ЯМЗ-840 – семейство V-образных двенадцати цилиндровых дизельных двигателей рабочим объёмом 25,86 литров, производства Ярославского моторного завода. Они выпускаются с середины 1970-х годов. В настоящее время – в шести различных модификациях и комплектациях и имеют диапазон мощности от 550 до 800 лошадиных сил.
Данные двигатели являются одними из наиболее мощных в продуктовой линейке тяжёлых дизелей от ярославского предприятия. Моторы данного семейства относятся к турбированным силовым агрегатам. Они соответствуют экологическим стандартам Евро-0 и Евро-1 и предназначаются как для автомобильной, так и для тракторной техники.
Любой из дизелей семейства ЯМЗ-840 – это четырехтактный мотор с воспламенением от сжатия, непосредственным впрыском дизтоплива, с турбонаддувом, с жидкостным охлаждением и охлаждением наддувочного воздуха.
Эта линейка дизельных силовых агрегатов, выпускаемых с конвейера Ярославского моторного завода, изначально специально создавалась для экстремально тяжёлых условий эксплуатации – таких, как низкая или высокая температура, повышенная влажность, сильные ветра.
Базовым мотором данного семейства является автомобильный дизель ЯМЗ-8401. Моторы серии ЯМЗ-8401 используются главным образом на карьерных самосвалах марки БелАЗ грузоподъёмностью до восьмидесяти тонн. А также – на двухзвенных гусеничных транспортёрах – спецтехнике гражданского и военного предназначения. Дизели, предназначенные для военной техники, поставляются только по линии Министерства обороны и в сбытовую торговую сеть не поставляются. Обычным покупателям являются доступными только лишь их гражданские версии.
Особенности устройства семейства дизелей семейства ЯМЗ-840
От успешно зарекомендовавшей себя на практике архитектуры устройства «V-образная на 12 цилиндров» конструкторы Ярославского моторного завода отказываться не стали. Однако, для оптимизации полезных эксплуатационных характеристик данного семейства дизелей, в их конструкцию было внесено несколько немаловажных изменений.
В частности, были увеличены до 140 миллиметров диаметры цилиндров. Благодаря этому, при ходе поршня в 140 мм, общий рабочий объём камер сгорания данного мотора возрос до 25,86 литра.
Поскольку с самого начала предполагалось оснащать все моторы семейства ЯМЗ-840 системой турбонаддува, то была понижена степень сжатия – до соотношения 14,1:1. Турбокомпрессора было установлено два, и повышена степень нагнетания во впускном тракте.
В итоге и был получен мощный энергонасыщенный двигатель с высоким эксплуатационным ресурсом, способный длительное время выдерживать весьма значительные нагрузки.
Было применено использование индивидуальных для каждого цилиндра унифицированных головок цилиндров, что упростило конструкцию отливки, унифицировало головки цилиндров для моторов с различным числом цилиндров, улучшило приспособленность дизеля к ремонту и упростить проблему уплотнения газового стыка.
Применение стальных прокладок кардинальным образом решило проблему уплотнения газового стыка и регулировку надпоршневого зазора – за счёт установки прокладок разной толщины.
Использование поршней с относительно короткими юбками, с 2-мя компрессионными и 1-м маслосъёмным кольцом уменьшило габариты двигателя по высоте и ширине, повысило жёсткость цилиндровой части блока и гильз цилиндров, а также повысить механический КПД дизеля за счёт сокращения потерь на трение.
Было использовано полостного масляное охлаждение поршней. Конструкция привода газораспределения, топливного насоса и агрегатов автомобиля от заднего конца коленчатого вала обеспечило защищенность двигателя от вибрации и уменьшило его шумность.
Использование четырёх клапанов на каждый цилиндр двигателя с целью улучшения наполнения и снижения насосных потерь, профилированные впускные каналы, обеспечивающие заданный момент закрутки воздушного заряда, существенно повлияли на улучшение топливной экономичности мотора.
Был установлен эффективный гаситель крутильных колебаний коленвала с целями понижения напряжений в его элементах. Для повышения рабочего ресурса (свыше 10-ти тысяч часов) шейки коленчатого вала были азотированы.
Были применены масляные фильтры полнопоточного типа, с высокой степенью очистки и бессопловый центробежный масляный фильтр – для улучшения качества фильтрации моторного масла. Выносными высокоэффективными воздушными фильтрами сухого типа предотвращается вероятность износа цилиндров и улучшаются показатели дизеля.
Гидравлической или дисковой муфтой в приводе вентилятора обеспечиваются автоматическое и ручное управление включением вентилятора.
Был применён встроенный (в систему охлаждения мотора) охладитель наддувочного воздуха типа «вода-воздух» для снижения теплонапряжённости, улучшения экономичности и ресурса.
В процессе выработки оптимальной конструкции были подобраны оптимальные фазы газораспределения, форма камеры сгорания, угол опережения впрыска дизтоплива, элементы топливной системы с целью получения высоких показателей по топливной экономичности, дымности, токсичности и шуму.
Были применены новые топливные насосы высокого давления с максимальным давлением впрыска дизтоплива до 800 кГс/см2.
Варианты модификаций дизелей ЯМЗ-840 и их конкретное применение
В настоящее время выпускается шесть модификаций 12-цилиндровых моторов семейства ЯМЗ-840.
ЯМЗ-8401-05
Данные двигатели применяются в качестве силового агрегата для карьерных самосвалов грузоподъёмностью в 42 тонны: БелАЗ-7548 и БелАЗ-75489, имеющих полную массу до семидесяти тонн.
Мощность этого варианта двигателя ЯМЗ-840 равна 441 килоВатт, или 600 лошадиных сил, при частоте вращения 2100 мин-1. Наибольший крутящий момент составляет 2352 Н.м (или 240 кгс.м). Частота вращения при максимальном крутящем моменте находится в диапазоне 1300-1500 мин-1. Минимальный удельный расход дизельного топлива составляет 206 г/кВт.ч (152 г/л.с.ч).
Габаритные размеры мотора ЯМЗ-8401-05 равны: длина 1690 мм / ширина 1230 мм / высота 1170 мм. Вес дизеля – 1840 килограммов.
ЯМЗ-8401-06
Двигатели ЯМЗ-8401-06 – используются в качестве силового агрегата для карьерных самосвалов грузоподъёмностью в 42 тонны: БелАЗ-75471 и БелАЗ-75481, также имеющих полную массу до семидесяти тонн. А также – для тягачей-буксировщиков модели БелАЗ-7423.
Мощность дизеля данной модификации составляет 404 килоВатт, или 550 лошадиных сил, при частоте вращения 2100 мин-1. Максимальный крутящий момент равен 2254 Н.м (или 230 кгс.м). Частота вращения при максимальном крутящем моменте составляет 1300-1500 мин-1. Минимальный удельный расход дизтоплива составляет 206 г/кВт.ч (152 г/л.с.ч).
Габаритные размеры мотора ЯМЗ-8401-06 таковы: длина 1690 мм / ширина 1230 мм / высота 1170 мм. Его масса – 1840 килограммов
ЯМЗ-8401-14
Двигатели ЯМЗ-8401-14 – применяют в качестве силового агрегата для колёсных тягачей специального назначения по линии Министерства обороны РФ, моделей КЗКТ-7428 и КЗКТ-7427. Производителем данной техники является ОАО «Русич» (Курганский завод колёсных тягачей).
Мощность этой модификации двигателя ЯМЗ-840 достигает 478 килоВатт, или 650 лошадиных сил, при частоте вращения 2100 мин-1. Максимальный крутящий момент равен 2450 Н.м (или 250 кгс.м). Частота вращения при максимальном крутящем моменте находится в диапазоне 1300-1500 мин-1. Минимальный удельный расход дизельного топлива равен 206 г/кВт.ч (152 г/л.с.ч).
Габаритные размеры мотора ЯМЗ-8401-14 – следующие: длина 1630 мм / ширина 1070 мм / высота 1170 мм. Вес дизеля – 1840 килограммов.
ЯМЗ-8401-24
Двигателями ЯМЗ-8401-24 комплектуются, как основными силовыми агрегатами, колёсные тягачи моделей МЗКТ-74131 и шасси МЗКТ-79191 – производства Минского завода колёсных тягачей.
Мощность данного варианта дизеля ЯМЗ-840 также достигает 478 килоВатт, или 650 лошадиных сил, при частоте вращения 2100 мин-1. Максимальный крутящий момент равняется 2450 Н.м (или 250 кгс.м). Частота вращения при максимальном крутящем моменте расположена в диапазоне 1400-1600 мин-1. Минимальный удельный расход дизтоплива составляет 206 г/кВт.ч (152 г/л.с.ч).
Габаритные размеры мотора ЯМЗ-8401-24 – следующие: длина 1630 мм / ширина 1070 мм / высота 1170 мм. Вес дизеля – 1840 килограммов.
ЯМЗ-Э8401.10-09
Дизельные моторы используются в качестве силового агрегата для двухзвенных плавающих гусеничных транспортёров семейств «Витязь» и «Вездесущий» транспортного и грузового предназначения: ДТ-10ПМ, ДТ-20ПМ, ДТ-ЗОПМ и их модификаций. Производится данная техника на Ишимбайском заводе транспортного машиностроения «Витязь», в Башкирии.
Это наиболее мощный вариант дизеля ЯМЗ-840: мощность данной модификации составляет 588 килоВатт, или 800 лошадиных сил, при частоте вращения 2100 мин-1. Максимальный крутящий момент равняется 3087 Н.м (или 315 кгс.м). Частота вращения при максимальном крутящем моменте расположена в диапазоне 1300-1500 мин-1. Минимальный удельный расход дизтоплива составляет 206 г/кВт.ч (152 г/л.с.ч).
Габаритные размеры мотора ЯМЗ-Э8401.10-09 таковы: длина 1860 мм / ширина 1070 мм / высота 1200 мм. Вес дизеля – 1890 килограммов.
Кроме того, двигатели ЯМЗ-Э8401.10-09 мощностью 800 л.с. имеют следующие конструктивные отличия от менее мощных моторов данного семейства: поршни 847.1004015 с изменённым профилем боковой поверхности и изменённой схемой циркуляции охлаждающего масла; топливные насосы высокого давления модели 185.1111 с увеличенными цикловыми подачами дизтоплива Э8401.3902150-09РЭ; форсунки модели 182.1112-10 с распылителями 182.1112110-10 повышенной пропускной способности.
При этом, применение других поршней, форсунок и распылителей на двигателе ЯМЗЭ8401.10-09 не допускается, так как оно может привести к выходу этого варианта мотора из строя.
ЯМЗ-845.10
Двигатели ЯМЗ-845.10 используют для оснащения карьерных самосвалов БелАЗ-7555 – тяжёлых машин грузоподъёмностью 55 тонн, полной массой до 95 тонн.
Мощность дизеля данной модификации составляет 537 килоВатт, или 730 лошадиных сил, при частоте вращения 2100 мин-1. Максимальный крутящий момент равен 2744 Н.м (или 280 кгс.м). Частота вращения при максимальном крутящем моменте составляет 1300-1500 мин-1. Минимальный удельный расход дизтоплива составляет 204 г/кВт.ч (150 г/л.с.ч).
Габаритные размеры мотора ЯМЗ-845.10 – следующие: длина 1910 мм / ширина 1070 мм / высота 1265 мм. Вес дизеля – 2000 килограммов.
Краткое техническое описание ЯМЗ-840
- Расположение цилиндров: V-образное, с углом развала в 90 градусов.
- Диаметр цилиндра – 140 мм, ход поршня – 140 мм.
- Рабочий объём цилиндров – 25,86 литров.
- Степень сжатия – 14,1.
- Число клапанов на каждый цилиндр: 2 выпускных и 2 впускных.
- Частота вращения коленвала двигателя при номинальной мощности – 2100(+50, -20) мин-1.
- Частота вращения коленчатого вала мотора на холостом ходу – не более 550-650 мин-1 (минимальная); 2350 мин-1 (максимальная).
Используемый топливный насос высокого давления: модель 441, либо 442, либо 444. Способ смесеобразования: непосредственный впрыск. Топливоподающая аппаратура: разделённая. Топливоподкачивающий насос: поршневой, с насосом ручной подкачки дизтоплива.
Применяемые форсунки: Мод. 181, закрытые, с многодырчатым распылителем. Муфта опережения впрыскивания: автоматическая, центробежного типа. Фильтры очистки дизтоплива: два, грубой очистки (2 шт.) и тонкой очистки – с двумя сменными бумажными фильтрующими элементами.
Турбонаддув: газотурбинный, с охлаждением наддувочного воздуха. Турбокомпрессора два, модели ТКР-П, с радиальной центростремительной турбиной и центробежным компрессором. На двигатели моделей ЯМЗ-8401.01-03, ЯМЗ-8401.10-04, ЯМЗ-8401.10-05 и ЯМЗ-8401.10-06 устанавливаются также по 2 турбокомпрессора модели К-36.
Система смазывания двигателя ЯМЗ-840: смешанная, под давлением плюс разбрызгиванием моторного масла. Масляных фильтров два, они полнопоточные (с тремя сменными бумажными фильтрующими элементами), а также стоит фильтр центробежной очистки.
Система охлаждения: жидкостная, с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости. Насос системы охлаждения – центробежного типа.
В качестве пускового устройства используется электрический стартер модели 16.3708, с номинальным напряжением в 24 Вольта. Для облегчения пуска холодного двигателя ЯМЗ-840 имеется в наличии электрофакельное устройство. Генератор используется переменного тока, модели 631.3701, либо Г-263Б. Компрессор пневмотормозов – поршневой, с шестерёнчатым приводом, одноцилиндровый, модели 18.3509.