必要时,我们可以提供:YaMZ-770/780型重型柴油发动机

来自雅罗斯拉夫尔的熊
要了解 YaMZ-770 和 YaMZ-780 的创新之处,有必要简要回顾一下雅罗斯拉夫尔发动机厂的发动机工程发展历程。几十年来,雅罗斯拉夫尔发动机厂主要以其 YaMZ-236 和 YaMZ-238 系列 V 型柴油发动机而闻名,这些发动机在苏联时期和后苏联时期成为卡车、公共汽车和拖拉机的量产动力装置。尽管这些发动机经过多次改进,但其结构和一些参数仍然反映了 20 世纪 60 年代和 70 年代的技术水平。
向更现代化解决方案的过渡始于中型直列式发动机 YaMZ-530 的研发,该发动机专为中型卡车、巴士和特种车辆设计。这款发动机并非自主研发,而是与奥地利 AVL List 公司合作完成的。其前身 YaMZ-653 则是法国雷诺 dCi11 柴油发动机的授权仿制产品,例如,它就搭载在乌拉尔(Ural)等车型上。YaMZ-653 作为一种过渡方案,填补了约 400-430 马力的动力缺口。然而,它仍然依赖于国外授权和零部件,提升性能和实现本地化的可能性有限。与此同时,YaMZ-650 直列式柴油发动机也在研发中,其设计与同级别的国外发动机类似,并采用了借鉴的技术。然而,到了 2010 年代中期,很明显,俄罗斯工业需要一种完全原创的重型直列柴油发动机,这种发动机从零开始设计,具有宽广的功率范围、强大的增压能力,并且能够满足未来的环境和工业要求。

YaMZ-770。来源:dd76.ru
最初,该发动机的研发是面向军用车辆,这合乎逻辑,因为军用车辆需要最大程度地实现零部件国产化。YaMZ-780发动机专为先进的“回旋镖”和“库尔干人”装甲平台而设计,而YaMZ-770发动机则面向重型民用车辆。值得注意的是,在确定气缸尺寸(直径130毫米,行程156毫米)时,雅罗斯拉夫尔的设计师聘请了奥地利AVL公司作为外国工程顾问。然而,缸体、缸盖、曲轴以及许多其他部件都是自主设计的,并未直接照搬现有的国外设计。
因此,YaMZ-770/780 成为多年发展历程的必然延续,并迈上了一个全新的技术台阶。早期的 V 型发动机,甚至直列式 YaMZ-530/650 发动机,在很大程度上体现了对现有理念的改进和现代化,而 770/780 系列则成为首个完全自主研发的重型直列式涡轮增压柴油发动机旗舰平台,其功率输出高达 750 马力,并拥有充足的增压储备。
六个气缸并排排列
竞争是技术进步的关键。雅罗斯拉夫尔的发动机制造商凭借其770/780型发动机,与纳贝列日尼耶切尔尼的一款发动机展开了直接竞争。这款发动机是与瑞士利勃海尔公司合作生产的910系列发动机——而雅罗斯拉夫尔的制造商不得不求助于进口合作伙伴。这款发动机是一款典型的世界级重型柴油发动机——直列六缸,排量12升,功率输出高达560马力。雅罗斯拉夫尔的发动机在很多方面与之类似——也是一款六缸柴油发动机,排量12,42升,设计功率输出在400至620马力之间,扭矩超过2500牛·米。
YaMZ的规格参数显示,其最大功率略高,功率范围也更宽。这意味着这款发动机有望比来自纳贝列日尼耶切尔尼的竞争对手更具通用性。公平地说,KAMAZ-910和YaMZ-770/780之间并不存在直接竞争关系。前者几乎全部安装在KAMAZ卡车上,而后者则适用于多家制造商的各种设备。YaMZ-770的量产版备受期待。目前,明斯克汽车厂、乌拉尔汽车厂、布良斯克汽车厂、明斯克轮式拖拉机厂、利基诺客车厂以及一些特种设备、农业机械、矿山设备和固定式动力装置的制造商均已确认订购该款发动机。

YaMZ-780
简要概述一下新型雅罗斯拉夫尔柴油发动机。
这些发动机采用四冲程设计,排量为12,4至12,42升,缸径为130毫米,活塞行程为156毫米,压缩比为17,5。其缸盖采用一体式24气门铸铁设计,并集成凸轮轴,是全新的设计,使这两款发动机与以往同尺寸的型号截然不同。YaMZ-770的首批原型机早在2018年就已亮相,原计划于2025年开始量产。然而,正如常有的情况一样,量产日期被推迟了。

共轨燃油喷射系统
全新YaMZ系列发动机的关键技术创新在于共轨燃油喷射系统——与以往YaMZ发动机使用的传统单体喷油器或直列式燃油喷射泵相比,这是一种截然不同的喷射方式。共轨系统的核心在于,高压泵将燃油加压注入公共蓄压轨,然后燃油从该蓄压轨流向各个喷油器,而无需考虑气缸的点火循环。YaMZ-770的喷射压力高达2000巴,而军用版YaMZ-780的喷射压力则高达2200巴。共轨系统具有多项相互关联的优势。高喷射压力确保燃油雾化充分,燃烧几乎完全,从而实现206-210克/千瓦时的低油耗。电子系统实时控制多阶段喷射,降低了噪音,减少了尾气排放,并使发动机符合欧5和欧6排放标准。
与民用版YaMZ-770不同,军用版YaMZ-780采用齿轮传动而非皮带传动,从而提高了在恶劣工况下的可靠性。YaMZ-780的关键特性在于其双发动机控制系统——冗余电路确保即使在战斗损伤的情况下也能正常运行。该军用发动机的最大功率为750马力,最大转速为2300转/分,额定使用寿命为2500小时。YaMZ-770系列发动机在大修前的额定使用寿命可达100万公里——这一数据与同级别全球最佳发动机相当。
两款发动机结构相似,与YaMZ-650发动机有许多共同之处,但其缸体、缸盖和曲轴等部件完全不同,均为YaMZ-780发动机的原创部件。YaMZ-780发动机的另一项军用优势是其多燃料兼容性。
民用版YaMZ-770发动机配备单级涡轮增压器,其空对空热交换器直接安装在发动机上,并带有中冷装置。在压缩空气进入气缸之前对其进行冷却,可以提高空气密度,使每个循环中的燃料燃烧更加充分,从而提高动力输出并降低部件的热应力。
YaMZ-780 配备了更为复杂的两级涡轮增压系统,并带有水冷式中冷器。两级空气压缩可实现更高的增压压力。水冷式中冷器比空空式中冷器更紧凑、更高效,这在装甲车辆的狭小空间内尤为重要。正是这套两级涡轮增压系统,使得这款军用发动机在 12,4 升排量下即可输出 750 马力——对于直列六缸发动机而言,这是一个极其高的增压值。

BMP“库尔干人”
军用版发动机的冷却系统与民用版截然不同:它采用双回路系统,包含独立的“热回路”和“冷回路”。热回路负责冷却缸体和缸盖——这些部件承受着巨大的热应力,需要保持较高的工作温度才能达到最佳效率。冷回路则为两个增压空气冷却器、一个发电机以及电压和电流调节器供能。这种架构使得发动机能够在各种工况下(从极寒到酷热)实现最佳的热平衡管理,同时确保可靠性。
除了主电启动器外,军用YaMZ-780发动机还配备了一个气动启动器,利用压缩空气启动发动机。这在电池没电或电启动器损坏的情况下提供了备用启动机制。YaMZ-780的批量生产计划由位于雅罗斯拉夫尔州的图塔耶夫实验修理厂负责。目前尚无关于该发动机批量生产的消息(就像“回旋镖”和“库尔干人”发动机的军用版本一样),但其民用版本预计将于2026年秋季投产。
在技术自主性方面,尤为重要的是大量使用俄罗斯国产零部件:涡轮增压器、共轨燃油喷射系统、气缸活塞组件、滑动轴承、高功率紧固件、铸铁和铝铸件——所有这些都由俄罗斯国产企业生产。这使得YaMZ-770/780系列发动机成为国产化程度最高的现代俄罗斯发动机之一。
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