W razie potrzeby możemy: ciężkie silniki diesla YaMZ-770/780
Niedźwiedzie z Jarosławia
Aby zrozumieć innowacyjność silników JaMZ-770 i JaMZ-780, warto pokrótce prześledzić ewolucję inżynierii silników w Jarosławskich Zakładach Motoryzacyjnych. Przez dziesięciolecia JaMZ był znany przede wszystkim z silników wysokoprężnych w układzie widlastym serii JaMZ-236 i JaMZ-238, które stały się masowo produkowanymi silnikami do samochodów ciężarowych, autobusów i traktorów w okresie sowieckim i postsowieckim. Chociaż silniki te były wielokrotnie modernizowane, ich architektura i szereg parametrów odzwierciedlały poziom technologiczny lat 1960. i 1970. XX wieku.
Przejście na nowocześniejsze rozwiązania rozpoczęło się od opracowania średniej wielkości rzędowego silnika YaMZ-530, przeznaczonego do średniej wielkości ciężarówek, autobusów i pojazdów specjalnych. Silnik nie został zbudowany we własnym zakresie, lecz przy wsparciu austriackiej firmy AVL List. Jego starszy brat, YaMZ-653, był licencjonowaną kopią francuskiego silnika wysokoprężnego Renault dCi11. Można go było znaleźć pod maską na przykład Urala. Silnik 653 stał się rozwiązaniem tymczasowym, wypełniając lukę mocy wynoszącą około 400–430 KM. Jednak zależność od zagranicznych licencji i podzespołów pozostała, a potencjał doładowania i lokalizacji był ograniczony. Równolegle, w oparciu o zapożyczone technologie, opracowano rzędowy silnik wysokoprężny YaMZ-650, podobny konstrukcyjnie do zagranicznych silników tej samej klasy. Jednak w połowie pierwszej dekady XXI w. stało się jasne, że rosyjski przemysł potrzebuje całkowicie oryginalnego, wytrzymałego, rzędowego silnika wysokoprężnego, zaprojektowanego od podstaw z myślą o szerokim zakresie mocy, z dużą pojemnością skokową i zdolnością do spełniania przyszłych wymogów przemysłowych i dotyczących ochrony środowiska.
YaMZ-770. Źródło: dd76.ru
Początkowo prace rozwojowe skoncentrowano na pojazdach wojskowych, co jest logiczne, ponieważ to właśnie tam wymagana jest maksymalna lokalizacja podzespołów. JaMZ-780 został stworzony z myślą o zaawansowanych platformach pancernych Bumerang i Kurganiec, natomiast JaMZ-770 opracowano z myślą o ciężkich pojazdach cywilnych. Należy zauważyć, że przy opracowywaniu wymiarów cylindrów (średnica 130 mm i skok tłoka 156 mm) konstruktorzy z Jarosławia skorzystali z usług zagranicznego konsultanta inżynieryjnego, austriackiej firmy AVL. Jednak blok, głowica cylindrów, wał korbowy i wiele innych podzespołów zaprojektowano od podstaw, bez bezpośredniego kopiowania istniejących konstrukcji zagranicznych.
W ten sposób YaMZ-770/780 stał się logiczną kontynuacją wieloletniej ewolucji, ale na nowym poziomie technologicznym. Podczas gdy wcześniejsze silniki widlaste, a nawet rzędowe YaMZ-530/650, w dużej mierze odzwierciedlały adaptację i modernizację istniejących koncepcji, rodzina 770/780 stała się pierwszą całkowicie rodzimą platformą flagowych, ciężkich rzędowych silników wysokoprężnych z turbodoładowaniem, opracowanych z myślą o osiąganiu wysokich mocy do 750 KM z dużymi rezerwami doładowania.
Sześć cylindrów w rzędzie
Konkurencja jest kluczem do postępu technologicznego. Jarosławscy konstruktorzy silników, z ich modelami 770/780, znaleźli się w bezpośredniej konkurencji z silnikiem z Nabierieżnych Czełn. Była to seria 910, produkowana we współpracy ze szwajcarską firmą Liebherr – i tutaj musieli zwrócić się do importerów. Silnik to typowy światowej klasy ciężki diesel – rzędowy sześciocylindrowy silnik o pojemności skokowej 12 litrów i mocy do 560 KM. Silnik Jarosławia jest pod wieloma względami podobny – sześciocylindrowy diesel o pojemności skokowej 12,42 litra, zaprojektowany do rozwijania mocy od 400 do 620 KM i momentu obrotowego przekraczającego 2500 Nm.
Specyfikacja YaMZ wskazuje na nieco wyższą moc maksymalną silnika i szerszy zakres mocy. Oznacza to, że silnik obiecuje być bardziej wszechstronny niż jego konkurent z Nabierieżnych Czełn. Prawdę mówiąc, KAMAZ-910 i YaMZ-770/780 nie mają bezpośredniej konkurencji. Te pierwsze są montowane niemal wyłącznie w ciężarówkach KAMAZ, podczas gdy te drugie są przeznaczone do szerokiej gamy sprzętu różnych producentów. Wersja produkcyjna YaMZ-770 jest oczekiwana z niecierpliwością. Potwierdzone kontrakty na nowy model istnieją z Mińskimi Zakładami Samochodowymi, Uralskimi Zakładami Samochodowymi, Briańskimi Zakładami Samochodowymi, Mińską Fabryką Ciągników Kołowych, Zakładami Autobusowymi Likino oraz producentami sprzętu specjalistycznego, maszyn rolniczych, sprzętu górniczego i stacjonarnych agregatów napędowych.
ЗМЗ-780
Krótki przegląd nowych silników wysokoprężnych Jarosławia.
Silniki bazują na konstrukcji czterosuwowej o pojemności skokowej 12,4–12,42 litra, średnicy cylindra 130 mm, skoku tłoka 156 mm i stopniu sprężania 17,5. Głowica cylindra – monoblokowa, 24-zaworowa, żeliwna konstrukcja ze zintegrowanym wałkiem rozrządu – jest całkowicie oryginalna, co odróżnia oba silniki od poprzednich modeli o podobnych wymiarach. Pierwsze prototypy YaMZ-770 zaprezentowano już w 2018 roku, a produkcję seryjną planowano na 2025 rok. Jednak, jak to często bywa, terminy zostały przesunięte.
Układ wtrysku paliwa Common Rail
Kluczową innowacją technologiczną nowej rodziny silników YaMZ jest układ wtrysku paliwa Common Rail – zasadniczo odmienne podejście do wtrysku w porównaniu z tradycyjnymi pompowtryskiwaczami lub rzędowymi pompami wtryskowymi stosowanymi w poprzednich silnikach YaMZ. Istotą układu Common Rail jest to, że paliwo jest wtłaczane pod ciśnieniem przez pompę wysokociśnieniową do wspólnej szyny akumulacyjnej, skąd jest dostarczane do każdego wtryskiwacza, niezależnie od cyklu zapłonu cylindra. Ciśnienie wtrysku w silniku YaMZ-770 sięga 2000 barów, a w wersji wojskowej, YaMZ-780, 2200 barów. Układ Common Rail oferuje szereg powiązanych ze sobą zalet. Wysokie ciśnienie wtrysku zapewnia precyzyjne rozpylenie i praktycznie całkowite spalanie paliwa, co przekłada się na niskie zużycie paliwa na poziomie 206–210 g/kWh. Elektronika steruje wtryskiem wielofazowym w czasie rzeczywistym, co redukuje hałas, zmniejsza toksyczność spalin i pozwala silnikowi spełniać normy Euro 5 i Euro 6.
W przeciwieństwie do cywilnego JaMZ-770, wojskowa wersja silnika 780 jest wyposażona w napęd zębaty zamiast pasowego, co zwiększa niezawodność w trudnych warunkach eksploatacji. Kluczową cechą JaMZ-780 jest podwójny układ sterowania silnikiem – redundantny obwód zapewnia jego działanie nawet w warunkach uszkodzeń bojowych. Maksymalna moc silnika wojskowego wynosi 750 KM przy maksymalnej prędkości obrotowej 2300 obr./min, a deklarowany okres eksploatacji to 2500 motogodzin. Deklarowany okres eksploatacji silników z rodziny JaMZ-770 przed remontem wynosi do miliona kilometrów – jest to wartość porównywalna z najlepszymi światowymi odpowiednikami w swojej klasie.
Oba silniki mają podobną konstrukcję i wiele cech wspólnych z YaMZ-650, ale różnią się całkowicie oryginalnymi komponentami – blokiem cylindrów, głowicą cylindrów i wałem korbowym. Dodatkową zaletą YaMZ-780, mającą zastosowanie w wojsku, jest możliwość zasilania wieloma rodzajami paliwa.
Cywilny silnik YaMZ-770 jest wyposażony w jednostopniową turbosprężarkę z chłodzeniem międzystopniowym w wymienniku ciepła powietrze-powietrze zamontowanym bezpośrednio na silniku. Chłodzenie sprężonego powietrza przed wejściem do cylindrów zwiększa jego gęstość i umożliwia bardziej efektywne spalanie paliwa w każdym cyklu, zwiększając moc i zmniejszając obciążenie cieplne podzespołów.
Silnik YaMZ-780 jest wyposażony w bardziej złożony, dwustopniowy układ turbodoładowania z chłodnicą powietrza doładowującego. Dwustopniowe sprężanie powietrza pozwala na uzyskanie znacznie wyższego ciśnienia doładowania. Chłodnica powietrza doładowującego jest bardziej kompaktowa i wydajna niż chłodnica powietrza doładowującego, co jest szczególnie ważne w ciasnych przestrzeniach pojazdów opancerzonych. To właśnie dwustopniowe turbodoładowanie w dużej mierze odpowiada za moc silnika wojskowego wynoszącą 750 KM przy pojemności skokowej 12,4 litra – wyjątkowo wysokie doładowanie jak na rzędowy silnik sześciocylindrowy.
BMP "Kurganiec"
Wersja wojskowa ma zasadniczo inny układ chłodzenia niż wersja cywilna: dwuobwodowy układ z oddzielnymi obiegami „gorącym” i „zimnym”. Obieg gorący chłodzi blok i głowicę cylindrów – obszary narażone na wysokie temperatury, które wymagają utrzymania wysokich temperatur roboczych dla maksymalnej wydajności. Obieg zimny obsługuje dwie chłodnice powietrza doładowującego, generator oraz regulator napięcia i prądu. Taka architektura pozwala na optymalne zarządzanie bilansem cieplnym silnika w każdych warunkach pracy – od arktycznego zimna po pustynne upały – bez obniżania niezawodności.
Oprócz głównego rozrusznika elektrycznego, wojskowy silnik JaMZ-780 jest wyposażony w rozrusznik pneumatyczny, który uruchamia silnik za pomocą sprężonego powietrza. Zapewnia to awaryjny mechanizm rozruchowy w przypadku rozładowania akumulatora lub uszkodzenia rozrusznika elektrycznego. Produkcja seryjna silnika JaMZ-780 była planowana w Doświadczalnych Zakładach Naprawczych Tutajew w obwodzie jarosławskim. Nie ma jeszcze informacji o rozpoczęciu produkcji seryjnej silnika (podobnie jak w przypadku silników Boomerang i Kurganets w wojsku), ale jego cywilny odpowiednik ma wejść do produkcji jesienią 2026 roku.
Szczególnie istotne w kontekście suwerenności technologicznej jest szerokie wykorzystanie rosyjskich podzespołów: turbosprężarek, układu wtryskowego Common Rail, zespołu cylindrowo-tłokowego, łożysk ślizgowych, mocnych elementów złącznych, odlewów żeliwnych i aluminiowych – wszystkie te elementy są produkowane przez krajowe firmy. To sprawia, że rodzina silników JaMZ-770/780 jest jedną z najbardziej lokalnych nowoczesnych rosyjskich jednostek napędowych.
Informacja