Двигатель ЯАЗ-204: технические характеристики, устройство, производитель

Завод ЯАЗ (Ярославский автозавод) возник в 1916 году. После революции завод несколько лет занимался восстановительным ремонтом различной техники, а затем был перепрофилирован на выпуск тяжелых грузовых автомобилей. Постепенно производство автомобилей было передано на другие заводы, а с 1958 года ЯАЗ полностью перешел на выпуск двигателей. Тогда же он был переименован в Ярославский Моторный Завод (ЯМЗ). Продукция его стала играть большую роль в экономике страны.

Предпосылки появления ЯАЗ-204

В годы войны ЯАЗ занимался выпуском военной продукции, в том числе и гусеничных тягачей Я-12. В качестве силового агрегата эти тягачи оснащались ленд-лизовским дизелем GMC-471. В рамках реорганизации производства завод получил из США оборудование и оснастку для производства лицензионной версии этого мотора.

Переналадка производства, начатая в 1944 году, заняла несколько лет. Первые дизели отечественной сборки появились только в 1947 году под обозначением ЯАЗ-204. Они сразу стали востребованными. После переименования завода в Ярославский моторный завод название мотора изменилось на ЯМЗ-204. Первой машиной с новым двигателем стал грузовой ЯАЗ-200.

Конструкция и устройство ЯАЗ-204 было достаточно сложным, требовавшим высокой культуры производства и обслуживания. Однако именно благодаря ему начался переход грузового транспорта СССР от бензиновых к дизельным силовым агрегатам.

Варианты ЯАЗ

Существовало несколько версий двигателя ЯАЗ-204, отличающихся в основном насосами-форсунками, мощностью от 100 до 140 сил. Кроме того завод выпускал шестицилиндровый вариант мотора под обозначением ЯАЗ-206.

Блок цилиндров и гильзы

Блок цилиндров ЯАЗ-204 выполнен вместе с верхней частью картера в виде единой отливки из легированного чугуна. Для обеспечения жесткости конструкции плоскость прилегания поддона расположена ниже оси коленчатого вала. Чугунные гильзы «сухого» типа, прошедшие цикл термической обработки. В самих гильзах имеются круглые продувочные отверстия, расположенные в один ряд. В блоке напротив этих отверстий имеются окна. Для лучшей заполняемости цилиндра окна в гильзе расположены под углом. Такое расположение окон способствует винтовому потоку воздуха при продувке.

Изначально гильзы оснащались двумя рядами продувочных окон диаметром 8 мм (по 32 окна в ряду). Такое решение значительно ослабляло тонкостенную гильзу, вызывая ее коробление. Поэтому с 1953 года стали применять один ряд из 17 окон диаметром 16 мм.

В теле блока пролиты каналы для охлаждающей жидкости и размещены распределительный и балансировочный валы. Сбоку напротив каждого цилиндра имеется съёмный люк, открывающий доступ в воздушную полость вокруг цилиндров. Через этот люк можно контролировать состояние поршневых колец и поршней (через окна в гильзе), а также производить очистку продувочных окон.

Коленчатый вал и маховик

Коленчатый вал ЯАЗ-204 имел пять опор, изготовлялся штамповкой из стали с последующей механической обработкой. Вал оснащен дополнительными противовесами. Концы вала уплотняются сальниками, по два с каждой стороны. Шестерня распределительного вала установлена на заднем конце вала. Чугунный маховик крепится к нему болтами. На внешнюю часть маховика напрессован зубчатый венец для пуска двигателя электростартером.

Шатуны, подшипники и поршни

Шатуны двигателя штампованные из легированной стали. Вкладыши подшипников сменные, биметаллические. В заднем коренном подшипнике кроме вкладышей установлены фиксаторы, ограничивающие осевое перемещение коленчатого вала.

Поршни двигателя чугунные, взаимозаменяемые. В днище поршня выполнена специальная выемка, соответствующая факелу распыла топлива. Поршень имеет шесть колец – четыре компрессионных и два маслосъемных.

Вспомогательные агрегаты

Двигатель оснащается общей для всех цилиндров головкой. Клапанный механизм в головке закрывается крышкой. Для монтажа и демонтажа двигатель имеет два рыма.

На картере двигателя справа установлен компрессор типа «Рутс». В картере компрессора находятся два ротора с тремя лопастями каждый. На нагнетателе стоит впускной трубопровод с воздушными фильтрами. В зависимости от степени загрязненности окружающего воздуха применяются два типа фильтров. При обычных условиях применяют инерционно-масляный фильтр с сеткой-уловителем. При тяжелых условиях применяется центробежно-контактный фильтр.

На самом компрессоре смонтирован регулятор давления, насос охлаждающей жидкости и топливный насос. Рядом с компрессором находится масляный фильтр и масляный радиатор. На этой же стороне находится стартер.

Слева картера установлен выпускной трубопровод и фильтр тонкой очистки масла, термостат, подогреватель мотора и генератор. Привод генератора осуществляется ремнем от шкива коленчатого вала. От него же в действие приводится вентилятор охлаждения радиатора.

Рабочий процесс

Двигатель ЯАЗ-204 работает по двухтактному циклу. То есть за один оборот вала двигателя совершается один полный рабочий цикл в цилиндре. Благодаря такому циклу обеспечиваются высокие технические характеристики ЯАЗ-204 при сравнительно небольшом рабочем объёме цилиндров.

Подача воздуха в цилиндры осуществляется компрессором с механическим приводом. Воздух, сжатый до избыточного давления в 0,5 кг/кв.см, поступает в специальную полость вокруг гильз цилиндров. При движении поршня вниз открываются продувочные окна, и сжатый воздух поступает в цилиндр. Поршень, двигаясь от нижней мертвой точки, перекрывает эти окна и начинает сжимать воздух в цилиндре. В конце хода сжатия давление воздуха в цилиндре доходит до 50 кг/кв.см при температуре около 650…700 градусов. За 19…14 градусов до верхней мертвой точки (угол зависит от типа форсунки) происходит впрыск топлива. Благодаря вихревой камере сгорания топливо равномерно распределяется по всей камере и сгорает в полном объёме.

Образовавшиеся газы поднимают давление в цилиндре до 70…100 кг/кв.см и поршень движется вниз. При 88 градусах до нижней мертвой точки открывается выпускной клапан в головке и через него происходит выпуск газов в выхлопной коллектор. При 46 градусах до нижней точки открываются продувочные окна (выпускной клапан открыт) и сжатый воздух продувает полость цилиндра, окончательно вытесняя продукты сгорания. Часть сжатого воздуха при этом выбрасывается в выпускной коллектор. Через 58 градусов поворота вала после нижней точки окна закрываются, и цикл повторяется вновь.

ЯАЗ-204 в наши дни

Дизельные двигатели ЯАЗ-204 сняты с производства в конце 1980-х годов. После прекращения выпуска грузовиков на ЯАЗ, 204 двигатель использовался на передвижных электростанциях, для привода компрессоров, в качестве двигателя для маломерных судов. Часть запчастей поставляется из задела времен СССР или из комплектов ЗИП, которыми комплектовали законсервированную технику. И теперь продолжается производство некоторых новых запчастей ЯАЗ-204.

Дизеля ЯАЗ-204 будут еще долго оставаться в строю, благодаря не только наличию запасных частей, но и их выносливости и неприхотливости (по сравнению с современными конструкциями).