Как обнаруживать и устранять дефекты в ДВС Caterpillar?

Американские моторы Caterpillar, широко известные также маркой техники Cat, успели полюбиться многим организациям и физическим лицам, занятым в различных секторах экономики. Они устанавливаются на автотехнику, работающую в строительстве, горнодобывающей промышленности, энергетике, сельском хозяйстве и на нефтегазовых месторождениях. И это далеко не полный перечень, ведь отличные эксплуатационные качества и экономичность всегда в цене, а именно эти преимущества в сочетании с высокой мощностью и простотой обслуживания привлекают потребителей. Этот набор положительных свойств, а также широкая дилерская сеть, благодаря которой всегда можно приобрести запчасти для ремонта, создали предпосылки для такого явления, как монтаж силовых агрегатов Катерпиллер и на технику, имевшую ранее другие моторы.

В связи с этим у эксплуатантов рано или поздно возникает вопрос: как обнаруживать и устранять дефекты в этом ДВС? Постараемся на него ответить в данном материале.

Особенности моделей Катерпиллер

Число моделей Катерпиллер достигает сотни, выпускаемых на сегодня вдвое меньше, но ориентироваться нужно на первое число, потому что большинство из них ещё в строю, благодаря высокой износостойкости и аккуратности владельцев, допускающих капремонты своих ДВС. Поэтому они совершенно различны, но все имеют ряд особенностей, выгодно выделяющих их на фоне конкурентов.

Назовём наиболее распространённые в последнее время серии:

D300;
D333;
3200;
3300;
3400;
3500;
3050;
3060;
3040;
4.236 и т.д.

Многолетнее сотрудничество с американской компанией убедило нас в том, что этот производитель делает упор на качество, поэтому практически вся поступающая продукция может использоваться годами и десятилетиями. В тех редких случаях, когда имелись незначительные дефекты, — обмен происходил моментально, но в последние годы эти ситуации можно пересчитать по пальцам, а объёмы поступлений — огромны. Налаженная СМК позволила Caterpillar отладить взаимодействие с партнёрами, выпускающими для идущих на конвейер силовых установок часть деталей.

Основная масса выпускаемых ДВС снабжена четырьмя или шестью цилиндрами с расположением в один ряд, на них действуют четыре такта. Другие характеристики:

мощность — высокая, в отдельных модификациях она может достигать 400 и более «лошадок», а крутящий момент — свыше полутора тысяч ньютонометров;
длительный срок эксплуатации — до 20 тысяч моточасов и выше;
наличие версий с увеличенным рабочим объёмом — 27 «кубов» и более, при этом вес изделия снижен за счёт применения композитных материалов с увеличением крепкости через спецдобавки.

В основном в американских моторах применяется водяное охлаждение с интенсификацией через мощный вентиляционный обдув, поэтому случаи перегрева редки при условии соблюдения эксплуатационных правил. Некоторые из двигателей используют знаменитую разработку Бош — топливную систему Common Rail, но даже там, где она отсутствует, налажен прямой, непосредственный впрыск топлива с расчётом времени и необходимого объёма, поэтому достигаются высокие результаты по топливной экономии.

Сильная сторона Катерпиллера — мощный турбонаддув, именно он позволяет добиться значительного роста мощностных и других характеристик, в отдельных моделях применена изменяемая геометрия, улучшающая взаимодействие турбины с другими частями мотора. Эти и другие конструкторские решения позволили добиться достижений высоких классов по экостандартам — EPA Tier 4 Final (USA) и Stage IIIB (EU), на достигнутые результаты повлияла также массовая установка знаменитой рециркуляционной системы выхлопов ЕГР.

Почему возникают неисправности?

После перечисления всех этих достоинств иногда возникает закономерный вопрос: почему же в таком случае возникают неисправности? Ответ на него довольно прост — ведь никто не обещает «вечного двигателя», рано или поздно даже крепкие детали приходят в негодность под воздействием раскаляющегося до тысячи градусов и более содержимого, давящего прессом воздуха, различных механических и химических воздействий. Уж кто-кто, а Кат проделывает огромную работу по увеличению крепкости изделий, постоянно внося в те или иные компоненты модификации чугуна, легированные сорта стали, хром, молибден и прочие включения, при этом стараясь не увеличивать сильно конечную цену комплектующих, потому что только так можно выдержать сильнейшую конкуренцию в двигателестроении. Но даже такие части ДВС, как ГБЦ (с весом под 20 кг) или коленвал, которые априори являются крепкими, испытывают т.н. «усталость металлов», когда внешне устойчивые узлы способны треснуть при малейшем соприкосновении с тяжёлыми предметами.

Ещё одна группа причин связана с элементарными ошибками, которые допускают эксплуатанты либо по незнанию, либо из-за сознательного пренебрежения правилами. Например, устанавливается определённый компонент, в инструкции чётко прописано, какой использовать инструмент, с каким усилием закручивать болты и т.п. Но водителю проще взять молоток и кувалду и забить их. При этом наносятся повреждения не только самому монтируемому узлу, но и смежным с ним, а страдает от этого весь мотор.

Наконец, играют свою роль качество топлива, масла, ОЖ, стиль вождения и пр. При усилении нагрузок важно установить правильный режим и следить за технологическими перерывами, только в этом случае есть шанс обойтись без «капиталки». Но в своё время и с такими мерами ДВС выходит из строя. И тут важно грамотно подобрать запчасти, потому что только с оригинальными, заводскими компонентами можно провести ремонт качественно, продлив срок эксплуатации «автосердца». Если же ставить первые попавшиеся, выбирая исключительно по цене, то можно окончательно «добить» его, так как фальсификат, как правило, представляет собой уже побывавшие в употреблении комплектующие, у которых отреставрирован внешний вид. Вы с таким же успехом можете продолжать пользоваться старыми узлами, результат будет примерно тот же, но без дополнительных затрат. Поэтому выход тут только один: заказываете нужное только у официального дилера, на цены у нас не жалуются.

Какие неисправности можно обнаружить?

Среди обнаруживаемых неисправностей в ДВС Caterpillar лидируют следующие:

дефекты топливной системы;
поломки в системе маслообеспечения;
выход из строя элементов цилиндропоршневой группы;
сбои в системе охлаждения;
отказ в работе электронных систем.

Обратите внимание, что узлы, считающиеся основными, — коленчатый и распределительный валы — отсутствуют в списке, так как их изготовление из чугуна и крепчайших сталей с легированием позволили уменьшить статистику по их неисправностям. Но это не означает, что с ними, как и с другими компонентами, можно обращаться как захочется, они тоже способны ломаться, но их неисправности, как правило, связаны с упомянутыми в перечне выше.

Поясним на примере: заливка некачественного топлива, прежде всего, выводит из строя форсунки, следом отказывает ТНВД, далее разрушительный процесс идёт по нарастающей и приводит, например, к залеганию поршневых колец, что отрицательно влияет на работоспособность поршня, связанного через шатун с коленвалом. При его неисправности двигатель блокируется, и уже может не помочь даже капремонт. И это только один случай взаимосвязанных цепочек. Но только благодаря этим тесным связям при отказе многих компонентов ДВС имеет возможность продолжения работы за счёт напряжения ресурсов других систем. Но надо всегда помнить, что такое напряжение — на крайний случай, до ближайшей точки ремонта, оно не рассчитано на повсеместное применение.

Если речь идёт о ТС с непосредственным впрыском через рампу, то в ней давление нагнетается до крайне высоких значений, поэтому топливо быстро транспортируется на цилиндры, что положительно влияет на шумовой уровень, понижая при этом и токсичность выхлопов. Но такой подъём давления не проходит бесследно, поэтому и возникают сбои, особенно, если не прочищать вовремя форсунки. Но если вы не делаете этого регулярно, то проще будет их поменять, так как процесс становится трудоёмким, а порой и невозможным.

У насоса, напротив, иногда падает давление, это приводит к слабой накачке топлива, а ведь его задача — быстро отправить горючее по маршруту с конечной точкой в камерах сгорания.

Чтобы топливо было качественным, недостаточно закупать его у надёжного продавца, даже если вы, например, лично знакомы с заправщиком. Он ничего не сможет сделать, если поступила партия со дна цистерны, загрязнения неизбежно попадут в бак. На этот случай предусмотрена фильтрация, которая у ДВС Катерпиллер налажена очень качественная, плюс можно поставить сепаратор — он будет удалять влагу и дополнительно очищать ДТ от крупной грязи.

Осматривайте также места расположения прокладок — они дают дополнительную защиту узлов, поэтому нуждаются в частой замене, и это обычно не связано с их качеством, просто они — расходный материал.

Старайтесь не крутить лишний раз стартёр, так можно загнать частички металла в трубопровод, который пронесёт их на форсунки.

В системе маслообеспечения особого внимания требует поддон — масляные лужи в местах стоянки, как правило, связаны с механическими повреждениями, которые он получил. Тут дело, прежде всего, в расположении, которое нельзя изменить, — масло стекает вниз, а низ, в свою очередь, — более уязвимая позиция для ударов, особенно, если имелась тряска в дороге или при работе.

Иные способы проверки

Таким образом, чаще всего единственным способом обнаружения дефектов в силовом агрегате Cat становится его тщательный осмотр, который обычно проводят визуально. Не во всех узлах можно рассмотреть мельчайшие детали полностью, поэтому специально для таких случаев предусмотрена процедура разбора двигателя на стенде. Лучше всего совместить её с капитальным ремонтом, если есть в этом потребность. То есть для поиска неисправностей в работоспособном двигателе он, конечно, излишен, но в случае накопления дефектов и по прошествии пяти и более лет эксплуатации — такая операция совсем не повредит.

Некоторые из дефектов будет невозможно обнаружить без компьютерной диагностики, это, например, касается тех же поршневых пальцев или датчиков. Напротив, некоторые неисправности выдают признаки, которые можно обнаружить без всякого оборудования и даже осмотра самого мотора. Точнее, эти симптомы известны из практики опытных водителей. К ним, например, относится цветная раскраска выхлопного дыма. Это — верный признак, что накопились проблемы в топливной системе, причём обычно дело не только в форсунках.

Ещё помогают подсчёты расходов на техжидкости: резко растут траты на масло — осматриваем систему смазки, на горючее — топливную.