ЗИЛ-645: малоизвестный дизельный двигатель автозавода ЗИЛ

Дизельные двигатели — одно из самых слабых мест отечественного автопрома. Даже флагман отрасли, автозавод ЗИЛ до начала 70-х не вел серьезных разработок по этой теме. Однако новые экономические потребности и смены курса на всеобщую дизелизацию грузового автотранспорта, подтолкнули ЗИЛ к созданию собственного дизельного мотора — ЗИЛ-645. Однако судьба его сложилась не слишком удачно.

ЗИЛ-169

Разработку дизельного мотора завод начал по собственной инициативе в 1971 году. Предполагалась что новый двигатель встанет под капот перспективного грузового автомобиля (семейство ЗИЛ-4331), который придет на смену стремительно устаревающему ЗИЛ-130. При этом уже с самого начала предусматривалась широкая унификация основных узлов (сцепления, коробки передач и т.д.) будущей новинки с текущим флагманом завода. Это было продиктовано из соображения экономии, учитывая колоссальный объем выпуска ЗИЛ-130. Как бы то ни было от бензиновых предшественников, ЗИЛ-645 позаимствовал лишь V-образную схему расположения цилиндров, да примерно одинаковые габариты.

В 1974 году в первый опытный ЗИЛ-645 был готов. Он имел рабочий объем 7,6 л, мощность в 160 л.с. и крутящий момент 451 Нм. Первые же испытания показали, что тягово-динамических характеристик мотора недостаточно для работы в составе автопоезда общей массой в 20,5 т. Как следствие в 1976 году появился ЗИЛ-645 с увеличенным до 8,74 л рабочим объемом, мощностью 185 л.с. и моментом в 510 Нм. Изначально постройка моторов велась в экспериментальном цехе ЗИЛ.

Параллельно с этим началось строительство моторного завода в городе Ярцево, Смоленской области. Панировалось, что Ярцевский завод двигателей будет выпускать до 250 тысяч дизельных моторов ЗИЛ-645 в год. Запуск производства должен был состояться в 1986 году, а до этого момента производство малой серией планировали организовать на УАМЗ (Уральском автомоторном заводе).

На 1981 год ЗИЛ собрал всего 75 дизельных моторов. Но опытных автомобилей ЗИЛ-169 (ЗИЛ-4331) собрали и того меньше — 31. Процесс тормозили кабины, так как к тому моменту кузовной и прессово-сварочный корпуса, под новые кабины еще не были готовы. Таким образом перед руководством завода встал вопрос, пускать дизельный мотор в производство раньше кабин или дождаться ЗИЛ-169. На первый взгляд идея была не плоха. Пока идет достройка вышеозначенных объектов, организовать производство переходных ЗИЛ-130 и 131 с дизельным мотором. Однако это бы потребовало дополнительных финансовых затрат на переоборудование производства и модернизацию текущих машин, так что противников у этой идеи было достаточно. Спор разгорался, а время шло.

Дизельный двигатель ЗИЛ-654

Процесс разработки дизельного двигателя осложнялся тем, что на ЗИЛе практически не имели опыта постройки таких моторов. Как следствие конструкторы завода обращались за консультацией к коллегам из НАМИ, ЯМЗ и т.д. Кроме того зиловцы изучали конструкцию отечественных и импортных моторов. Так рабочий процесс смесеобразования в ЗИЛ-645 происходил по объемно-пристеночному типу (D-процесс). Аналогично был реализован процесс в моторах семейства Deutz FL-413, которые применялись в грузовиках Magirus.

Подача топлива форсункой осуществлялось через два сопловых отверстия, практически параллельно стенке камеры сгорания. К концу такта сжатия в камере сгорания создавалось интенсивное вращательное движение воздушного заряда, а часть топлива сносилось на стенки камеры сгорания, образуя пленку. В таких условиях сгорание топлива происходило плавно и достаточно эффективно. В результате мотор работал довольно тихо, а его выхлоп был менее токсичен. Кроме того благодаря управляемому процессу сгорания и довольно высокой степени сжатия (18,5), ЗИЛ-645 обладал многотопливностью. Он мог работать на чистом бензине АИ-80, авиационном керосине, смеси бензина с дизтопливом и солярке.

Блок цилиндров ЗИЛ-645 и ГБЦ чугунные, поршни алюминиевые. Гильзы «мокрые» чугунные. Коленчатый вал стальной, пятиопорный. Привод распределительного вала, простой и надежный — шестеренчатый. Клапана по два на цилиндр — стальные. ТНВД чешского производства фирмы Motorpal, располагался в развале блока. Позднее импортный ТНВД заменили отечественным.

В 1984 году ЗИЛ подписал 18-месячный контракт с Klockner-Humboldt-Deutz (KHD) стоимостью 30 млн. рублей. В ходе него немецкая фирма провела испытания и доводку зиловского мотора. Спустя год ЗИЛ-645 пошел в производство на УАМЗе. Правда по обходной, как говорили тогда — опережающей технологии.

Время упущено

Если учитывать, что активная разработка дизельного мотора ЗИЛ-645 началась в 1972 году, то до момента начала его маломальского производства прошло 12 лет. По сравнению с темпами развития зарубежного автопрома, очень большой срок.

Тем временем ЗИЛ-169 переименованный согласно новому отраслевому стандарту в ЗИЛ-4331 также постепенно готовился к серийному производству. 7 ноября 1985 года завод собрал первую опытно-промышленную партию из 50 машин. Но качество автомобилей было настолько низким, что потребовалось еще несколько месяцев для их доработки. С ЗИЛ-645 дело обстояло не лучше. УАМЗ со сборкой моторов явно не справлялся: каждая вторая ГБЦ отходила в брак, сварной масляный поддон подтекал, а некачественные алюминиевые поршни приводили к задирам. В 1986 году завод изготовил около 145 дизельных ЗИЛ-4331. Из них 70% имели дефекты двигателя.

К 1991 году Московский автозавод собрал 4420 грузовиков ЗИЛ-4331. В 1992 году с шестилетним опозданием состоялся пуск Ярцевского моторного завода. На его строительство ЗИЛ потратил 777 млн. рублей, еще 620 млн. пришлось на оборудование. И это все на фоне летящей в бездну советской стране.

Предсерийный ЗИЛ-4331

С приходом рыночной экономики ненадежный дизельный ЗИЛ-4331 оказался мало востребован. Тогда вообще среднетоннажные грузовики не пользовались спросом. В результате ЗИЛ так долго осваивавший новый грузовик, потратив на него кучу денег, оказался в очень невыгодном положении.

Как бы то ни было производство мотора продолжалось. К 1992 году ЯЗД выпустил 10 тысяч двигателей. Но в дальнейшем объемы производства постоянно снижались. Хотя справедливости ради следует отметить, что зиловцы неоднократно модернизировали свой мотору, улучшая его надежность и экономичность. Тем не менее уже к началу 2000-х производство ЗИЛ-645 фактически прекратилось.

История дизельных автомобилей ГАЗ

Дизельные двигатели считаются идеальным вариантом для коммерческого транспорта — при больших значениях крутящего момента и неплохих мощностных характеристиках они расходуют намного меньше топлива, чем их бензиновые аналоги. При этом в силу своих конструктивных особенностей дизели имеют большую надежность и долговечность. Среди их недостатков можно назвать немалый уровень шума, а также значительную вибрационную нагрузку, влияющую на комфортабельность транспортного средства. Кроме того, без дополнительного оборудования дизели выбрасывают намного больше вредных веществ в атмосферу.

Ведущие автомобильные инженеры смогли решить эти проблемы в конце 70-х годов. Именно в это время появились первые образцы современных легковых дизелей, а также агрегаты для коммерческого транспорта, которые были достаточно мощными и надежными, а также соответствовали экологическим нормам. В начале 80-х годов дизели распространились по всему миру — исключением не был и завод ГАЗ.

Первым серийным грузовиком ГАЗ с дизельным мотором стал автомобиль ГАЗ-4301. Он был разработан в соответствии с техническим заданием, поставленным правительством. Программа дизелизации грузового транспорта набирала обороты — мощными моторами на тяжелом топливе уже оснащались автомобили КамАЗ, некоторые модели ЗИЛ, а также КрАЗ и КАЗ. Наибольшим «белым пятном» был завод ГАЗ, который сосредоточился на выпуске техники с карбюраторными моторами среднего объема.

Дизельный грузовик ГАЗ-4301

Первые образцы дизельных грузовиков ГАЗ были показаны еще в середине 80-х годов, однако они были вынуждены отправляться на доработку в связи с наличием замечаний от чиновников высшего ранга. Серийный ГАЗ-4301 мог появиться еще в 1984 году, когда он был показан на сельскохозяйственной выставке в качестве своеобразного концепт-кара. Однако его судьба сложилась иначе, и реализацию проекта пришлось отложить.

Интересно, что первый дизельный автомобиль ГАЗ увидел свет только после распада СССР — его поставили на конвейер в 1992 году. До этого периода было выпущено небольшое количество грузовиков, собранных по обходной технологии — в основном их предоставляли для опытной эксплуатации в крупнейшие колхозы и некоторым строительным организациям. Двигатель для автомобиля не стали разрабатывать самостоятельно — вместо этого предпочтение отдали лицензионному силовому агрегату. Мотор ГАЗ-542 был разработан австрийской компанией Steyr. Как и большинство дизелей этого производителя, он имел воздушную систему охлаждения. Она делала его дешевым в производстве и простым в обслуживании, однако существенно снижала надежность транспортного средства — особенно, в экстремальных условиях эксплуатации.

При объеме в 6,23 литра этот шестицилиндровый агрегат развивал 125 лошадиных сил — достойный показатель даже в сравнении с карбюраторными моторами, устанавливавшимися на другие модели ГАЗ. Несмотря на внешнюю схожесть с автомобилем ГАЗ-3307, дизельный грузовик кардинально отличался от него многими деталями. В частности, на ГАЗ-4301 применялась модернизированная тормозная система с двумя раздельными контурами, усовершенствованная главная передача и новый карданный вал. Рама была значительно усилена — в сочетании с повышением крутящего момента, вызванным установкой дизельного мотора, это позволило повысить грузоподъемность до 5 тонн. В салоне устанавливалось регулируемое водительское кресло и обновленный отопитель. Отличия затрагивали многие компоненты автомобиля — даже колеса у бензиновой и дизельной версии не были взаимозаменяемыми.

Поскольку шестицилиндровый дизельный двигатель считался достаточно мощным и не слишком экономичным, на его базе был создан новый мотор, получивший название ГАЗ-544. Его четыре цилиндра имели совокупный рабочий объем, равный 4,15 литров, а мощность достигала 85 лошадиных сил. Двигатель предназначался для грузовика ГАЗ-3306 с грузоподъемностью в 3 тонны. Однако опытная эксплуатация показала, что такой агрегат имеет слишком малую мощность для эксплуатации машин в сельском хозяйстве и строительстве. Кроме того, динамика ГАЗ-3306 была слабой как для городских условий, так и для междугородних трасс. Интересный факт — безнаддувный дизель воздушного охлаждения устанавливался на малосерийную модификацию ГАЗ-66. Ее планировалось использовать в сельском хозяйстве в качестве универсального самосвала, а также передавать в пограничные военные части, которым был необходим внедорожный грузовик средней грузоподъемности. Однако по аналогичным причинам автомобиль также сняли с производства. Интересный факт — двигателем ГАЗ-544 должно было оснащаться второе поколение ГАЗ-66. Однако военные отказались от этой машины в связи с малой минной защищенностью бескапотной кабины.

В 1994 году была осуществлена попытка создать модернизированный грузовик с лучшими динамическими параметрами. Двигатель ГАЗ-544 был оснащен турбонаддувом, в результате чего его мощность повысилась до 115 лошадиных сил. Модель получилась достаточно удачной — в период с 1996 по 1997 год дизельные грузовики полностью вытеснили из модельного ряда бензиновые аналоги. Однако производство собственных дизелей было признано нецелесообразным с экономической точки зрения, и в 1997–2001 году дизельные грузовики на 3–5 тонн были сняты с производства.

ГАЗ-3309 с дизельным двигателем

В 2001 году было принято решение о закупке дизелей Минского моторного завода. Агрегат объемом 4,75 литра развивал 122 лошадиные силы — это позволило устанавливать его на автомобиль ГАЗ-3309 с грузоподъемностью 4,5 тонны. В дальнейшем мотор претерпел ряд модернизаций — его экологический класс повысили сначала до Евро-2, а в настоящее время выпускается двигатель Евро-4 с мощностью 119 лошадиных сил. Подобные агрегаты устанавливаются на грузовики ГАЗ-3309 современного образца.

Параллельно с дизелями большого объема на заводе ГАЗ использовались и компактные моторы, изначально созданные для легковой техники. Сотрудничество с компанией Steyr было продолжено в конце 1990-х годов, когда руководство завода решило приобрести лицензию на производство дизеля объемом 2,1 литра. Его устанавливали на Газели, Соболи и другие модели коммерческого транспорта, относящиеся к легкому классу. Мощность силового агрегата составляла 110–120 лошадиных сил в зависимости от конкретной модификации.

Кстати, мотор, получивший название ГАЗ-5602, планировалось устанавливать на «Волгу» в таксомоторной версии. Однако легковушки были выпущены малой серией и особенной популярностью не пользовались. Коммерческий транспорт с дизельным двигателем также не занимал первые места в рейтингах продаж. Необычная конструкция двигателя в виде моноблока без отдельной головки послужила причиной сложности его ремонта и обслуживания. В результате было принято решение отказаться от производства моторов ГАЗ-Steyr. Некоторое время выпускалась пятицилиндровая модификация дизеля, которая развивала 142 лошадиные силы. Ее планировали устанавливать на перспективные пикапы и внедорожники «Атаман», однако проект был закрыт в связи с низкой рентабельностью и отсутствием спроса на опытные автомобили.

В 2010 году началась новая эпоха дизелизации автомобилей ГАЗ. Руководство компании заключило соглашение с одним из наиболее крупных производителей дизельных двигателей — концерном Cummins. Первым плодом сотрудничества стали автомобили Валдай и ГАЗ-3309, оснащенные моторами ISF 3.8L. Они развивают 152 лошадиные силы, что значительно превосходит возможности дизелей Steyr и ММЗ. Среди значительных плюсов силового агрегата Cummins можно назвать превосходную надежность, небольшой вес и соответствие экологическому классу Евро-4.

Дизельные Газели-Бизнес на испытаниях

Вторым автомобилем, получившим новый дизельный двигатель, стала Газель-Бизнес — для нее был приобретен силовой агрегат Cummins ISF 2.8L мощностью 120 лошадиных сил. Впоследствии он практически без изменений перешел под капот Газели-Некст, а в 2015 году была разработана его новая модификация с мощностью 150 лошадиных сил и увеличенным крутящим моментом. Кроме того, к производству готовится и новейшая версия двигателя, соответствующая экологическому классу Евро-5.

Однако руководство компании ГАЗ приняло решение о возвращении под капоты транспортных средств отечественных агрегатов. На современные автомобили ГАЗ-3309, Валдай, а также «Газон-Некст» устанавливаются двигатели ЯМЗ-534. При рабочем объеме четырех цилиндров в 4,4 литра они развивают мощность, равную 150 лошадиным силам. Среди преимуществ российских моторов, разработанных в сотрудничестве с австрийской компанией AVL, можно назвать огромный ресурс, надежность, ремонтопригодность и малую чувствительность к качеству топлива.

Стоит также вспомнить, что в истории дизельных двигателей ГАЗ находилось место и для различных экспериментов. В частности, еще в 60-х годах на грузовики устанавливали импортные моторы на тяжелом топливе — однако тогдашний уровень развития промышленности и инженерии в Советском Союзе не позволял начать серийное производство подобной техники. В 70–80-х годах на среднетоннажные грузовики ГАЗ устанавливались экспериментальные дизели, которые впоследствии нашли свое применение в различных моделях ЗИЛ, КамАЗ, КрАЗ, КАЗ и других заводов. В 90-х годах на технику завода, выпускаемую мелкими сериями, устанавливались силовые агрегаты, произведенные ведущими зарубежными предприятиями — Steyr, Deutz, Magirus, Hino, Nissan, Mercedes-Benz. Однако наиболее удачным вариантом из импортных силовых агрегатов стали моторы Cummins.

Современные дизельные моторы ГАЗ — это высокотехнологичные силовые агрегаты, которые обеспечивают длительную экономичную эксплуатацию коммерческого транспорта. По своим параметрам они не уступают двигателям наиболее популярных зарубежных аналогов: