О водяных насосах для двигателей ЯМЗ
Российская школа автомобильного моторостроения отсчитывает свою почти вековую историю с 7 ноября 1924, когда первые 10 серийных автомобилей АМО-Ф-15 приняли участие в параде на Красной Площади в Москве. Двигатель АМО-Ф-15 (бензиновый, объемом 4,4 литра и мощностью в 35 л.с.), которым были оснащены эти автомобили, заслуженно считается первым силовым агрегатом, выпущенным в серию молодой советской промышленностью.
Инженеры завода АМО (Автомобильное Московское Общество) под руководством главного конструктора Владимира Ивановича Ципулина основательно переработали итальянский прототип двигателя модели FIAT 15 Ter, изменив конструкцию маховика, поршневой группы, системы смазки и охлаждения, по сути, создав новый двигатель, адаптировав его к традиционно суровым климатическим и дорожным условиям. В частности, диаметр маховика был уменьшен (при сохранении веса) на 80 мм для увеличения клиренса, что бы новый грузовик мог ездить не только по шоссейным дорогам, но и по грунтовым, коих естественно в 1920-х было абсолютное большинство.
С тех пор автомобильное моторостроение стало одной из важнейших и высокотехнологичных отраслей советского, а затем и российского машиностроения.Распад СССР, экономический кризис, разрыв технологических цепочек общесоюзной промышленности на десятилетия законсервировали российское моторостроение на уровне конца 70-х. Но как известно любой процесс (даже разрушение) содержит в самом себе собственное отрицание. Банкротство харьковского моторного завода «Серп и Молот», поставлявшего до конца 90-х десятки тысяч дизельных моторов средней мощности для сельскохозяйственной техники открыло для российского моторостроения огромную рыночную нишу. А дешевая (и в принципе довольно для своей цены качественная) продукция китайского производства заставила отечественных производителей не медлить с модернизацией.
Одним из флагманов данного процесса по праву можно считать ООО «АВТОДИЗЕЛЬ» (Ярославский Моторный Завод), входящий в состав группы ГАЗ. Сейчас это современное моторостроительное предприятие с производством полного цикла (от литья блока до сети сервисных центров гарантийного обслуживания).
Одним из самых современных проектов завода, в разработке которого принимали участие европейские инженеры из австрийской компании AVL list является линейка двигателей семейства ЯМЗ 530 (534/536) с объемом 1,1 литр на каждый цилиндр. Силовые агрегаты выпускаются по экологическим стандартам Евро-4 и Евро-5.
ЯМЗ-534: 150 – 210 л.с., 490 – 780 Н.м.;
ЯМЗ-536: 240 – 330 л.с., 900 – 1370 Н.м.;
Планы по выпуску продукции впечатляют-в публичных презентациях ООО «АВТОДИЗЕЛЬ» указана амбициозная цифра 50 000 двигателей в год.
Моторами данной серии оснащаются автомобили ГАЗОН NEXT, МАЗ, автобусы ПАЗ (3205,3204) и ЛИАЗ.
Как и любой современный двигатель – 530-й сконструирован исходя из принципов максимальной энергоэффективности и минимальной ресуросоемкости. Компактное расположение сопряженных деталей и высокие температуры работы ставят перед конструкторами поистине непростую задачу по охлаждению мотора, так как именно правильный тепловой режим работы позволяет получить максимальную отдачу по мощности и не допустить перерасход топлива.
Настоящая изюминка в системе охлаждения ЯМ530 – циркуляция теплоносителя «обратным ходом» – сверху вниз. Сначала идет охлаждение самой горячей области – головки блока цилиндров, а затем самих цилиндров, выполненных по схеме «мокрых гильз». Охлаждающая жидкость циркулирует по каналам жидкостного охлаждения, омывает все нагревающиеся от работы части и забирает на себя все лишнее тепло. Для обеспечения процесса циркуляции служит водяной насос.
На верхнем рисунке показан водяной насос предыдущего поколения.
Современный водяной насос выглядит примерно так же, но имеет ряд очень существенных доработок. Разобраться в них попробуем на примере продукта, разработанного инженерами Estimaho & Praddi специально для постгарантийного обслуживания двигателей ЯМЗ серии 530 (EnEspra part number: EA0536)
1 – Корпус насоса; 2 – Крыльчатка насоса; 3 – Вал насоса с подшипником;
4 – Система уплотнения; 5 – Приводной шкив; 6 – Прокладка.
Материал корпуса-анодированный алюминий, обладающий хорошими прочностными и теплопроводными характеристиками.
Форма и размер лопастей чугунной крыльчатки рассчитаны исходя из требований по прокачке определенного объема жидкости через систему охлаждения.
Вал с подшипником (в сборе) обеспечивает соединение крыльчатки насоса со шкивом привода. В старых версиях насосов чаще всего использовались узлы с двумя шариковыми подшипниками. Они обладали хорошими динамическими характеристиками, но были крайне неустойчивы к боковым нагрузкам и перекосам, создаваемым натяжением ремня привода. Сепараторы шариковых подшипников быстро приходили в негодность, и насос надо было менять. В современных версиях насосов устанавливается комбинированный подшипник с сочетанием роликовой и шариковой частей.
Для наглядности – фото вскрытых подшипников из насоса Estimaho & Praddi EA0536.
Подшипник закрытого типа, смазка закладывается на заводе и надежно защищается сальниками повышенной прочности. На сепараторе роликовой части имеются дополнительные полости для смазки, что ведет к увеличению срока службы подшипника.
Система уплотнения призвана гарантировать герметичность всего насоса в целом от протечек охлаждающей жидкости.
Estimaho & Praddi в своем изделии EA0536 использует самое современное торцевое уплотнение 3-го поколения, называемое еще механическими.
Деталь представляет собой сборочную единицу, состоящую из 2 основных частей: неподвижного элемента (кольцо 6 и уплотнительный элемент 7), который крепится в корпусе насоса и уплотняет место установки, и подвижного, который крепится на валу и герметизирует вал (состоит из резинового сильфона 2, кольца 5 и пружины 4). Между этими элементами находятся 2 кольца из композитных материалов или керамики (поз. 5, 6), они имеют в месте контакта прецизионные поверхности, по которым и идет уплотнение между подвижными и неподвижным деталями.
На чертеже для наглядности показано рабочее колесо насоса (поз.1) и корпус насоса (поз. 2)Торцевые уплотнения имеют большой срок службы и практически не дают утечек (утечки составляют менее 0,1 см3/ч).
Estimaho & Praddi применяет прецизионно притертый на заводе графит.
Некоторые производители применяют сочетание керамики и графита, как на фото ниже:
Оба способа применения различных материалов для обеспечения герметизации имеют право на жизнь, но применение однородных материалов является более предпочтительным.
Общей рекомендацией для всех эксплуатирующих автомобиль является требование к чистоте самой охлаждающей жидкости и невозможность применения в качестве охлаждающей жидкости обычной воды или сильно разбавленных старых антифризов. Образующаяся при наличии воды ржавчина и содержащиеся в ней соли являются микроабразивами. Их присутствие приводит к быстрому истиранию поверхностей уплотнителя, его разрушению и, как следствие, течи охлаждающей жидкости.
Конечному потребителю при покупке насоса для постгарантийного обслуживания обычно приходится руководствоваться рекламными материалами и мнением знакомых. Причем и те, и другие носят максимально общий характер: «высочайшее качество, точная обработка» в одном случае и «ходит/не ходит» в другом.
В этом же обзоре мы постарались конкретизировать ключевые параметры, определяющие качество водяного насоса. Надеемся, что он был Вам интересен сейчас и будет полезен в дальнейшем.
