1. Главная
2. Промышленные дизельные двигатели
3. Yuchai
4. Yuchai YCT16TAA660-G20

Дизельный двигатель Yuchai YCT16TAA660-G20

Промышленный дизельный 6-ти цилиндровый двигатель Yuchai YCT16TAA660-G20 объемом 16,35 литра, номинальной мощностью 441 кВт, для дизель-генераторных установок. 

Также для дизельных генераторов 400 кВт используются двигатели Yuchai серии YCT16 (YC6T), модель YCT16TAA660-G20. Предыдущая версия этой модели называлась YC6T660L-D21.

Серия YCT16 была самостоятельно разработана инженерами Yuchai в начале 2000-х годов на основе передовых мировых технологий индустриального дизелестроения. В 2018 году вышло глубоко модернизированное поколение этой платформы.

Двигатели YCT16 были спроектированы специально для работы в качестве привода дизель-генераторных установок, а также в качестве главных и вспомогательных судовых двигателей, поэтому их архитектура базируется на классических, проверенных временем инженерных решениях.

Блок цилиндров YCT16 с развитыми ребрами жесткости отлит из специального высокопрочного легированного чугуна. В этом двигателе использован серо-марганцевый чугунный сплав, легированный хромом, никелем и молибденом, который обладает повышенным сопротивлением к усталостным деформациям при длительных циклических нагрузках.

Нижняя плоскость разъема блока с поддоном опущена далеко ниже центральной оси коленчатого вала. Это образует мощный замкнутый силовой пояс вокруг коренных опор коленвала, превращая нижнюю часть картера в монолитный фундамент, который полностью исключает крутильные деформации под пиковыми нагрузками.

На боковых стенках блока выполнены специальные смотровые технологические окна, закрытые съемными герметичными крышками. Это позволяет проводить инспекцию, замер зазоров и обслуживание шатунных вкладышей без полного демонтажа и разбора всего двигателя.

Каждый цилиндр закрыт собственной индивидуальной чугунной головкой, которая крепится к блоку мощными силовыми болтами, распределенными идеально равномерно по окружности. Такая конструкция полностью исключает риск термического коробления (поведённости) ГБЦ, поскольку температурные расширения в одном цилиндре никак не передаются на соседние. Индивидуальные головки блока цилиндров значительно упрощают проведение ремонта – относительно легкую головку гораздо проще демонтировать, чем снимать тяжелую общую ГБЦ, отсоединять всю навесную арматуру и нарушать герметичность всех остальных исправных цилиндров.

Головка блока выполнена с 4 клапанами на каждый цилиндр, которые имеют суммарно большую площадь проходного сечения по сравнению с двумя клапанами большего диаметра. Это способствует более полному удалению остатков выхлопных газов на такте выпуска и наполнению цилиндра чистым воздухом на такте впуска.

Каждая головка блока выполнена с 4 клапанами на каждый цилиндр, которые имеют суммарно большую площадь проходного сечения по сравнению с двумя клапанами большего диаметра. Это способствует более полному удалению остатков выхлопных газов на такте выпуска и наполнению цилиндра чистым воздухом на такте впуска.

У двигателей серии YCT16 распределительный вал расположен по уникальной для индустрии схеме – с высоким расположением в блоке цилиндров. Распредвал установлен внутри литого продольного туннеля в самом верху чугунного блока цилиндров – непосредственно под индивидуальными головками ГБЦ. Перенос вала наверх позволил сократить длину толкающих штанг в несколько раз. Вместо длинных, склонных к деформации прутьев здесь используются очень короткие и толстые штанги в паре с роликовыми толкателями. Под пиковыми нагрузками мотора они обладают очень высоким сопротивлением к изгибу или пружинящему эффекту. В то же время привод распредвала расположен на достаточном удалении от наиболее горячей части – головки блока, чтобы тепловое расширение шестерен не оказывало влияние на точность фаз газораспределения.

Задний каскад шестерен привода газораспределительного механизма полностью объединен с отливкой блока – массивная задняя плита, в которой размещен привод, прочно связывает верхнюю часть блока с постелью коленчатого вала. Такой силовой мост представляет собой не просто набор шестерен для привода ГРМ и ТНВД, а полноценный структурный элемент конструкции, дополнительное ребро, которое увеличивает жесткость блока цилиндров.

В стандартных зубчатых передачах зубья имеют эвольвентный профиль. Наиболее простое определение эвольвенты — это траектория точки на конце натянутой нити, которая либо наматывается на исходную кривую (катушку), либо разматывается с неё. Точка зацепления между двумя зубьями с таким профилем скользит (перекатывается) по этой кривой вдоль всей длины зубьев, что позволяет равномерно распределить усилие по всей длине зубьев.

Однако в реальном мире зубья шестерен не являются абсолютно жесткими, также свой вклад вносит температурное расширение. Поэтому математически строгая эвольвента не является идеальной формой для кромки зубьев шестерен реального шестеренчатого привода ГРМ. В реальных приводах с эвольвентным профилем нагрузка фактически распределяется неравномерно, что со временем может привести к выкрашиванию кромок зубьев.

Для двигателя YCT16 инженерами был рассчитан новый модифицированный косозубый эвольвентный профиль зубьев шестерен. На микроскопическом уровне зубья получили слегка «бочкообразную» форму, такое изменение микрогеометрии позволило зубьям входить в зацепление гораздо плавнее, без микроударов, что убрало характерный металлический звон («вой» шестерен ГРМ), значительно снизило уровень механического шума двигателя и уменьшило трение. Благодаря ликвидации высоких нагрузок на кромки зубьев значительно вырос ресурс всего распределительного механизма.

Цельнокованый стальной коленчатый вал YCT16 выполнен с 12 массивными противовесами (полнобалансирный коленвал) – по два на каждое из шести колен (кривошипов). Каждая шатунная шейка зажата между собственными персональными балансирами. Такая конструкция позволяет полностью скомпенсировать центробежные силы и изгибающие моменты от вращающихся масс (шатунных шеек и нижних головок шатунов) прямо в точке их возникновения. Нагрузка не передается на соседние коренные подшипники и не выгибает коленвал дугой на высоких оборотах. Поскольку внутренние силы КШМ идеально уравновешены на уровне самого вала, они больше не передаются на чугунные стенки блока цилиндров. Блок не испытывает «микродыхания» и крутильного скручивания при каждой вспышке в цилиндре.

Коленчатый вал подвергается динамической балансировке вместе с маховиком, а его поверхность подвергается глубокому азотированию.

Азотирование – процесс химико-термической обработки поверхности стали, при котором верхний слой металла насыщается азотом в специальной печи при высокой температуре.

Это создает на шейках коленвала слой, который по твердости превосходит обычную закалку токами высокой частоты (индукционную закалку).

Азотирование создает в поверхностном слое напряжения сжатия, это «запирает» микротрещины, не давая им развиваться, что значительно повышает выносливость вала при циклических нагрузках. Также увеличивается коррозионная стойкость, термостойкость и снижается склонность к задирам.

В двигателе YCT16 применены усовершенствованные трехслойные (триметаллические) вкладыши (подшипники скольжения коленчатого вала) повышенной прочности. Они имеют стальную основу, промежуточный медно-свинцовый рабочий слой и антифрикционное покрытие. Такие вкладыши способны выдерживать пиковые давления в цилиндрах, обладают экстремальной усталостной прочностью и повышенным сопротивлением к задирам в моменты предельных нагрузок при работе на максимальной мощности.

Внешние стенки мокрых гильз цилиндров напрямую омываются охлаждающей жидкостью, что обеспечивает максимально эффективный и равномерный отвод тепла от стенок цилиндра, исключая появление локальных зон перегрева. В случае необходимости мокрые гильзы легко демонтируются и заменяются новыми, что позволяет полностью восстановить заводские параметры цилиндропоршневой группы без дорогостоящей расточки или замены всего блока.

Наружная стенка гильзы проходит поверхностное фосфатирование. Прочный фосфатный слой принимает на себя энергию схлопывающихся парогазовых микропузырьков, надежно защищая стенки гильзы от кавитационной эрозии.

В нижней точке сопряжения «блок – гильза» установлены специальные уплотнительные фторкаучуковые кольца-пояса. Фторкаучук полностью устойчив к агрессивной среде современных антифризов и сохраняет эластичность годами, гарантируя, что охлаждающая жидкость не попадет в масляный поддон.

Галерейное масляное охлаждение поршней обеспечивает эффективный отвод тепла из самой термически нагруженной зоны двигателя – донца поршня. Внутри картера (в основании каждого цилиндра) установлены специальные форсунки-распылители. Насос высокой производительности подает в них моторное масло под давлением. Масляная форсунка непрерывно бьет вертикально направленной струей в определенное входное отверстие в нижней части поршня.

Масло попадает внутрь поршня в специальный замкнутый канал (галерею), где циркулирует по кругу за счет возвратно-поступательного движения поршня (эффект коктейль-шейкера), и выходит через второе, выходное отверстие. Таким образом, масло омывает самую горячую зону (в районе поршневых колец и камеры сгорания), забирает избыточное тепло и стекает обратно в поддон картера. Это эффективно снижает температуру жарового пояса поршня, что предотвращает закоксовывание масла в канавках поршневых колец и защищает от залегания и пригорания колец.

Масляный радиатор вынесен в отдельный узел, а не интегрирован в корпус.

Водяная помпа имеет более надежный шестеренчатый привод. Для индустриальных тяжелых двигателей такая система более эффективна для отвода тепла.

Камера сгорания поршня серии YCT16 имеет глубокую тороидальную ꞷ-образную форму реэнтрантного типа. В центре камеры расположен направленный на сопло форсунки массивный конус-рассекатель, который разделяет струю топлива и перенаправляет ее в зоны самого интенсивного завихрения воздуха. Верхние края чаши поршня плавно загнуты внутрь к центру, образуя защитный козырек. При подходе поршня к верхней мертвой точке эта геометрия создает мощный эффект вытеснения воздуха (squish-эффект), формируя интенсивный тороидальный вихрь, вращающийся с высокой скоростью. Это обеспечивает мгновенное и качественное перемешивание топлива с воздухом. Кроме того, форма краев чаши удерживает основной фронт пламени внутри поршня, что защищает стенки гильз от термических перегрузок и предотвращает закоксовывание компрессионных колец.

В двигателе использована оригинальная запатентованная конструкция канавок и профиля поршневых колец и фторкаучуковых маслосъемных колпачков с оптимизированным усилием прижима. Усовершенствованная конструкция предотвращает попадание масла в камеру сгорания через направляющие клапанов, что позволило почти на 20% сократить расход моторного масла по сравнению с аналогичными китайскими двигателями того же класса.

Двигатель YCT16 оснащен топливной системой типа EUP (Electronic Unit Pump)–с индивидуальными электронно-управляемыми насосными секциями. Эта система представляет собой электронный аналог традиционных насос-форсунок, где ТНВД разделен на отдельные блоки для каждого цилиндра, а управление впрыском осуществляется через электронный блок. В этой системе индивидуальные ТНВД (электронные секции) установлены сбоку блока цилиндров и приводятся кулачками распредвала, а топливо от них идет к форсункам по коротким трубкам высокого давления. Такая система сочетает высокую надежность, приемистость и неприхотливость к качеству топлива.

Согласно результатам стендовых испытаний расчетный ресурс YCT16 составляет 20 000 часов.

Двигатели YCT16 используются в карьерных самосвалах Zoomlion.

Дизельные генераторы с двигателями Yuchai YCT16 обладают очень большим моторесурсом и подходят для постоянной работы при тяжелых нагрузках.

Диапазон мощности дизельных генераторов YCT16: 360 кВт – 400 кВт.

Расшифровка обозначение моделей двигателя YCT16TAA660-G20:

Рейтинг надежности: ★★★★☆

Применяется в ДГУ серии: АД-400С-Т400 Yuchai.