КАПИТАЛЬНЫЙ РЕМОНТ ДВИГАТЕЛЯ «ZETOR 5201.22»

Многие владельцы различной техники сталкиваются с необходимостью выполнения капитального ремонта двигателя. Причиной тому служит заметное снижение мощности мотора, повышенный расход масла и ухудшение первоначальных характеристик двигателя. Так как покупка нового двигателя очень затратный процесс, то его капитальный ремонт можно считать весьма актуальным. Качество выполнения ремонта и запасных частей являются основными факторами, от которых зависит дальнейший ресурс двигателя.

Основные понятия

Ресурс двигателя — срок его эксплуатации до прихода в непригодное состояние, не устраняемое регулировкой. Величина ресурса определяется скоростью износа деталей двигателя. Основная масса дизельных двигателей  имеет ресурс около 25—30 тыс. мото-часов. Для того, чтобы двигатель без проблем выхаживал свой ресурс, необходимо соблюдать правила эксплуатации, установленные его производителем [2].

Износ детали — необратимый процесс изменения формы, размера и состояния рабочих поверхностей детали при трении. Быстрый износ возникает при нарушении правил эксплуатации и обслуживания двигателя [4].

Текущий ремонт двигателя — устранение мелких неисправностей, возникающих в процессе эксплуатации автомобиля.

Средний ремонт — ремонт, выполняемый для восстановления исправности и частичного восстановления ресурса изделий с заменой или восстановлением составных частей.

Капитальный ремонт двигателя — процесс полного восстановления его эксплуатационных характеристик, включающий полную разборку двигателя, ремонт головки блока цилиндров (ГБЦ), коленчатого вала и (или) блока цилиндров, замену или восстановление всех изношенных деталей, узлов и агрегатов.

Дефектовка двигателя – это осмотр и измерение характеристик деталей, которые подлежат ремонту или замене. Она позволяет выделить конкретные запасные части, подвергшиеся разрушению, а также причины этого разрушения [7].

Дефектовка является важнейшим процессом, по окончании которого принимается решение о капитальном ремонте. Кроме того, капитальный ремонт проводится в случаях заклинивания двигателя, разрушения его элементов, обусловленного работой данных деталей в условиях высоких нагрузок [5].

В данной статье подробно рассмотрим капитальный ремонт двигателя на примере погрузчика с бортовым поворотом марки «UNC 060», на котором применяется дизельный трехцилиндровый двигатель марки «ZETOR 5201.22». Стоимость данного нового двигателя составляет порядка 300 тыс. рублей, а стоимость капитального ремонта представлена в статье ниже.

Дефектовка и ремонт двигателя.

В первую очередь были проведены следующие операции: демонтаж двигателя с мини-погрузчика, очистка его наружных поверхностей от загрязнений, разборка и мойка деталей.

Рисунок 1. Первоначальный внешний вид двигателя ZETOR 5201.22 до ремонта

Дефектовка двигателя производилась с использованием измерительного инструмента (нутромеров, микрометров, щупов и др.), позволяющего определить величину износа, деформации и другие признаки негодности деталей: произвели осмотр коленчатого вала на наличие задиров на шейках, замерили их диаметры в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

Этапы дефектовки двигателя:

• Дефектовка поршней мотора. Осмотрели поршни на наличие дефектов (задиров, рисок, коррозии), замерили диаметр юбки поршня, канавок под компрессионные и маслосъемные кольца, отверстия под поршневой палец.
• Дефектовка блока цилиндров двигателя. Осмотрели картер блока, гильз цилиндров, замерили размеры гильз и определили степень износа.
• Дефектовка коленчатого вала мотора. В коленчатом валу проверили состояние коренных и шатунных шеек.
• Дефектовка шатунов.
• Дефектовка распределительного вала двигателя
• Дефектовка клапанов.

Полученные данные сверили с номинальными и ремонтными размерами, установленными заводом-изготовителем, определили способы ремонта деталей и приняли решение о замене некоторых из них [8]. В нашем случае после дефектовки было обнаружено следующее: повышенный диаметр цилиндра, износ вкладышей - как коренных, так и шатунных, коренных шеек. Также нуждались в ремонте  явно неисправные головки блока цилиндров.

Рисунок 2. Демонтированные ГБЦ, явно нуждающиеся в ремонте

Рисунок 3. Шатунный вкладыш двигателя в бугеле

Рисунок 4. Демонтированная поршневая группа двигателя

В операции ремонта блока цилиндров входит замена съемных гильз, либо расточка и хонингование цилиндров. В нашем случае производилась замена гильз. Процесс несложный - старые гильзы демонтируются с помощью съемника; посадочные места очищаются и устанавливаются новые гильзы, монтируемые простой запрессовкой и постукиванием до фиксирования их в специальных пазах и выемках блока цилиндров.

Рисунок 5. Установленные новые гильзы

Если имеем дело с расточкой, то она выполняется до размера, соответствующего диаметру ремонтного поршня (для двигателей выпускаются поршни 2-3 ремонтных размеров) с учетом величины теплового зазора. Он измеряется между стенкой цилиндра и юбкой поршня в направлении, перпендикулярном положению поршневого пальца [5].

Ремонт коленчатого вала осуществляли шлифованием и последующей полировкой шатунных и коренных шеек до ремонтных диаметров. Полирование позволяет сгладить неровности поверхности шеек и кромки отверстий масляных каналов.

Рисунок 6. Снятые и почищенные ГБЦ двигателя

В ремонт ГБЦ входит: устранение трещин (при необходимости); Смена направляющих втулок клапанов (что и было сделано). Для обеспечения требуемого натяга в соединении (втулка-головка) головку предварительно нагревают. В другом случае — уменьшают диаметр отверстия под стержень клапана и обрабатывают его для восстановления цилиндричности; заменяют и (или) правят фаски седел клапанов [5].

На некоторых двигателях при замене седел их посадочные места растачивают до ремонтного размера; выравнивают привалочную плоскость (в случае деформации ГБЦ); заменяют или восстанавливают клапаны (в нашем случае произвели замену); устанавливают новые маслосъемные колпачки (обязательная операция); заменяют распределительный вал, толкатели и т.д. Растачивают и хонингуют цилиндры, шлифуют коленчатый вал [1].

После механической обработки (расточка, шлифовка, хонингование и т.д.) из всех каналов систем смазки и охлаждения необходимо удалить стружку и отложения. Для этого коленчатый вал, блок цилиндров и ГБЦ повторно моют и продувают каналы сжатым воздухом [6].

Процесс сборки двигателя производился на монтажном стапеле, что позволяло изменять его положение и облегчать сборочные операции. На этапе сборки обеспечивались и проверялись регламентируемые заводом-изготовителем зазоры и натяжение во всех соединениях. Была произведена развесовка деталей, осуществлены  операции регулировки зазоров и натяжений. Затяжка деталей двигателяnпроизводилась в определенной последовательности необходимым моментом (с использованием динамометрических ключей). На этапе сборки проводился также  контроль выполнения всех предыдущих этапов.

Рисунок 7. Финальный вид двигателя Zetor после

капитального ремонта

Регулировка является последним этапом капитального ремонта двигателя [1]. Она может производиться как непосредственно на технике, так и на специальном стенде, имеющем радиатор охлаждения, топливную магистраль, отвод отработавших газов и электропроводку, т.е. имитирующем установку двигателя на автомобиль. Второй вариант удобнее, так как имеется улучшенный доступ к двигателю, не требуется повторное снятие мотора в случае каких-либо обнаруженных неисправностей или недочетов после выполнения капитального ремонта. Но с другой стороны имеется основной недостаток - стоимость подобного стенда или же затраты на его самостоятельное производство и настройку.

Заключение

В перечень запасных частей, необходимых для капитального ремонта двигателя в нашем случае вошли: поршни, поршневые кольца, вкладыши и втулки подшипников скольжения, набор прокладок и сальников, клапаны и их направляющие втулки, звездочки, цепь, ремни, натяжители, успокоители, ролики, ремкомплекты топливного, масляного, водяного насосов. Можно, конечно, обойтись и меньшим количеством, оставив ряд узлов и деталей без замены. Однако такие детали требуют самого тщательного контроля. Их износ, даже незначительный, снижает ресурс отремонтированного двигателя.

Общие затраты на капитальный ремонт включают также стоимость запасных частей и расходных материалов. Ремонт нашего двигателя обошелся в пределах 100 тыс. рублей, что наглядно показывает экономическую выгоду по сравнению с покупкой нового двигателя (300 тыс. рублей) экономия составляет более 60%. Из этого можно сделать вывод, что капитальный ремонт двигателя экономически выгоднее, чем покупка нового ДВС «ZETOR 5201.22» [3].

Сроки выполнения капитального ремонта двигателя в среднем составляют 3-5 дней. Если же двигатель сложный - блок цилиндров, головка блока или коленчатый вал имеют серьезные повреждения и требуются специальные ремонтные технологии (правка коленвала, заделка трещин корпусных деталей, запрессовка ремонтных несъемных гильз, замена седел клапанов и т.д.), то времени на ремонт необходимо гораздо больше. На практике сроки могут увеличиться за счет заказов и ожидания доставки запчастей, а также станочной обработки блока цилиндров, коленчатого вала и ГБЦ.

Альтернативой капитального ремонта является приобретение другого двигателя. Принимая решение, ремонтировать старый или покупать новый двигатель, следует учитывать, что во втором случае к стоимости двигателя прибавятся затраты на его доставку и замену.

Список литературы:

1. Анализ деятельности автосервиса // Allbest. [электронный ресурс] - Режим доступа. - URL: http://otherreferats.allbest.ru/transport/00163104_0.html (дата обращения: 20.04.2016).
2. Губертус Гюнтер ДИАГНОСТИКА ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ. - Москва: М.ООО "КНИЖНОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО "ЗА РУЛЕМ", 2011. - 176 с.
3. ЗЕТОР 5201 // Торговый Дом "Спец Техники".[электронный ресурс] - Режим доступа. - URL: http://tdst ural.ru/catalog/poleznaya_informatsiya /zetor-5201 (дата обращения: 17.04.2016).
4. Износ деталей и его контроль // Edulib. [электронный ресурс] - Режим доступа. - URL: http://edulib.pgta.ru/els/_2013/111_13/Lektcii_ omp/ lectsii_ htm/lekc_38/iznos.htm (дата обращения: 23.04.16).
5. Необходимость капитального ремонта двигателя // Sinref онлайн библиотека. [электронный ресурс] - Режим доступа. -URL:http://sinref.ru/ 000_uchebniki/05300_transport/002_spravochnik_avtomehanika_2011/077.htm (дата обращения: 20.04.2016).
6. Описание модели двигателя zetor 5201.22 // Авто Альянс. [электронный ресурс] - Режим доступа. - URL: http://www.autoopt.ru/auto/encyclopedia/ special/detva/mark/detva-unc-061/ (дата обращения: 15.04.2016).
7. Роговцев В.Л., Пузанков А.Г., Олдфильд В.Д. Устройство и эксплуатация автотранспортных средств. - Москва: "Транспорт", 1997. - 328 с.
8. BOSCH. Cистемы управления дизельными двигателями. Перевод с немецкого. - Москва: Первое русское издание. - М.: ЗАО «КЖИ» «За рулем», 2004. - 480 с.