Как устроен гоночный капотник «маза» для ралли «дакар»

Двигатель гоночного КамАЗ-43509

Ранее в гоночных грузовых автомобилях команды «КамАЗ-Мастер» применялись восьмицилиндровые V-образные дизельные моторы – классические КамАЗовские, естественно, в доработанном виде. Поэтому их замена на другие силовые установки рядного типа вызвала определённые трудности и необходимость в использовании оригинальных конструкторских решений, которые прежде не применялись. Можно даже сказать, что была осуществлена не модернизация грузовиков предыдущего поколения, а разработка совершенно новых автомобилей. Они были сделаны на основе богатейшего практического опыта команды в различных ралли.

Для оснащения данной модели гоночного грузовика был выбран шестицилиндровый рядный дизельный силовой агрегат Cummins ISZ-13, с турбонаддувом и промежуточным охлаждением, который обладал максимально близкими параметрами рабочего объёма к тем значениям, которые разрешались обновлённым регламентом «Дакара» (12,9 литров / 13 литров).

Форсировка силовых агрегатов серийного типа была выполнена силами отечественных инженеров из НП «КамАЗ-Автоспорт», без привлечения к этому делу иностранных специалистов. Из моторов Cummins ISZ-13 удалось выжать максимум возможного, повысив их технические характеристики практически в два раза.

Так, специалистам с КамАЗа удалось добиться от серийного дизеля максимальной мощности в 1050 лошадиных сил при 2400 мин, и 4500 Н.м наибольшего крутящего момента.

Особенного внимания и упоминания также заслуживает тщательная работа наших отечественных специалистов по оптимизации программного обеспечения управления данным двигателем и подбору характеристик турбокомпрессора. Ведь она позволила в значительной степени улучшить динамические качества силовой установки гоночного грузовика КамАЗ-43509.

Специалисты КамАЗа существенно поработали над рабочими процессами двигателя, а также магистралями и системами впуска/выпуска. Серьёзно было уменьшено сопротивление магистрали впуска; также была усовершенствована газодинамика выпускной системы. Вследствие этого, температура отработавших газов стала значительно ниже. Ещё больше были снижены показатели дымности мотора, при этом без ущерба для его динамических свойств.

Кстати, тему экологичного топлива, тему газодизельного спортивного грузовика, которая была начата КамАЗеще в 2013 году при поддержке ПАО «Газпром» и Банка ВТБ, мы активно поддерживаем и начинаем развивать.

Назначение Камаза 4350

4350 Камаз – уникальный автомобиль военного назначения, один из лучших в своем классе. Относится к категории вездеход. Выпускается российским заводом расположенным в городе Набережные Челны (Россия). Этот грузовик относится к подразделу автомобилей, называемых «Мустанг». Серийное производство таких автомашин было запущено в 1997 году. Прототипом модели 4350 стал Камаз 4326, однако позднее его заменили полностью соответствующей военным нуждам автомашине Камаз 4350. Все автомобили, выпущенные под этой маркировкой, отвечают задачам армии, обладают замечательной маневренностью и хорошей проходимостью даже по бездорожью.

Камаз 4350 относится к категории бортовых грузовиков. На него можно установить оборудование, необходимое для работы пограничных войск. Со временем 4350 стали использовать не только в пограничных войсках.

Особенность армейских машин:

• может преодолевать наклон до 20 -30 градусов;
• может преодолевать водной препятствие глубиной 1,74 метра;
• шины Кама-1260 с параметрами 425/85 R21;
• радиус поворота 10 м.

КамАЗ-4911: спортивный грузовик

Автомобиль КамАЗ-4911 «Extreme» был специально разработан для спортивных соревнований, в частности для гонки “Париж — Дакар” и ралли «Шелковый путь». (Фотография) Также автомобиль может использоваться для доставки грузов в труднодоступные места по грунтовым дорогам и пересеченной местности, при температуре от -30 до +500С.

КамАЗ-4911 «Extreme»

Разработка автомобиля началась в середине 900-х годов, а первые образцы были произведены в 2002 году. В следующем году КамАЗ-4911 принял участие в ралли “Париж — Дакар”, где занял третье место. Модель представляет собой полноприводный грузовик с колесной формулой 4*4, передним расположением двигателя и цельнометаллической откидываемой кабиной. В салоне устанавливается два или три удобных кресла, приборная панель имеет ряд отличий от щитков на других КамАЗовских грузовиках. Главная особенность – повышенная безопасность. Для этого внутри кабины создан дополнительный каркас из труб, усовершенствован механизм крепления кабины к раме автомобиля. В целом, КамАЗ-4911 коренным образом отличается от остальных моделей завода как по назначению, так и по устройству.

Грузовик производится мелкими сериями (25 штук в год) и в свободной продаже он бывает редко, а его стоимость превышает 7 500 000 рублей. Объявления о продаже подержанных автомобилей также встречаются не часто, ценник на такие машины стартует с 3 500 000 рублей. Отметим, что топовая модель гоночного грузовика обойдется покупателю в 700 000 евро.

Руководство по эксплуатации

Инструкция по эксплуатации состоит из следующих частей:

1. Общие эксплуатационные характеристики автомобиля. Здесь указан температурный режим работы транспорта (-45…+40°С), требования, предъявляемые к прицепному устройству, климатические условия, в которых техника будет работать без сбоев.
2. Краткое описание всех систем. Здесь представлены все основные характеристики двигателя, трансмиссии, рамы, седельно-сцепного устройства, подвески, рулевого управления, систем тормозной и регулирования уровня давления в шинах, электрического оборудования и т. д.
3. Эксплуатация КамАЗа в теплый и холодный сезон. В этом разделе прописано, что нужно делать, чтобы техника работала без сбоев и зимой, и летом.
4. Порядок и периодичность проведения технического обслуживания. В этом разделе указан порядок действий во время ТО, через сколько километров нужно проводить ТО1 и ТО2, а также есть список инструментов, которые понадобятся для осуществления данных работ.
5. Возможные неисправности. Здесь представлен список небольших поломок и пути их устранения.
6. Условия хранения транспортного средства, — какие требования предъявляются к помещению, в котором будет стоять транспорт.

Улучшенное сердце

Остановимся подробнее на силовом агрегате КАМАЗ-43509, отправившихся на «Дакар-2019». За его основу был взят рядный шестицилиндровый двигатель Dongfeng Cummins QSZ13-C450-11 рабочим объёмом 13,0 л (диаметр цилиндра – 130 мм, ход поршня – 163 мм), изготовленный в Китае. Кстати, этот мотор знаком нашим читателям по карьерному самосвалу «ТОНАР-452510» – премьере 2018 года. В базовой комплектации сухая масса нетто этого мотора (с маховиком и генератором, но без стартера и воздушного компрессора) составляет 1195 кг. Степень сжатия исходного серийного двигателя – 17:1, после доработки в лаборатории команды она снижена до 16:1. Согласно заводской документации компании Cummins, для этого агрегата в базовом исполнении предельная нагрузка на коренные подшипники коленвала составляет: мгновенно – до 9786 Нм, непрерывно – до 4893 Нм. Конструктивно допустимая максимальная частота вращения в штатном режиме – 2300 об/мин, пиковое значение – до 2635 или 2900 об/мин, в зависимости от модификации. Двигатель рассчитан на работу на высоте до 5200 м над уровнем моря. Это в базе. Теперь о том, что сотворили талантливые ребята из команды «КАМАЗ-мастер».

Как таковых жёстких экологических требований к дакаровским грузовикам пока не предъявляется, сейчас серьёзно ужесточены лишь требования к дымности. Поэтому переработана вся система питания, которой командует контроллер отечественного производства. Естественно, что система выпуска отработавших газов автомобиля для ралли-рейдов не имеет ничего общего с серийными грузовиками-трудягами.

По «железу» основные отличия от базовой модели двигателя следующие. Установлен более мощный воздушный компрессор, разработанный Cummins совместно с Wabco. Изменена резьба крышек коренных опор с М18 на М20, вместо болтов применены шпильки. Улучшена пропускная способность каналов рубашки охлаждения и масляной системы. Гильзы цилиндров заново отхонингованы. Коренные и шатунные вкладыши заменены на усиленные, с покрытием Molikote R321. Зубчатый венец маховика доработан с целью получения более точного сигнала от датчика положения коленвала. Шатуны дополнительно подогнаны по весу. Поршни оригинальной конструкции дополнительно сбалансированы по массе. Поршневые пальцы с покрытием DLC прошли дополнительный весовой контроль и доработку в замках по зазорам. В головке цилиндров доработаны каналы для лучшего сопряжения с сёдлами. Дотошному контролю и дополнительной доработке подверглись входной фланец впускного коллектора, резьба крепления форсунок, втулки клапанов. В приводе ГРМ применены «свои» шестерни и изменены фазы газораспределения.

Техническая характеристика КАМАЗ 43509 4х4

Полная масса, кг	10 200
Двигатель: рабочий объём, cм3 мощность, л.с. максимальный крутящий момент, Н·м	Dongfeng Cummins QSZ13-C450-11, дизель, I-6, с турбонаддувом и промежуточным охлаждением 12 981 980 при 2400 мин-1 4300 при 1500 мин-1
Коробка передач	ZF16S-251, механическая, 16-ступенчатая (Allison 4700 – автоматическая, гидромеханическая, 7-ступенчатая)
Раздаточная коробка	ZF, с блокировкой межосевого дифференциала
Подвеска	Малолистовые рессоры на всех осях
Максимальная скорость, км/ч	163

Технические характеристики

Основные параметры и технические характеристики Камаза 4350:

• колесная формула 4х4 (выпускается с 2001 года);
• базовая длина базы 7960 см, а высота — 3290 см, для грузовиков военного назначения рама была уменьшена до 6395 см, а высота платформы до 3290 см;
• технические параметры базовой машины модели 4350 во многом отличаются от модификаций;
• нагрузка на переднюю ось — 5300 кг. (у Мустанга грузоподъемность — 5200 кг);
• масса нагрузки на заднюю ось — 6600 кг. (у Мустанга — 5100 кг);
• двигатель дизельный, восьмицилиндровый, есть турбонаддув, модель двигателя Евро 2 или Евро 1 у более ранних моделей, марка двигателя 740.11-240, а с 2007 года — модель 740.31-240);
• расход топлива на 100 километров — 26,5 литров;
• объем двигателя 10,85 л;
• емкость топливного бака (2 шт.): 125 л, 170 л;
• коробка переключения передач пятиступенчатая, механика, с повышенной долговечностью;
• габаритные размеры платформы машины (длина 4890 мм, ширина 2420 мм, высота 750 мм).
• возможен вариант автомобиля с десятиступенчатой коробкой переключения передач, например, модели последних лет военного назначения (идеально для передвижения по плохим дорогам, песку, грязи и т.д.);
• сцепление сухого типа, оснащен фрикционным сцеплением, привод гидравлический с усилителем;
• присутствует блокировка дифференциала;
• есть стабилизаторы передней и задней подвески;
• особенности машины: достаточно плавный ход, отличная управляемость.

История команды КАМАЗ-МАСТЕР

Представителем России на ралли-марафоне Dakar стали грузовики от Камского автомобильного завода. Впервые гоночная команда российских пилотов на отечественных машинах приняла участие в этих соревнованиях в Польше в 1988 году.

Примечательно, что первый международный выезд в соревнованиях принес успех – одному из экипажей КАМАЗ-мастер удалось взять в заезде серебро. Постепенно, болиды российской сборной становились победителями и призерами крупных международных соревнований.

В 1990 году команда КАМАЗ-мастер впервые заявила свои болиды на ралли-марафон Париж-Дакар. С того момента российская команда успела стать самой титулованной в мире в классе грузовых машин. Членами команды-участника первого для России ралли-марафона стали пилоты:

• В. Гольцов;
• В. Марченков;
• А. Артеменко.

Сборная российских грузовиков КамАЗ на ралли Dakar 1990 показала неплохой результат, однако ни один из экипажей команды достичь финиша не сумел из-за технических неисправностей каждого из грузовиков.

В следующем году экипажи КамАЗа, двигатели которых были серьезно доработаны для Дакара, смогли показать хороший результат, заняв второе и третье места. По состоянию на 2020 год общее количество побед экипажей КАМАЗ-мастер в своем классе составляет 17, что стало рекордом в этом классе техники.

В кабине КамАЗ-43509

Отличия КамАЗ-43509 от предыдущих моделей гоночных грузовиков команды «КамАЗ-мастер» состоят не только во внешнем дизайне. В данной машине конструкторами были полностью заменены аналоговые приборы на три цифровых дисплея, связанных CAN-шиной. Дисплеями оборудовали места всех трёх членов экипажа: водителя, штурмана и механика. В интерьере новых кабин многое поменялось. Были убрали аналоговые приборы и вообще всё лишнее, а оставили только самое необходимое.

В числе этого необходимого оборудования – и видеотерминал ОКО, который подключен к облачной платформе Omnicomm, одного из давнишних партнёров гоночной команды «КамАЗ-мастер». Данное устройство собирает, хранит и передаёт в систему мониторинга транспорта видеозаписи с подключенных IP-видеокамер. Они фиксируют абсолютно все события, даже в режиме ночной съёмки. Терминалом также фиксируется местопорасложение грузовика. Такое решение помогает на тренировках и при перегонах автомобилей к местам соревнований. Но перед стартами гонок видеотерминалы ОКО демонтируются, потому что использование систем мониторинга запрещается.

В новых грузовиках были применены новые датчики дизтоплива, гораздо более корректные по сравнению с теми, что использовались ранее. Точность их показаний достигает 99,5%. Такие датчики способны показывать расход горючего в двух режимах – мгновенном, либо в пересчёте на сотню километров.

Модифицирован был и руль, в целях облегчения управление тяжёлой машиной – теперь её водителю-пилоту требуется тратить немного меньшее усилие, что помогло сократить время на преодоление разнообразных извилистых участков.

По словам водителя-пилота «КамАЗ мастер» Айрата Мардеева, «самый главный инструмент любого пилота – это руль. Все данные по автомобилю показываются на мониторе за рулём

На него выводится вся самая основная информация: давление масла, обороты двигателя, давление наддува, температуры все, скорость… Это главный прибор, на который водитель обращает внимание. Да и то не постоянно, потому что точно такой же прибор имеется у механика – и бо́льшую часть времени за всем следит он

Водитель следит за показаниями в каких-то нестандартных ситуациях – к примеру, чтобы увидеть, какая включена передача, и оценить реакцию автомобиля».

Кнопки разного цвета на руле – это управление монитором (переключение страниц, вывод разных показаний). Есть страница основная, а есть – дополнительные. К примеру, с уровнем дизтоплива в баке. Это нужно скорее для дублирования – на тот случай, если у механика что-то откажет – пилот может посмотреть. Также данными рулевыми кнопками меняется баланс тормозов. Если не нравится торможение, если какая-то ось блокируется, можно чуть-чуть подкорректировать. Либо когда одна из осей начинает перегреваться».

Подрулевые лепестки отвечают за стабилизаторы поперечной устойчивости. Они отключаемые. На извилистых дорогах пилоты КамАЗ-43509 оба стабилизатора подключают, а на прямолинейном бездорожье – выключают.

Красная кнопка на подставке для левой ноги является кнопкой пневмосигнала. Она используется, если на трассу выбежало животное или выскочил автомобиль. Пилот среагирует быстрее механика, потому что он всегда смотрит на дорогу, а механик со штурманом могут изучать свои приборы. Поэтому пилот посигналит быстрее.

В кабине гоночных КамАЗ-43509 нет никакой изоляции – ни шумо-, ни вибро-, ни теплоизоляции, только голый металл. Экипажи пользуются кондиционерами, чтобы пыли было меньше держать окна закрытыми. Но, так как кондиционер всё же отнимает часть мощности у двигателя, пусть и небольшую её часть, его часто отключают как лишнего потребителя и довольствуются вентиляторами.

У штурмана в кабине КамАЗ-43509 – приборы от компании ERTF, которая уже далеко не первый год сотрудничает с «Дакаром» и занимается всей навигацией гонки. Один GPS штурман использует в качестве одометра, второй показывает курс, взятие всех точек. Чуть ниже располагается прибор терратрип. Он выступает дублирующим одометром – на тот случай, если что-либо случится с GPS. Но основной прибор работает гораздо точнее.

Причины появления «носатого» КамАЗа

По мнению руководства завода, которое было высказано представителям прессы, выпуск грузовика такого типа поможет расширить имеющееся семейство полноприводных большегрузов, способных успешно решать задачи в наиболее труднодоступных районах Севера и Сибири. Кроме того, КамАЗ-4355 будет полезен нефтяникам и газовикам, спасателям и армии, в лесных хозяйствах и займет достойное место в этих отраслях среди уже зарекомендовавших себя УРАЛов и МАЗов. Из вышесказанного становится понятно, что, по сути, КамАЗ решил попытаться освоить новое поле для деятельности, найти и занять свою нишу, потеснив конкурентов.

К5: новая кабина от серийного «КАМАЗа» с отсылками на ретрочемпиона

Если вы следите за новостями из Набережных Челнов не слишком пристально, то вот на всякий случай фото красавца-чемпиона.

Длина – 6900 см, высота – 3300 см, ширина – 2550см, масса без топлива – 8600 кг, а с полными баками – 10200 кг. Двигатель остался тем же, что и на предыдущих победных «КАМАЗах»: шестицилиндровый дизельный с турбонаддувом и промежуточным охлаждением, объемом 12,98 л и мощностью 1050 л.с. Максималка – 165 км/ч (но на рейде больше и не нужно – из-за ограничений регламента).

Внутрь можно заглянуть благодаря вот этому видео от спонсора «Ред Булл».

История новинки началась еще в 2017-м, когда российский автогигант показал прототип грузовика К5 с новой кабиной. Тогда же примерно стартовали и первые разработки, но не сильно активные – гоночная команда ждала выхода с конвейера самосвала семейства 6595. Просто у презентованного в 2020-м тягача «КАМАЗ»-54901 кабина не подошла к соревнованиям, а регламент запрещает радикальную перестройку серийной модели. А версия для самосвала – уже, чем у тягача, без спальных мест (плюсик к компактности), бампер изготовлен из штампованных панелей, а в колесные арки влезет подвеска с нужным ходом.

С момента выхода в производство версии «КАМАЗ»-6595 до презентации гоночной версии прошел всего год – очень быстро по меркам рейдов (здесь бюджеты все-таки не запредельные: 11 млн евро «Синей Армады» не сравняться даже с чемпионатом мира по ралли).

«Машина выглядит не так, как наши предыдущие модели, – описал визуальные изменения Дмитрий Сотников. – Есть сходство с «горбатым» 49252, который принес нашей команде первую победу на «Дакаре» в 1996 году. На самом деле это сходство мы отметили уже после постройки автомобиля. С точки зрения аэродинамики это просто самая оптимальная форма, отсылка к исторической модели стала совпадением».

Передаточные отношения

На 41-й марафон по имени «Дакар» из Набережных Челнов поедут боевые КАМАЗы как с механическими, так и с автоматическими КП. Механические КП, используемые на боевых КАМАЗах, марки ZF поставляются предприятием «ЦФ КАМА», входящим в группу КАМАЗ. Модель ZF16S-251 изначально рассчитана на работу с полной массой до 45 т и максимальный крутящий момент до 2500 Нм. В нашем случае при массе машины 10 200 кг крутящий момент иногда достигает пиковых значений 4300 Нм, но, исходя из опыта команды, КП выдерживает такие нагрузки.

На совсем новых машинах с упомянутым выше двигателем Cummins агрегатируется Allison 4700. Такие АКП разработаны для большегрузных коммерческих транспортных средств – максимальная мощность двигателя для базовой серийной коробки передач допускается до 522 кВт (700 л.с.). Коробки этой серии могут иметь до семи передач, включая режим «овердрайв», а также дополнительную передачу заднего хода. Поставщик предлагает варианты с узким и широким диапазоном передаточных чисел, а также с механизмом отбора мощности с приводом от двигателя. Электронная система управления 5-го поколения позволяет адаптировать агрегат к работе в самых разнообразных условиях.

Остаётся только добавить, что многозвенная карданная передача «железного героя Дакара» фирмы Tirsan, а рулевой механизм RBL.

Экипажи команды «КАМАЗ-мастер», участвующие в ралли «ДАКАР-2019»:

10 октября на состоявшейся в Набережных Челнах пресс-конференции руководитель команды «КАМАЗ-мастер» Владимир Чагин объявил составы экипажей для участия в ралли «Дакар-2019»:

• пилот Эдуард Николаев, штурман Евгений Яковлев, механик Владимир Рыбаков;
• пилот Айрат Мардеев, штурман Дмитрий Свистунов, механик Ахмет Галяутдинов;
• пилот Дмитрий Сотников, штурман Дмитрий Никитин, механик Ильнур Мустафин;
• пилот Андрей Каргинов, штурман Андрей Мокеев, механик Игорь Леонов.

Пряные нотки тест-драйва

Для текущих тестов и тренировок команды по краешку национального природного парка «Нижняя Кама» на окраине Набережных Челнов проложен небольшой спецучасток, длиной около десяти километров, который позволяет произвести короткие тесты, а также отработать пилотам индивидуальные настройки ходовой части и силового агрегата. Как говорят сами пилоты, по меркам «Дакара» – это автобан! 10-тонная машина набирает скорость с невиданной для грузовика прытью. Пока под колёсами довольно мягкий грунт и относительно прямой участок дороги пилот разгоняется до 140 км/ч. Затем ландшафт меняется на лесистый, и поневоле замирает сердце, когда после проезда очередной лужи, на дне которой раскисшая грязь, пилот в борьбе с заносом мастерски лавирует по разбитой лесной грунтовке на огромной скорости, в каких-то сантиметрах от деревьев. Трамплин, прыжок! КАМАЗ, оторвавшись на мгновение от земли всеми четырьмя колёсами, приземляется. Для обывателя это просто буря эмоций, для пилота – будничная работа…

Эпилог

Вот и получается, что реальное время на бездорожье достигается далеко не только мощностью двигателя и прочностью машины, хотя и без этого никак, но прежде всего секрет успеха в возможности экипажа переносить тяжелейшие нагрузки и при этом сохранять работоспособность длительное время…

Болид КАМАЗ-Мастер 2020

Изучая историю выступлений команды, многим становится интересно, какими техническими характеристиками наделен болид КАМАЗ-Мастер образца 2020 года. В раллийных соревнованиях класса грузовиков российская команда использует существенно доработанную модель КАМАЗ-43509.

Машина образца 2020 года идентична по конструкции прошлогодней модели, но инженеры сделали ряд серьезных доработок, которые стали необходимы после изменения технического регламента ралли Dakar.

Технические характеристики грузового болида:

• Общая снаряженная масса превышает 10 тонн;
• Рабочий объем двигателя составляет 13 литров;
• Максимальная мощность в «лошадях» достигает 980 сил   (развивает скорость свыше 240 км/час.

Трансмиссия новой модели конструктивно не отличается от первых раллийных моделей грузовиков. Из особенностей конструкции подвески (в сравнении с гражданскими моделями грузовиков) — сдвоенные амортизаторы. Ход подвески при движении достигает 30 и более сантиметров. Для грузовиков КамАЗ Дакар — главное в году соревнование, поэтому конструкция автомобиля постоянно дорабатывается под жесткие условия марафона.

Что касается шестицилиндрового дизельного мотора с индексом DCEC ISZ-13, который начал устанавливаться на болиды с 2018 года, то как бы удивительно не звучало, но в основе этого двигателя лежат технологии компании Dongfeng Cummins. Моторы этой фирмы уже использовались на других машинах, участвовавших в ралли-марафонах.

Кузов КамАЗа многим нравится именно по причине внешней «массивности», которая создается из-за кузова. Поскольку лишняя масса для грузовика, построенного под спортивные состязания, только мешает, весь кузов сделан из алюминиевых панелей, которые за собой скрывают «скелет» конструкции грузовика. Все вещи, необходимые для быстрого ремонта болида, хранятся в ящиках, расположенных около задней оси КамАЗа.

К особенностям трансмиссии (помимо ее огромных размеров) можно отнести наличие встроенного в коробку передач т.н. «интардера» — устройства для замедления скорости грузовика, без основной тормозной системы. Касательно системы торможения в конструкции «КамАЗа» есть недочеты. Команда «КАМАЗ-Мастер» до сих пор использует барабанные тормоза. При этих недостатках в конструкции грузовика, экипажам команды по-прежнему удается быть лидерами в соревнованиях.