«КАМАЗ-мастер» в мире моторов

«Дакар-2018» – последний, в котором в грузовой категории позволяется использовать моторы объёмом более 13 литров. Для большинства команд это мало что меняет, так как большая часть грузовиков и без того на протяжении многих лет оснащались моторами меньшего объёма. Но для «КАМАЗ-мастер» это изменение знаковое – ведь основным мотором для команды последние годы был двигатель Liebherr V8 объёмом 16 литров.

Именно такие двигатели стоят на трёх из четырёх КАМАЗах на нынешнем «Дакаре». На четвёртом, под управлением Дмитрия Сотникова, установлен экспериментальный 13-литровый мотор, рядная «шестёрка», который и должен стать той силовой установкой, которая будет устанавливаться на КАМАЗы в будущем.

Смена мотора для «КАМАЗ-мастер» далеко не новость. За годы выступлений на ралли-рейдах команда использовала силовые установки самых разных компаний (КАМАЗ, Cummins, ЯМЗ, ТМЗ, Liebherr), самых разных конфигураций (рядные «шестёрки», V8 и даже V12) и самых разных объёмов (от 11 до 25 литров). О том, почему «КАМАЗ-мастер» использовал такие большие двигатели, и почему остальные команды предпочитали моторы гораздо меньших размеров, нам рассказал технический директор команды Владимир Губа.

Владимир Губа: Причина использования большинством команд 13-литровых моторов проста: все ведущие команды в мире ралли-рейдов ставят на свои грузовики моторы, которые используются в кольцевых гонках, в чемпионате Европы по гонкам грузовиков. На кольцевых грузовиках строгий регламент — двигатель 13 литров, 10 цилиндров, одноступенчатый наддув. Это достаточно совершенные двигатели, разработанные специально для гонок. Там есть команды MAN, Iveco, Mercedes. Команда Tatra в ралли-рейдах ставит на свои грузовики тот же двигатель, который используется на кольцевых грузовиках команды Buggyra. Поэтому в этом плане им несколько проще. Они берут двигатель мощностью 1200 лошадиных сил и моментом в 6000 Н*м, и дефорсируют его до уровня 1000 лошадиных сил, и 4500 Н*м.

Но это специальный продукт. Мы не можем так поступать, у нас нет своей команды в гонках грузовиков. Мы пробовали работать с мотором Buggyra, но строить на его базе грузовики мы не можем, потому что мы профессиональная команда, и наше преимущество в том, что мы досконально знаем все компоненты нашего автомобиля. Мы должны иметь возможность их диагностировать, проверить, отремонтировать в любых условиях. Если мы берем готовый узел, то, как правило, не знаем, что у него внутри, не имеем доступа к программе, не имеем даже доступа к диагностике. То есть мы целиком и полностью завязаны на услугах поставщика. Нам это не подходит.

Поэтому мы действуем обратным образом – берём за основу серийный двигатель. Так было и в случае с Liebherr — мы взяли серийный двигатель, который применялся на спецтехнике, а отдельная модификация использовалась на грузовиках MAN. Но это серийный двигатель мощностью 500 киловатт, 700 лошадиных сил. Мы его форсировали, довели мощность до 1000 лошадиных сил. Сейчас то же самое делаем с 13-литровым двигателем Cummins. Мы взяли двигатель мощностью 520 лошадиных сил, и стараемся добиться от него мощности более 1000 лошадиных сил, увеличиваем момент в два раза.

Моторы Cummins ставятся и на серийные КАМАЗы, но маленькие, 7-литровые. Недавно запустили производство 9-литровых. То есть, с точки зрения объёма они пока занимают низшую ступеньку в иерархии этих силовых установок. Мы же используем 13-литровый двигатель. Это не первый наш опыт работы с Cummins, они стояли на наших грузовиках, в том числе гоночных, еще в 90-е годы. А уже в 2007-2008 году использовали 15-литровый двигатель Cummins, с двойным турбонаддувом. Он себя не очень хорошо показал, что лишний раз подтверждает неэффективность работы с чужим мотором. Он был сделан по заказу, и, естественно, производитель закладывает определенный резерв для клиентского двигателя, чтобы, не дай бог, чего не случилось. Поэтому характеристики его оказались не лучшими. Тем не менее, мы сейчас опять вернулись к блоку цилиндров Cummins. Но уже разрабатываем всё сами, и стремимся подойти к пределу его возможностей.

Сейчас мы работаем с Cummins на таких условиях: мы покупаем у них двигатели специальной комплектации, они оказывают нам помощь запасными частями и некоторой информацией. Но все разработки, все изменения, все доводки, все испытания мы ведём сами. Почему Cummins? Такой выбор сделан по той простой причине, что по регламенту эти двигатели должны производиться серийно и устанавливаться на коммерческие грузовики. Пока такого мотора у КАМАЗа нет, а ждать, когда он появится, и начинать работу только после этого – это потеря времени. Наш Научно-технический центр (НТЦ) сейчас как раз работает над версией 13-литрового двигателя с очень близкими показателями. Мы же работаем на опережение, и к тому моменту, когда начнётся его серийное производство, мы уже будем готовы. Думаю, мы достаточно быстро сможем перенести весь опыт на свои отечественные двигатели, и уже тогда начнём ездить на своих двигателях.

Несмотря на то, что на наших машинах и на грузовиках наших конкурентов стояли моторы очень разных размеров, мощность у них была примерно одинаковая. Почему? Помимо прочего, она ограничена разумными рамками. Максимальная скорость на ралли-рейдах сейчас ограничена регламентом на уровне 140 км/час. Для такой скорости, в общем-то, 1000 лошадиных сил вполне достаточно. Излишняя мощность — это нагрузка на трансмиссию, это более сложные режимы работы, температура, давление и так далее.

Действительно, долгие годы «КАМАЗ-мастер» использовал двигатель большого объема, 18,5 литра. Мы даже как-то пробовали ярославский 24-литровый 12-тицилиндровый мотор. Но от него быстро отказались, потому что он всё ломает. Избыточная мощность. Так что вернулись к 18,5-литровому, ярославскому, или сейчас тутаевскому двигателю. Но это мотор достаточно старой разработки.

Он неплохой по конструкции, но цельноалюминиевый. Главное – у него алюминиевые головки. И они не позволяют выходить на высокие степени форсировки. У всех современных моторов уже чугунные головки. Поэтому для того чтобы обеспечить такую же мощность, степень форсировки была гораздо ниже – с алюминиевой головкой невозможно достичь тех же давлений, тех же температур. Поэтому на выходе мы получали такие же показатели, но с более низкими удельными показателями. С меньшей теплонапряженностью. С меньшей нагрузкой на механические узлы и детали.

Но затем максимальный разрешённый рабочий объём двигателей уменьшили, и последние пару лет на грузовиках стоят 16-литровые двигатели Liebherr. Он имеет примерно такие же параметры, как и ярославские моторы. Мы пытались выйти на более высокие показатели в мощности, но есть у V-образных двигателей одна особенность — у них два шатуна находятся на одной шатунной шейке. И ширина вкладышей достаточно маленькая, это самое напряженное место. То есть, мы достигаем определенного момента – и всё. Да, теоретически турбонаддув и система топливоподачи позволяют выйти на больший момент, на большую мощность. Но механически увеличивать её уже больше невозможно. Потому что вкладыши, даже самые лучшие, не выдерживают. За счёт меньшего уровня форсировки была повышена надежность, увеличен ресурс этих двигателей.

Сейчас мы переходим на рядный 6-цилиндровый двигатель, там нет этого ограничения. Но есть другие, связанные, например, с более высокой тепловой напряженностью. Если у наших «восьмерок», больших двигателей, температура выхлопа была около 800 градусов, то сейчас повысилась до 900 градусов. Это уже существенно. То есть, такие моторы требуют другого подхода, использование других, более дорогих материалов.

Конечно, у двигателя меньшего размера есть свои плюсы. С точки зрения массы, 13-литровый двигатель легче процентов на 25. Но, с другой стороны, рядный мотор длиннее и выше. То есть V-образный двигатель примерно на два цилиндра короче, и за счёт развала он ниже, поэтому под новый мотор нам пришлось проектировать практически с нуля весь автомобиль. Изменено положение двигателя, расположение по высоте, по длине. Изменилось положение кабины, потому что прежнее, над двигателем, мы использовать уже не могли – кабина слишком высоко поднимается. Поэтому мы искали новые варианты, чтобы максимально эффективно разместить массы, не увеличивая высоту центра тяжести. Так что, как обычно в спорте, нет какой-то концепции, позволяющей всегда побеждать – всё упирается в поиск компромиссов.

Основные силовые установки гоночных грузовиков «КАМАЗ-мастер»

* – грузовик капотной компоновки, на ралли-рейдах «Дакар» не использовался