Дизельные двигатели ТМЗ: расширение модельного ряда
(Главный конструктор ОАО "ТМЗ" Прохоров О.Г.)

Не секрет, что для любого промышленного предприятия наиболее актуальными являются задачи, связанные с непрерывным совершенствованием выпускаемой продукции, улучшением ее потребительских свойств, а также снижением зависимости от технологических, финансовых, кадровых и других ограничений, которые, как правило, препятствуют разработке конкурентоспособных продуктов или их модернизации.
Сегодня мне бы хотелось познакомить вас с опытом Тутаевского моторного завода – предприятия, которому в сложнейших условиях удалось не только сохранить производство, но и уверенно развивать его в последние годы.
Тутаевский моторный завод, основанный в 1968 году как филиал Ярославского моторного завода, с 1993 года является самостоятельным предприятием – открытым акционерным обществом. ТМЗ специализируется на выпуске 8-цилиндровых дизельных двигателей размерностью 140х140 мм, которые по своему техническому уровню являются одними из самых современных в России. В том числе и благодаря следующим конструктивным особенностям:
• индивидуальная четырехклапанная головка цилиндров;
• гильзы цилиндров со специальным микрорельефом на внутренней поверхности без разбивки на размерные группы;
• поршни с полостным охлаждением маслом и вставкой под верхнее поршневое кольцо из жаропрочного чугуна, без разбивки на размерные группы;
• возможность обеспечения оптимальной величины надпоршневого зазора при сборке двигателя;
• автоматически регулируемая муфта привода вентилятора;
• встроенный водомасляный радиатор;
• турбонаддув с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха.
Касаясь истории тутаевского моторостроения, следует отметить, что на производство ставились две модификации. Это были автомобильный двигатель 8421.10 мощностью 360 л.с., поставлявшийся для Минского автомобильного завода, и тракторный – 8423.10 мощностью 330 л.с. для комплектации тракторов «Кировец». Однако период освоения и развития моторного производства совпал со временем коренных политических и экономических преобразований на рубеже 80-х годов прошлого столетия, и к собственным трудностям становления добавился целый комплекс финансовых, организационных, снабженческих и сбытовых проблем.
В ситуации практически полного прекращения поставок двум основным потребителям основные усилия были направлены на расширение гаммы модификаций базовых моделей, а также на поиск новых потребителей и выход на нетрадиционные рынки сбыта.
В результате за короткое время были разработаны и освоены в производстве более 30 различных модификаций двигателей мощностью от 350 до 500 л.с., что позволило предприятию выжить в непростых экономических условиях, сохранить квалифицированные кадры и обеспечить занятость многотысячному коллективу.
Важно и то, что особенности конструкции двигателей ТМЗ, а также широкий спектр вариантов конструктивного исполнения навесных деталей, узлов и дополнительного оборудования позволяют в сжатые сроки создавать и производить моторы под конкретного заказчика без радикального изменения базовых деталей и узлов. Именно благодаря этому на сегодняшний момент мы имеем обширную и достаточно устойчивую структуру постоянных клиентов.
Во-первых, это предприятия-потребители автомобильных двигателей: МЗКТ (Минск), БелАЗ (Жодино), БАЗ (Брянск) и КЗКТ (Курган). Мощностной диапазон автомобильных модификаций сегодня составляет 425-500 л.с. При этом разработаны и производятся моторы как для нужд Министерства обороны (шасси и тягачи БАЗ и МЗКТ), так и двигатели для коммерческих автомобилей, соответствующие 3-му экологическому классу.
Во-вторых, это предприятия-потребители тракторных двигателей: ЗАО «ПТЗ» (Санкт-Петербург), «Спецмаш» (Тихвин) и ОАО «Промтрактор» (Чебоксары). Для них мы предлагаем три модификации двигателя 8481.10 мощностью 350, 390 и 420 л.с. с диапазоном крутящего момента от 160 до 200 кг•м. Все тракторные модификации сертифицированы на соответствие Правилам ЕЭК ООН № 96.
Третья группа – это предприятия-потребители двигателей промышленного назначения: (ОАО «Электроагрегат» (Курск), Московский прожекторный завод и др.). Первые подобные двигатели мощностью 355 л.с. при 1500 мин - 1 , предназначенные для привода генераторов мощностью 200 кВт в составе дизельных электростанций были разработаны в середине 90-х годов.
Наличие устойчивого спроса вскоре определило необходимость создания модификаций для более мощных станций. В 2001 году появился двигатель 8435.10 (440 л.с.), предназначенный для привода генераторов мощностью 250 кВт. Впервые для тутаевского мотора была применена система охлаждения наддувочного воздуха типа «воздух-воздух», которая затем с небольшими конструктивными доработками была реализована на всех автомобильных модификациях, начиная с уровня Евро-2. И, наконец, в 2008 году освоен серийный выпуск двигателя нового поколения для электростанций мощностью уже 315 кВт.
Четвертую группу составляют двигатели нетрадиционного назначения - судовые, тепловозные, а также предлагаемые для импортной техники взамен штатных двигателей, выработавших свой ресурс. Так были разработаны двигатели 8486.10 для трубоукладчиков и бульдозеров фирмы «Komatsu», эксплуатируемых в СНГ в достаточно больших количествах еще с советских времен. Их отличительной особенностью является максимальная адаптация к моторным системам и узлам конечных изделий. Двигатель поставляется с комплектом монтажных деталей вплоть до крепежа и подробной инструкцией, где пооперационно расписан весь процесс его установки.
По той же схеме создана тепловозная модификация 85226.10 мощностью 415 л.с. и два судовых двигателя мощностью 355 и 440 л.с. Тутаевский моторный завод имеет свидетельство о признании Российским Речным Регистром, а выпускаемые судовые двигатели соответствуют его Правилам. В частности, они оборудованы топливными трубками с системой ППЗ и индикатором утечек, а также встроенным насосом забортной воды, двухпроводным электрооборудованием, и защитой по предельной частоте вращения.
Необходимо отметить, что техническая политика завода сегодня направлена на увеличение выпуска двигателей с улучшенными технико-экономическими, потребительскими и экологическими свойствами.
Так в 2006 году был изготовлен опытный образец мотора, который дал начало новой серии Тутаевских двигателей, отличительной особенностью которых является полностью переработанный привод агрегатов переднего торца – вентилятора и водяного насоса. Применение зубчатой передачи взамен ременной обеспечило возможность установки крыльчатки вентилятора диаметром до 1000 мм и ее привод через автоматически управляемую фрикционную муфту, а также позволило значительно повысить производительность водяного насоса. Недостаточная производительность этих узлов являлась "узким местом" при дальнейшей форсировке двигателей по мощности и улучшении экологических характеристик. После того, как эти ограничения были сняты, в короткий срок были разработаны автомобильные модификации 8492.10 и 8437.10 для перспективных автомобилей Брянского автозавода и БелАЗа соответственно, и промышленный двигатель 8525.10 для привода генераторов в составе электростанций мощностью 315 кВт.
Перспективы дальнейшего развития семейства Тутаевских моторов мы связываем прежде всего с поэтапным расширением мощностного диапазона, при одновременном обеспечении перспективных экологических норм.
В настоящее время разработана конструкторская документация и заканчивается изготовление опытных образцов двигателей 854-й серии мощностью 600 и 650 л.с., предназначенных для применения на карьерных самосвалах «БелАЗ» грузоподъемностью 45 т, а также в составе тяжелых автомобилей МЗКТ.
Учитывая заинтересованность белорусских предприятий-потребителей в новых моторах, и уникальный опыт минских моторостроителей по решению проблемы обеспечения перспективных экологических требований, настоящий проект реализуется совместно с Минским моторным заводом.
Для обеспечения указанной мощности ход поршня увеличен до 150 мм, установлены два турбокомпрессора, применены импульсные выпускные коллектора с разделением газового потока от последовательно работающих цилиндров, изменена камера сгорания и форма боковой поверхности поршня. На двигателе используется топливоподающая система с электронным управлением на основе индивидуальных насосов UP-20 фирмы «Bosch» с максимальным давлением впрыска до 180 МПа, которая в дальнейшем возможно будет трансформироваться в систему «Common Rail», а также применена охлаждаемая рециркуляция отработавших газов, что в комплексе обеспечивает соответствие двигателя действующим и перспективным нормам Евросоюза и США по экологии.
Следует отметить, что многие технические решения были опробованы ранее на спортивных модификациях двигателя 8424 мощностью свыше 900 л.с., т.к. Тутаевский моторный завод в кооперации с Ярославским моторным заводом на протяжении ряда лет является изготовителем двигателей для автомобилей команды "КамАЗ-Мастер" – неоднократных победителей ралли "Париж-Дакар".
По результатам испытаний и опытной эксплуатации машины с двигателем 854-й серии и после необходимой конструктивной доработки, мощностной диапазон двигателей ТМЗ перешагнет рубеж 700 л.с.
И, наконец, наш самый амбициозный проект, определяющий среднесрочную перспективу и синхронизированный по времени с проектом полномасштабного технического перевооружения завода - это создание моторов мощностью от 800 до 1000 л.с. Работа в этом направлении уже началась, и мы не сомневаемся в ее успехе.