигателя. Двигатель был приспособлен под разные виды техники, именно по этой причине появилось много версий 536 ДВС. Основное отличие всех версий ДВС, заключается в разном программном обеспечении ЭБУ, от чего изменялась настройка работы ТНВД.

Вот перечень основных модификаций:

ЯМЗ 536

Базовым силовым агрегатом считается ЯМЗ536. Его мощность, 2300 оборотов мин., составляет 312 л., сил, а момент при 1500 оборотов мин., равен 1226 Нм. Базовый мотор устанавливается на грузовой автомобиль МАЗ: 6312, 5363, 5550, 5440; Урал 6370. А так же его использовали на автобусах ЛиАЗ 6212, 5256, 6213. Базовый силовой агрегат соответствует параметрам экологической безопасности ЕВРО 4.

У базового движка имелось несколько аналогов:

• ЯМЗ-53601, близкая копия основного мотора, на ней использовалась система EOBD II. Данной версией комплектовались автомобили МАЗ: 5440, 6312, 5363, 5550, 6501; а так же автобусы ЛиАЗ: 6212, 5256, 6213;
• очередным аналогом базового двигателя является ЯМЗ-53602, здесь отсутствует клапан, рециркулирующий отработанные газы, здесь изменили конструкцию выпускного тракта и изменили настройку ЭБУ. Данный аналог базового мотора соответствует 4-му экологическому классу по правилам 96-02. ЯМЗ-53602 используется на грузовиках Урал-NEXT: 4420, 4320, 5557; на катерах: КС 951, 162, 165, 950, 164, 169; Амета, Флагман;
• ещё один аналог основного движка, имеющий маркировку ЯМЗ-53603. На нем используется система EOBD II и катализатор SCR, благодаря чему данная версия соответствует ЕВРО 5. Мощность дизеля выросла при 2300 оборотов мин., до 330 л., сил, а момент при 1500 оборотов мин., составляет 1275 Нм;
• ЯМЗ-53604, аналог основного двигателя, работающий на газе.

ЯМЗ 5361

Модификация ЯМЗ 5361, отличается от базового мотора настройкой ТНВД на 270 л., сил при прежних оборотах коленчатого вала, момент соответственно снизился до 1166 Нм, при 1500 оборотов мин. Мотор использовали на грузовике МАЗ: 5440, 6312, 5363, 5550.

Эта модификация тоже имеет свои аналоги:

• ЯМЗ 53611, аналог предыдущий модификации, отличается от неё установленной системой EOBD 2. Встречался дизель на тех же моделях МАЗ, что и ЯМЗ 5361;
• ЯМЗ-536111, это версия ЯМЗ 53611, применяемая на автобусах ЛиАЗ 5293 и ЛиАЗ 5292;
• ЯМЗ-53613, является аналогом базового двигателя, переделанного под ЕВРО 5. Здесь установлен катализатор SCR, и EOBD2. Предназначается этот ДВС для автобусов ЛиАЗ: 6212, 5256, 6213.

ЯМЗ 5362

Модификация, которая проектировалась для грузовика Урал. Но в последствии устанавливался на другие транспортные средства, такие как: ЛиАз5292, 5256, 5293; и на ЧСДМДЗ-98.

Модификация ЯМЗ 5362 имела свои аналоги и копии:

• ЯМЗ 53621, копия 5362, но с EOBD;
• ЯМЗ 53622, тот же 5362, но с установленной турбиной ТКР80.05.13, без EGR клапана, с изменённой конструкцией впускного патрубка. Мотор соответствует 4-му экологическому классу, по правилам 96-02. Двигателем комплектовались Урал Next: 4320, 5831, 3255, 5557;
• ЯМЗ 53623, версия под ЕВРО 5, мощность при 2300 оборотов мин., 275 л., сил, а момент при 1500 оборотов мин., 1177 Нм.
• ЯМЗ 53624, версия 5362, работающая на газе, её мощность составляет 287 л., сил.

ЯМЗ 5363

Модификация для грузовиков КрАЗ и МАЗ. Мощность данной версии при 2300 оборотов мин., 240 л., сил, момент при 1500 л., сил, составляет 1049 Нм. Силовой агрегат устанавливался на автомобиль МАЗ 5550 и МАЗ 5363.

В четвёртой модификации, так же были аналоги:

• ЯМЗ 53631, копия 5363 с системой EOBD2;
• ЯМЗ 53633, версия, подгонна под турбокомпрессор. Использовалась на автобусе ЛиАЗ5292.
• ЯМЗ 5364, модификация специально создавалась для автобусов ЛиАЗ 6213 и ЛиАЗ 6212. Мощность ДВС, при 2300 оборотов мин., 285л., сил. Момент 1130 при 1500 оборотов мин.

У модификации есть ряд копий:

• ЯМЗ 53642, копия 5364, на ней отсутствует клапан EGR, установлен турбокомпрессор ТКР80.05.13 и изменена конструкция патрубка впуска. Используется мотор на автомобиле марки КрАЗ 4420, 5831, 4320, 5551, 5557, соответствует ЕВРО 4;
• ЯМЗ 53644, версия ДВС на газу, её мощность 260 л., сил.
• ЯМЗ 53645, аналог 53642, приспособлен для работы на тракторах и комбайнах;
• ЯМЗ-53646, аналог 53642, со сниженной мощностью около 202 л., сил. Используется на RM-Terex ТХ 270 и WX 202.

ЯМЗ-5366

Тракторная модификация под 4 экологический класс, согласно правилам безопасности 96-02. Мощность силового агрегата 262 л., силы. Используется мотор на RM-TerexTG200.

Модификация не является исключением, по поводу наличия аналогов:

• модификация ЯМЗ-53662, является копией 5366. Её мощность равен 219 л., сил. Используется мотор на RMTerexTG 180;
• ЯМЗ-53663, аналог под ЕВРО 5, имеет 246 л., сил мощности, используется на автобусах ЛиАЗ 5292, 5262, 5293.

ЯМЗ 5368

ЯМЗ 5368 — версия базовой модели, приспособленная для работы дизельных генераторов.

Описание силового агрегата, соответствующего ЕВРО 4 и ЕВРО 5

Новые дизельные агрегаты ЯМЗ 536 и его модификации соответствуют европейским требованиям очистки выхлопных газов ЕВРО 4 и ЕВРО 5. Для обеспечения этих требований в проект нового двигателя, была заложена система рециркулирующая отработанные газы, (сокращённо EGR). Так же предусматривалось установить каталитический нейтрализатор, который снабжался фильтром, требующим периодической замены. Все эти устройства нужны были для соответствия ЕВРО 4. Параметрам правил 96-02 двигатель соответствовал и без этого.

Двигатели 536 модели, соответствующие ЕВРО 5, были дополнительно доработаны. Для этого, как на импортных машинах, система выпуска выхлопных газов, оснащалась селективным каталитическим восстановителем, каталитическим нейтрализатором и глушителем нейтрализатором. Система питания и управления мотора, была аккумуляторного типа Common rail, она имела высокую энергию впрыска, до 1800 бар. Система управления использовалась от фирмы Бош. В систему питания входили: ТН высокого давления, топливопровод накопитель, рампа, форсунки, модуль дозирования. Система подачи топлива имела несколько контрольных датчиков: датчик определения фаз коленчатого вала, датчик частоты вращения, датчик указывающий давление топлива, датчик температуры воздуха поступающего с турбины, датчик измеряющий температуру топлива, датчик указывающий температуру охлаждающий жидкости и датчик давления моторной смазки.

Блок цилиндров, головка БЦ, коленвал, шатунный механизм, подшипники мотораЯMЗ-536, другие важные механизмы ДВС проектируются с расчётом на давление воспламенения горючего 210 бар. Все узлы и механизмы проектируются с большим запасом прочности и возможностью увеличения мощности мотора.

Привод агрегатов шестерёнчатого типа находится на стороне маховика. Он обеспечивает малый уровень шума крутильных колебаний. ЯМЗ 536 имеет закрытую систему вентиляции для картерных газов, её конструкция находится в крышке ГБЦ, обслуживания и постоянного ухода не требует.

Технические данные ЯМЗ 536

Четырёхтактный, шести цилиндровый, дизельный двигатель ЯМЗ 536, цилиндры которого размещены в один ряд, увидел свет в 2012 году. Его выпуск начался на предприятии Автодизель, Ярославского моторного завода.

• Материал изготовления, особо прочный чугун. Гильзы мокрого типа, имеют непосредственный контакт с охлаждающей жидкостью.
• Система газораспределения нижне вальная, распредвал размещён в БЦ. Привод шестерёнчатый, от коленвала. Распредвал воздействует на коромысла клапанов при помощи штанг-толкателей. Клапанов 24 по 4 на каждый отдельный цилиндр.
• Длинна хода поршня больше диаметра цилиндров 128 и 105 мм., соответственно. Моторы с такими параметрами считаются длинноходными, особенность их в том, что они имеют высокую отдачу КПД.
• Точный объём двигателя 6650 сантиметров куб., степень сжатия камеры сгорания 17.5:1.
• Мощность мотора в зависимости от модификации, при 2300 оборотов мин., от 212 до 330 л., сил, крутящий момент при 1500 оборотов мин., составляет от 950 до 1275 Нм.
• Нормы экологического соответствия европейским стандартам экологической безопасности ЕВРО 4, ЕВРО 5.
• На определённых модификациях устанавливается турбокомпрессор ТКР80.05.13.
• Вес силового агрегата 650 кг.

Расход топлива

Расход горючего на скорости 60 километров в час, около 30 литров на 100 км пробега. Допустимый расход моторной смазки до 0.2% к расходу горючего.

Масло

Масло для двигателя: 10W40, 5W40, 15W40. Количество масла 22.5 литра. Производитель рекомендует производить замену масла через 30 тыс., км., пробега, но лучше этот период сократить в двое.

Ресурс двигателя

Реальный ресурс работы ДВС при правильном, своевременном обслуживании и нормальной эксплуатации составляет около 1 миллиона км.

Особенности конструкции блока цилиндров ДВС ЯМЗ 536

БЦ ЯМЗ 536 изготовлен из серого особо прочного чугуна. Он является основой для соединения всех узлов и механизмов в единую силовую установку. В верхней части блока имеются гнёзда для мокрых гильз. Каждое гнездо в цилиндре имеет кольцевую проточку в верхней части под край гильзы и соответствующее отверстие на нижней полке блока.

Проточка и отверстие сделано соосно. Материалом изготовления гильз является фосфористый чугун. Гильзы в блоке центрируются по наружному краю бурта. Края водяной рубашки составляют замкнутый контур вокруг гнезда в цилиндре. Тем самым связывают нижнюю и верхнюю плиту цилиндровый части БЦ, укрепляя общую конструкцию блока.

Устройство ГБЦ 536 модели

ГБЦ блочного типа, является общей для всех шести цилиндров. Материал изготовления специальный сплав чугуна. Крепление ГБЦ к БЦ осуществляется при помощи болтового соединения.

Для охлаждения головки цилиндров предусмотрена система полостей, для циркуляции охлаждающей жидкости. В ГБЦ находятся: клапана с втулками и пружинами, траверсы, коромысла клапанов, форсунки и стойки коромысла. Все эти детали в сборе — единый механизм, предназначенный для подачи горючей смеси в камеры сгорания ДВС.

Кривошипно-шатунный механизм

Коленчатый вал ДВС выполнен совместно с противовесами из штампованной стали. Он представляет собой динамически сбалансированный полно опорный механизм с закалёнными шатунными и коренными шейками. Коленвал устанавливается коренными шайками на опоры БЦ.

Между опорами и коренными шейками находятся подшипники скольжения. Смазка к подшипникам скольжения поступает под давлением, по специальным масляным магистралям. Маховик отливается из серого особо прочного чугуна. На нем напрессовывается зубчатый венец из стали. Он необходим для пуска мотора стартером. Маховик крепится к торцу коленвала, с помощью десяти болтов.

Между торцом и маховиком устанавливается общая закалённая пластина. Для гашения крутильных колебаний используется жидкостный демпфер, в него, сзади встраивается шкив для временного привода вспомогательных агрегатов. Это устройство хорошо справляется с поставленной, перед ним задачей, но оно уязвимо, механические повреждения могут быстро привести его в негодность.

Конструкция шатуна выполнена в виде двутавра. Нижняя головка имеет косой разъём. Чтобы увеличить несущую способность шатуна, верхнюю головку выполнили в виде ступеней, возле стержня она более широкая. Подшипники скольжения шатунных и коренных шеек коленвала имеют съёмную конструкцию.

Особенности конструкции поршневой группы ЯМЗ 536

Поршень имеет цельную конструкцию. В ней проточены три канавки для поршневых колец. Канавка верхнего компрессионного кольца имеет вставку из особо прочного чугуна. Чтобы увеличить контактную прочность поршней, бобышки под палец изготовили в виде ступеней. Нижняя короче верхней части. Камера сгорания расположена по центру, соосно поверхности поршня. Для хорошего охлаждения поршня, в его головке имеется замкнутая полость, в ней циркулирует масло.

Поступление в поршень масла, осуществляется неподвижными форсунками, которые устанавливаются на центральной масляной магистрали БЦ, напротив всех шести поршней. В масляной полости поршней предусматриваются два одинаковых канала, имеющих вертикальное расположение. Задача этих каналов, подвод и отвод масла в полости поршней. Постоянная циркуляция масла в полости поршней обеспечивает надёжное их охлаждение.

Кольца поршней разрезные, чугунные, они устанавливаются в специально подготовленные для них канавки. Поршневой палец пустотелый, стальной, плавающего типа. Это значит что он свободно перемещается в бобышках поршня. Что положительно сказывается на ресурсе работы ШПГ. Осевое движение пальца, предотвращается с помощью стопорных колец, находящихся в канавках бобышек поршней.

Конструкция и устройство газораспределительного механизма

Механизм газораспределения имеет верхнее расположение клапанов и нижнее расположение коленвала. Привод в работу клапанов осуществляется с помощью толкателей, коромысла, штанг и траверс. Механизм газораспределения выполняет задачу по впуску в цилиндры воздуха и выпуску выхлопных газов, согласно порядку работы цилиндров и изменением тактов двигателя. Каждый цилиндр обеспечен двумя впускными и двумя выпускными клапанами. Привод клапанов осуществляется через траверсы.

Составными деталями для механизма газораспределения являются:

• распределительный вал;
• шестерня привода;
• задний подшипник с упорным фланцем;
• толкатели и штанги;
• коромысла, с установленными на них регулировочными винтами;
• ось коромысел;
• траверсы;
• клапана;
• стойки оси;
• пружины для клапанов с элементами крепления;
• втулки, служащие направляющими для клапанов.

Устройство системы смазки

Система смазки 536 модели имеет смешанную конструкцию с мокрым картером. Охлаждается моторная смазка в масляно-жидкостном теплообменнике. Масляный насос, имеющий шестерёнчатую конструкцию, всасывает через фильтр грубой очистки моторную смазку из картера. Затем под давлением масло через масляно-жидкостный теплообменник и фильтр для очистки масла движется к центральной масляной магистрали. Далее по специальным масляным каналам поступает к трущимся деталям и масляным форсункам. Выполнив свои функции моторная смазка стекает в картер, при этом разбрызгиванием смазывает другие детали двигателя.

Система охлаждения 536 модели

Двигатель ЯМЗ имеет жидкостно циркуляционную систему охлаждения, в её состав входит:

• водяной насос или помпа;
• масляно-жидкостный теплообменник;
• вентилятор;
• термостаты;
• радиатор для системы рециркулирующий выхлопные газы;
• основной водяной радиатор;
• система воздух-воздух, необходимая для охлаждения надувочного воздуха.

Масляно-жидкостный теплообменник, помпа и термостаты составляют единый модуль охлаждения, расположенный на правой передней стороне дизельного мотора. При работе двигателя, центробежный, водяной насос обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости в системе.

Устройство и принцип работы турбокомпрессора

Чтобы обеспечить максимальную отдачу силового агрегата, его оборудовали турбокомпрессором. Который подаёт дополнительное количество сжатого воздуха, используя энергию отработанных газов. Большее количество воздуха, обеспечивает более качественное сгорание подаваемого горючего в цилиндры мотора.

На всех модификациях 536 двигателя, с турбонаддувом, используется центростремительная, радиальная турбина, а так же центробежный компрессор. Последний снабжён перепускным клапаном специальной конструкции. На выходе из турбины температура наддувочного воздуха может увеличиваться до 180 градусов. Для поступления в цилиндры воздух нужно охладить. Эти функции выполняет охладитель воздуха.

Охлаждённый воздух благоприятно сказывается на уменьшении вредных веществ в отработанных газах. На двигателях 530 семейства ЯМЗ устанавливается система рециркуляции выхлопных газов. Пятая часть газов, обладающих высокой теплоёмкостью, перенаправляется обратно в цилиндры, уменьшая тем самым образование углекислого газа. Все нововведения применяемые для ДВС 536 модели, ставят его в один ряд в лучшими дизельными моторами западного производства.

Характерные неисправности ЯМЗ 536

Данный силовой агрегат, как любая техника имеет свои слабые места, которых не так много:

Турбина

Прежде всего нужно обращать внимание на исправность турбины. Известны случаи, когда выходила из строя турбина на рубеже пробега в 50 тыс., км. Не страшна настолько, поломка турбины, сколько последствия после её поломки. Всё дело в том что при выходе из строя турбокомпрессора, продукты его износа могут попасть в топливную систему. Если во время не принять мер, могут пострадать детали ТНВД, ШПГ и другие, что в итоге приведёт к дорогостоящему ремонту. Обычно турбины ходят до 300000 км. При первых признаках, которыми является: свист, повышенный люфт, большой расход масла, турбину нужно заменить на новую.

Клапан EGR

Вторым по значимости слабым местом этого ДВС считают клапан EGR. Там скапливаются продукты горения. Из-за их уплотнений клапан может заклинить. Место загрязнения нужно регулярно чистить. Проблему можно решить проще, клапан заглушить, а ЭБУ настроить на работу без клапана EGR.

Жор масла

На двигателе часто наблюдается повышенный расход моторной смазки. Здесь проблема в изношенных направляющих для клапанов. Проблема решается заменой направляющих клапанов.

Как видно из выше изложенного, ДВС ЯМЗ 536 не приносит своим владельцам много проблем. Из всей линейки семейства 530 двигателей, по техническим характеристикам и отзывам пользователей 536 оказался самой удачной, мощной и надёжной модификацией, чем заслужил, на долгие годы вперёд, себе место в сборочных цехах Ярославского завода.