Капитальный ремонт двигателя

Ресурс двигателя — длительность его работы (пробег) до прихода в непригодное для нормальной эксплуатации состояние, не устраняемое регулировкой (падение мощности, увеличение расхода масла и топлива, токсичности отработавших газов, ухудшение пусковых свойств и т.д.). Величина ресурса определяется скоростью износа деталей двигателя. Большинство иностранных двигателей имеют ресурс 250—300 тыс. км и более, отечественные, как правило, — около 150 тыс. км. Для того чтобы двигатель отработал заложенный в него ресурс, необходимо соблюдение правил эксплуатации, установленных производителем автомобиля.

Износ детали — изменение ее размеров, формы или состояния ее поверхностей под воздействием нагрузок. Ускоренный износ чаще всего возникает из-за нарушения правил эксплуатации и техобслуживания двигателя и приводит к преждевременному выходу его из строя.

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

Средний ремонт двигателя — частичная разборка двигателя и восстановление или замена изношенных деталей (например, ремонт головки блока цилиндров).

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

Несвоевременная замена масла и масляного фильтра приводит к работе пар трения в неблагоприятных условиях. Это связано с ухудшением свойств моторного масла (меняется его вязкость, вырабатываются присадки, повышается склонность к образованию отложений на деталях и в каналах системы смазки и т.д.) и большим количеством продуктов износа в смазочной системе (в загрязненном масляном фильтре открывается перепускной клапан и масло проходит мимо фильтрующего элемента).

Использование некачественного масла вызывает ускоренный износ и быстрый выход двигателя из строя. Масло, не обладающее всем комплексом свойств, необходимым для нормальной смазки пар трения, не предотвращает образование задиров и разрушение рабочих поверхностей высоконагруженных деталей (детали газораспределительного механизма, поршневые кольца, юбки поршней, вкладыши коленчатого вала, подшипники турбокомпрессора и т.д.). Повышенная склонность некачественных масел к образованию смолистых отложений может привести к закупориванию масляных каналов и оставить пары трения без смазки, что вызовет их ускоренный износ, образование задиров и заклинивание. Подобные эффекты возможны в случае применения масла, не соответствующего данному двигателю по классу качества (классификации API, ACEA и т. д.). Например, когда вместо рекомендованного масла по API класса SH/CD используется более дешевое SF/CC.

Неудовлетворительное состояние воздушного или топливного фильтра (дефекты, механические повреждения), а также различные неплотности соединений впускной системы приводят к попаданию абразивных частиц (пыли) в двигатель и интенсивному износу, в первую очередь цилиндров и поршневых колец.

Несвоевременное устранение неисправностей в двигателе или неправильные регулировки ускоряют износ деталей. Например, “стучащий” распределительный вал является источником непрерывного загрязнения системы смазки металлическими частицами. Неверная установка угла опережения зажигания, неисправности карбюратора или системы управления двигателем, применение не соответствующих двигателю свечей зажигания вызывают детонацию и калильное зажигание, грозящие разрушением поршней и поверхностей камер сгорания. Перегрев двигателя из-за неисправностей в системе охлаждения может привести к деформации головки блока цилиндров (ГБЦ) и образованию в ней трещин. Пленка масла в парах трения при недостаточном охлаждении становится менее прочной, что приводит к интенсивному износу трущихся деталей. У дизелей прогары поршней и другие серьезные дефекты возникают в результате неисправностей топливной аппаратуры.

Режимы эксплуатации автомобиля также влияют на скорость износа двигателя. Работа двигателя преимущественно на максимальных нагрузках и частотах вращения коленчатого вала может заметно снизить его ресурс (на 20—30% и более). Превышение допустимого числа оборотов приводит к разрушению деталей. Также около 70% износа двигателя приходится на режим пуска. Особенно способствует снижению ресурса холодный пуск, если в двигатель залито масло с несоответствующей вязкостно-температурной характеристикой. При температуре -30oС он эквивалентен (по износу) пробегу в несколько сотен километров. Связано это, прежде всего, с высокой вязкостью масла при низкой температуре — для его поступления (прокачки) к парам трения требуется больше времени. Короткие поездки на не прогретом двигателе зимой способствуют появлению отложений в системе смазки и коррозионному износу поршней, их колец и цилиндров.

Предварительное диагностирование двигателя на предмет проведения капитального ремонта проводится по следующим параметрам:

• О чрезмерном износе вкладышей и шеек коленчатого вала и (или) других подшипников скольжения, как правило, свидетельствуют стуки в кривошипно-шатунном механизме и пониженное давление в системе смазки. Стуки различают при помощи стетоскопа; давление измеряется манометром.
• Признаками сильного износа деталей цилиндро-поршневой группы (ЦПГ) являются большой расход масла (свыше 0,7—1,0 л/1000 км), характерный сизый дым в отработавших газах и низкая компрессия (давление в цилиндре в конце такта сжатия). Иногда причинами дыма и чрезмерного расхода масла могут быть потеря эластичности маслосъемных колпачков клапанов и “закоксовывание” масляными отложениями маслосъемных поршневых колец, а падения компрессии — прогар клапанов или прокладки ГБЦ. Такие неисправности устраняются в рамках среднего ремонта. Компрессия измеряется компрессометром, а причина ее снижения устанавливается с помощью пневмотестера. Осмотр поверхностей цилиндров на предмет наличия задиров проводится с использованием эндоскопа.

Окончательное решение о проведении капитального ремонта в полном объеме принимается, как правило, при дефектовке (см. ниже) после замеров износа и биения шеек коленчатого вала и износа цилиндров, проводимых с использованием соответственно микрометра, или измерительной скобы, стрелочного индикатора и нутромера. Кроме того капитальный ремонт проводится в случаях заклинивания двигателя, обрыва шатуна, разрушения поршней, так как коленчатый вал и блок цилиндров получают серьезные повреждения.

Демонтаж двигателя, очистка его наружных поверхностей от загрязнений, разборка и мойка деталей.

Дефектовкапроводится с использованием измерительного инструмента (микрометров, нутромеров, щупов и др.), позволяющего точно определить величину износа, деформации и прочие признаки негодности деталей:

• осматривают коленчатый вал на наличие задиров на шейках, их диаметры измеряют в двух взаимно перпендикулярных плоскостях (фото 1). Измеряют биение шеек (фото 2), маховика в сборе с коленчатым валом, осевой люфт вала в блоке цилиндров и т. д.;
• определяют отклонение размеров и геометрии цилиндров (овальность, конусность и т. д.) измерением их диаметров в продольной и поперечной плоскостях (относительно блока цилиндров) на трех уровнях;
• измеряют зазоры в парах трения и диаметры всех трущихся деталей: распределительного вала, клапанов и их направляющих втулок, валиков приводов и т.д;
• с помощью опрессовочного оборудования проверяют на наличие трещин корпусные детали двигателя.

На основании полученных результатов и сравнения их с номинальными или ремонтными размерами, установленными заводом-изготовителем, выбирают способы ремонта деталей или принимают решение об их замене.

Ремонт блока цилиндровможет включать следующие операции:

• замена съемных гильз или растачивание и хонингование цилиндров для придания им строго цилиндрической формы. Обработка производится до ремонтного размера, соответствующего диаметру ремонтного поршня (для большинства двигателей выпускаются поршни двух-трех ремонтных размеров) с учетом величины теплового зазора. Зазор измеряется между стенкой цилиндра и юбкой поршня в направлении, перпендикулярном поршневому пальцу. При комнатной температуре поршень имеет не цилиндрическую форму и его небольшое покачивание в цилиндре не говорит о зазоре больше нормы. На двигателях, не имеющих съемных гильз, при сильном износе одного цилиндра (или нескольких) и удовлетворительном состоянии остальных может оказаться целесообразной установка ремонтной гильзы и ее последующая обработка до размера, соответствующего остальным цилиндрам;
• восстановление постели коленчатого вала (в случае ее повреждения) в сборе с крышками коренных подшипников;
• заделка трещин в блоке цилиндров (если они имеются);
• выравнивание (при необходимости) привалочной плоскости (плоскости разъема с ГБЦ) фрезерованием или шлифованием.

Ремонт коленчатого вала осуществляют шлифованием и последующим полированием шатунных и коренных шеек до ремонтных диаметров. Полирование позволяет сгладить вершины микрорельефа поверхности шеек и кромки отверстий масляных каналов. Толщина закаленного поверхностного слоя шеек позволяет перешлифовывать вал до 4 раз. В случае деформации коленвала (чрезмерного биения шеек) перед шлифованием его правят и проверяют на отсутствие трещин.

Ремонт головки блока цилиндров включает:

• заделку трещин при помощи сварки или других ремонтных технологий (при необходимости);
• замену или восстановление направляющих втулок клапанов (при необходимости). В первом случае для обеспечения необходимого натяга в соединении (втулка — головка) головку предварительно нагревают. Во втором — уменьшают диаметр отверстия под стержень клапана поэтапной раскаткой твердосплавным роликом и обрабатывают его разверткой для восстановления цилиндричности;
• замену и(или) правку фасок седел клапанов. На некоторых двигателях при замене седел их посадочные места растачивают до ремонтного размера, седла охлаждают в жидком азоте, а головку нагревают;
• выравнивание (фрезерование или шлифование) привалочной плоскости (в случае деформации ГБЦ;
• замену или восстановление клапанов;
• установку новых маслосъемных колпачков (обязательная операция);
• замену распределительного вала, толкателей и т.д.

Расточка и хонингование цилиндров, шлифовка коленвала и т.д. требуют использования дорогостоящих станков. Небольшие СТО, выполняющие капитальный ремонт двигателей, не имеющие своего станочного парка, для выполнения операций механической обработки пользуются услугами специализированных мастерских.

После механической обработки (расточка, шлифовка, хонингование и т.д.) из каналов систем смазки и охлаждения должны быть удалены стружка и отложения. Для этого коленвал, блок цилиндров и ГБЦ еще раз моют и продувают каналы сжатым воздухом. Из каналов коленвала предварительно удаляют технологические заглушки.

Сборка двигателя должна производиться на монтажном стапеле, позволяющем поворачивать его в различные положения и облегчающем сборочные операции. На этапе сборки обеспечиваются и контролируются требуемые заводом-изготовителем зазоры в парах трения и натяги в соединениях. Проводят развесовку поршней, шатунов и поршневых пальцев, осуществляют регулировочные операции (например, регулировку тепловых зазоров в приводе клапанов, натяжение ремня привода распредвала и т.д.). Затяжка крепежа корпусных деталей двигателя, а также его крышек и поддонов производится в определенной последовательности строго регламентированным моментом (с использованием динамометрических ключей). Неправильные последовательность и момент затяжки, например ГБЦ, могут привести к ее перекосу, деформации и, как следствие, к выходу двигателя из строя. На этапе сборки проводится также частичный контроль выполнения предыдущих этапов. Так, при затянутых требуемым моментом крышках коренных подшипников коленчатый вал должен вращаться от руки. Чрезмерно тугое вращение говорит об изгибе вала (биении шеек) или о недопустимо малом зазоре в сопряжении шейка — вкладыш подшипника.

Холодная обкатка двигателя на стенде заключается в принудительном вращении коленчатого вала электродвигателем. При этом в двигатель должно быть залито масло и обеспечена циркуляция охлаждающей жидкости. Во время этой операции осуществляется начальная приработка пар трения (шейки коленвала — вкладыши, поршневые кольца — цилиндры и т.д.). При точном соблюдении требуемых зазоров при сборке холодную обкатку может заменить работа двигателя на холостом ходу в течение нескольких часов.

Регулировка — конечный этап капитального ремонта двигателя. Может производиться как на автомобиле, так и на специальном стенде, имеющем радиатор охлаждения, топливную магистраль, отвод отработавших газов и электропроводку, т.е. имитирующем установку двигателя на автомобиль. Для двигателей с распределителем зажигания и карбюраторной системой питания выполняется регулировка угла замкнутого состояния контактов прерывателя зажигания (для контактного зажигания), угла опережения зажигания, оборотов холостого хода, токсичности отработавших газов и т.д.

В перечень запчастей, необходимых для капитального ремонта двигателя, как правило, входят: поршни, поршневые кольца, вкладыши и втулки подшипников скольжения, набор прокладок и сальников, клапаны и их направляющие втулки, распределительный вал, толкатели, звездочки, цепь, ремни, натяжители, успокоители, ролики, ремкомплекты топливного, масляного, водяного насосов или насосы в сборе и др. Окончательно этот список уточняется лишь после дефектовки двигателя. Иногда удается обойтись и меньшим их количеством, оставив ряд узлов и деталей без замены. Однако такие детали требуют самого тщательного контроля. Их износ (даже меньше предельно допустимого) снижает ресурс отремонтированного двигателя.

При ремонте двигателей автомобилей иностранного производства иногда выгоднее использовать запчасти “б/у” (бывшие в употреблении). Коленчатые валы, шатуны и головки блока в случае их неремонтопригодности удается заменить на предварительно отремонтированные детали “б/у”.

Покупать запчасти можно самим либо доверить это СТО, производящей ремонт двигателя. Многие сервисы имеют собственную службу снабжения, услуги которой несколько увеличивают стоимость запчастей. С другой стороны, в случае самостоятельного их приобретения СТО может не принять на себя расходы по повторному (гарантийному) ремонту, если причиной неисправности станет некачественная деталь. К тому же, если при самостоятельном заказе запчастей будет задержана их доставка, владельцу, возможно, придется оплачивать вынужденное хранение автомобиля на стоянке СТО.

Стоимость работ, производимых при капитальном ремонте, включает стоимость снятия и установки двигателя (в некоторых случаях в сборе с КПП), его разборки и сборки, станочной обработки деталей и определяется так называемыми нормо-часами. Например, АвтоВАЗ в 1990 г. установил в сети своих сервисных станций нормы всех ремонтных операций.

При расчете стоимости работ суммарная трудоемкость умножается на стоимость нормо-часа с учетом возможных наценок за вредные и тяжелые условия труда.

Общие затраты на капитальный ремонт включают также стоимость запасных частей и расходных материалов. Для отечественных двигателей ремонт в среднем обходится от 3000 — 4000 руб. до 300 — 500 у.е. Для двигателя иномарок цены существенно выше — от 500 — 800 у.е. для самых простых четырехцилиндровых двигателей до 3000 — 4000 у. е. и более для 8-и 12-цилиндровых.

Сроки выполнения капитального ремонта отечественных двигателей, а также распространенных и не слишком сложных двигателей иномарок, на которые можно, не делая заказа, приобрести все необходимые запчасти, составляют не менее 3 — 5 дней. Если же двигатель сложный, блок цилиндров, головка блока или коленвал имеют серьезные повреждения и требуется применение специальных ремонтных технологий (правка коленвала, заделка трещин корпусных деталей, запрессовка ремонтных несъемных гильз, замена седел клапанов и т.д.), то времени на ремонт необходимо больше. На практике сроки могут увеличиться за счет заказа и доставки запчастей (до двух недель и более) и станочной обработки блока цилиндров, коленвала и ГБЦ, если она проводится вне СТО (в среднем на 2 — 3 дня), или уменьшиться за счет одновременного проведения отдельных видов работ на разных участках крупной СТО.

Альтернатива капитальному ремонту — приобретение другого двигателя. Для отечественных автомобилей стоимость капремонта может составлять от половины до полной цены нового двигателя. Принимая решение — ремонтировать старый или покупать новый двигатель, следует учитывать, что в последнем случае к стоимости двигателя прибавятся затраты на его доставку и замену, а также потребуется его оформление в ГИБДД.

Цена нового двигателя для иномарки может оказаться выше не только стоимости капитального ремонта, но и подержанного автомобиля в целом. Для иномарок купить двигатель “б/у” в 2 — 4 раза дешевле, чем ремонтировать. Однако в этом случае практически невозможно достоверно определить его износ и остаточный ресурс. Если двигатель приобретается “с рук”, при регистрации в ГИБДД может потребоваться криминалистическая экспертиза.

Принимая решение, какой СТО доверить капитальный ремонт двигателя, желательно обращать внимание на следующее:

• лицензия на ремонт двигателей свидетельствует о том, что организация аттестована в данном виде работ и может предоставить юридически обоснованные гарантийные обязательства;
• специализация СТО на ремонте двигателей говорит, как правило, о наличии более полного перечня необходимого инструмента и оборудования, а также опытного персонала;
• чистота помещения — косвенный показатель как общей культуры производства, так и качества ремонта. Пыль, грязь и посторонние предметы, попав в двигатель, могут стать причиной его интенсивного износа или даже выхода из строя после первых километров пробега;
• гарантия должна оформляться в виде документа, на основании которого можно предъявить претензии и выполнить в случае необходимости гарантийный (бесплатный) ремонт. В большинстве случаев гарантийный пробег после капремонта устанавливают около 20000 — 25000 км в течение 6 — 12 месяцев. В гарантийном обязательстве оговариваются сроки, в которые автомобиль будет проходить платное гарантийное техническое обслуживание на СТО, выполнявшей ремонт.

Кроме того, следует уточнить:

• какой объем работ будет проведен при ремонте двигателя;
• кто будет приобретать запчасти;
• сроки выполнения ремонта и условия хранения автомобиля с демонтированным двигателем.

При эксплуатации автомобиля после капитального ремонта двигателя желательно чаще контролировать уровень масла и охлаждающей жидкости. Первые несколько сотен километров не следует подвергать двигатель максимальным оборотам коленчатого вала и нагрузкам (езда по бездорожью, буксировка прицепа и т.д.).

После капремонта особо важно строгое соблюдение сроков и объемов ТО. В перечень их работ обычно входят обязательная для некоторых моделей двигателей протяжка крепежа ГБЦ и регулировка тепловых зазоров привода клапанов, замена масла и масляного фильтра (как правило, после 1 — 2,5 тыс. км. пробега), внешний осмотр двигателя, устранение обнаруженных дефектов, в том числе замечаний автовладельца.

К моторному маслу, используемому после капитального ремонта, никаких специальных требований нет — оно должно соответствовать типу двигателя и сезону эксплуатации.