Как подешевел «евро»

Время пролетело, Европа узаконила более строгие Евро III, и тонкий ручеек экспорта в страны Восточной Европы и Балтии пересох. За помощью обратились к зарубежным фирмам, но…

В ходе переговоров с западными партнерами стало ясно, что цена их вариантов модернизации превысит миллион долларов – значит, рассчитывать надо на себя. Благо больших денег для самостоятельной модернизации двигателя не требовалось.

Камнем преткновения стала топливная аппаратура. Дизель ГАЗ-560 оснащен механическими насос-форсунками, которые обеспечивают очень высокое давление впрыска – 2000 бар, а микропроцессорная система управления позволяет с точностью до 1 ммз изменять цикловые подачи на любом режиме, что с лихвой перекрывает возможности модной системы «коммон рейл». Однако механическая насос-форсунка не позволяет изменять угол опережения впрыска в процессе работы двигателя. Начало подачи топлива жестко задается геометрией кулачка на распределительном валу и регулировкой при сборке двигателя.

Специалисты фирмы «Штайр» не скрывали от нас технической идеи, которую намеревались реализовать на двигателе Евро III. Это эксцентриковая ось коромысел, которая поворачивается по команде микропроцессора, при этом коромысло «наезжает» или «отъезжает» от кулачка распредвала, тем самым меняя время начала впрыска.

Времени, как всегда, не хватало, поэтому работали сразу по трем направлениям. Пока разрабатывались чертежи исполнительных механизмов, на стенде подбирали оптимальные углы для различных режимов двигателя с помощью механизма… позволяющего ручную регулировку. Одновременно пытались создать на базе имеющихся алгоритмов новую программу управления двигателем.

Первый обнадеживающий результат был получен на стенде. Задавая оптимальный угол опережения впрыска, удалось значительно снизить выбросы окислов азота и упразднить рециркуляцию отработавших газов. Отказ от нее привел к снижению выброса частиц – выполнение требований Евро III стало реальностью.

С автоматической регулировкой угла дело обстояло несколько сложнее. Только третий вариант механизма, который состоял из комбинации гидроцилиндра и моторедуктора, стал удачным. Серийный моторедуктор, устанавливаемый на кран отопителя салона с климат-контролем (например, VAZ 2110), вполне подошел на роль управляющего механизма.

После отработки механической части проекта пришла очередь программистов и электронщиков. На базе блока управления Евро II создали блок, который умел изменять угол опережения впрыска.

Особое внимание уделили живучести системы – отказ одного элемента не должен приводить к остановке двигателя или сбою в работе. В механизме изменения угла опережения предусмотрен фиксатор, основное назначение которого – облегчить сборку, но при отказе в работе его можно использовать и для перевода механизма из управляемого в неуправляемое состояние. Конечно, экологические параметры несколько ухудшатся, зато двигатель полностью сохранит работоспособность, что очень важно, когда сервисная станция далеко. Кроме того, блоки управления Евро II и Евро III взаимозаменяемы (другими словами, блок Евро III «умеет» управлять двигателем Евро II), что упрощает снабжение запасными частями.

Удачная конструкция позволила отказаться сразу от двух антитоксичных систем Евро II – рециркуляции отработавших газов и нейтрализатора. В результате себестоимость двигателя Евро III оказалась даже несколько ниже, чем у выполняющего Евро II. Похоже, это первый случай, когда реализация более современных требований по экологии повлекла за собой удешевление изделия.