Двигатель Cummins QSX/ISX 15: история одного капремонта

Дизели известной марки имеют большой ресурс и при правильной эксплуатации и обслуживании выдерживают пробег в 250 тыс. км и больше. Шестицилиндровые двигатели модели Cummins QSX/ISX 15 применяются преимущественно на грузовых автомобилях и сельхозтехнике. Моторы рассчитаны на работу в режиме длительных поездок с примерно одинаковой нагрузкой, что наилучшим образом соответствует магистральным тягачам.

В наш техцентр обратился владелец седельного грузовика International 9200i с просьбой продиагностировать, и отремонтировать двигатель. На тягаче установлен дизель Cummins 15 ISX, пробег на текущий момент 296 200 км. В предлагаемой статье приводится полный список неисправностей, описание восстановительных работ и перечень запчастей и компонентов. По завершении ремонта обнаружились дополнительные проблемы с ГБЦ, которые были устранены с минимальными затратами.

Начальная диагностика, демонтаж двигателя, дефектация основных узлов

Автомобиль был на ходу, для доставки его в сервис не потребовалось прибегать к буксировке. Машину загнали в цех участка ремонта двигателей и сразу же приступили к первоначальному осмотру. При опросе водителя удалось установить, что в последний месяц появился и заметно усилился сизый дымный выхлоп, наблюдался повышенный угар масла. Кроме того значительно упала мощность, на подъемах приходилось переключаться на пониженную передачу на одну и даже на две ступени.

Для проведения первичного осмотра с машины сняли капот, бамперы, радиаторы системы охлаждения. В процессе предварительной оценки технического состояния двигателя были выявлены потеки масла:

  • в верхней части корпуса трансмиссии;
  • через поврежденный сальник турбонагнетателя;
  • через прокладку крышки ГБЦ;
  • по месту установки всасывающего коллектора и на большей части его внешней поверхности.

По результатам осмотра и с учетом жалоб водителя предполагается чрезмерный износ деталей цилиндропоршневой группы и прежде все гильз и колец. Это стало причиной прорыва продуктов сгорания в картер двигателя, что привело к повышению давления и выбросам моторного масла через уплотнители. После согласования с клиентом решили делать капитальный ремонт двигателя с заменой изношенных узлов и деталей.

Демонтаж силового агрегата выполнялся с помощью электрической лебедки, его перенесли на моторный стенд с механизмом наклона и закрепили на опорах. Разборка двигателя выполнялась в таком порядке:

  • Навесное оборудование: турбина-нагнетатель, топливная аппаратура, генератор, электростартер, воздушный компрессор и другие механизмы.
  • Крышка головки блока цилиндров и сама ГБЦ. Болты крепления выворачивались, начиная с крайних с переходом по диагоналям к центру.
  • Сцепление: корзина и ведомый диск, а также маховик. Коленчатый вал фиксировался в неподвижном положении специальным ключом.
  • Насосы масляный и системы охлаждения, поддон картера и трубка маслоприемника.
  • Кронштейны шатунов и вынули поршни из цилиндров, а затем и выпрессовали гильзы.
  • Бугели коренных вкладышей и коленчатый вал.

По завершении разборки двигателя были проведены замеры и дефектация деталей. Для этого использовался электронный микрометр, данные по номинальным размерам и допускам брались из технической документации. Результаты выполненных исследований следующие:

  • Допуски по посадочным местам и крышкам коренный вкладышей – 0,03 мм; фактически от 0,09 до 0,018 мм.
  • На четвертом и третьем поршнях сломаны верхние компрессионные кольца, на первом и шестом выявлены отложения в канавках маслосъемных колец.
  • Внутренние поверхности вкладышей и коренных, и шатунных сильные следы износа, глубокие царапины и риски.
  • Коленчатый вал: проведены замеры по всем шейкам, обнаружена неравномерная выработка и сильное биение. Принято решение шлифовать под первый ремонтный размер.

В ходе выпрессовки гильз из блока были сняты антипригарные кольца, это техническое решение разработано для поздних моделей двигателей Cummins и сильно упростило ремонт. Состояние деталей признано неудовлетворительным, включены в список для заказа запчастей.

Корпус блока цилиндров помыли с использованием аппарата высокого давления и специальных моющих средств. Проведена промывка и чистка масляных каналов. Обследованы места установки гильз, микротрещин и следов разрушения металла не выявлено. Расточка посадочных мест не требуется, предполагается использовать детали номинальных размеров.

Сборка двигателя: порядок и особенности выполняемых работ

Блок цилиндров изначально был установлен на специальном стенде, который позволяет наклонять и переворачивать его. Сборка двигателя проводилась механиками нашего техцентра под контролем мастера и инженера. Работы выполнялись в таком последовательности:

  • Запрессовка гильз в блок с установкой новых уплотнительных и демпфирующих колец. Проверка правильности посадки, верхняя кромка выступает над присоединительной поверхностью на 0,15-0,34 мм и укладывается в пределы допуска.
  • Установка коренных вкладышей, нанесение смазки из моторного масла и укладка коленчатого вала. Протяжка болтов бугелей с установленным моментом. Проверка продольного люфта и подбор калиброванных полуколец.
  • Сборка поршней с заменой пальцев, которые имели большой износ. На них установлены новые компрессионные и маслосъемные кольца с разворотом замков под углом в 120⁰. Установка собранных поршней в цилиндры выполнялась и использованием универсального приспособления.
  • Головка блока цилиндров. Был проведен ремонт со шлифовкой присоединительной поверхности и седел клапанов, которые были заменены вместе с направляющими и маслосъемными колпачками (сальниками). Проведена притирка узлов с помощью абразивных паст, проверка керосином показала отличное прилегание.
  • Протяжка ГБЦ выполнялась динамометрическим ключом по схеме, приведенной в фирменной инструкции по ремонту. Использовался новый набор крепежных болтов из ремкомплекта.
  • Крышка головки блока цилиндров установлена на новую прокладку без использования каких-либо герметиков. Предварительно восстановлена резьба в двух точках крепления, замены соответствующие болты.
  • Впускной коллектор. Вкручены две новых шпильки взамен сломанных, установлена отремонтированная турбина с новым сальником и подшипником. Проверка на стенде показала минимальный люфт.
  • Маховик. Смонтирован с использованием нового комплекта болтов, заменен опорный подшипник первичного вала КПП. При сборке сцепления установлен новый ведомый диск, у старого выявлено ослабление пружин, которые в ненагруженном состоянии свободно перемещаются в гнездах.
  • Насос охлаждающей жидкости. Обнаружены утечки антифриза через сальник и небольшой люфт подшипника, конструкционный узел неразборный, пришлось заменить.
  • Установлены новые термостаты. Старые не вызывали каких-либо опасений, но с учетом сложности их демонтажа на автомобиле рекомендуется менять в целях профилактики.
  • Масляный насос. В процессе разборки выявлен повышенный износ в шестернях, заказан и смонтирован новый.

Дополнительно изготовлены и смонтированы кронштейны для крепления усиленных заглушек на блоке цилиндров. Из выпускного коллектора удален клапан EGR проведена перепрошивка электронного блока управления двигателем для обеспечения его работы без этого узла. Устройство снижения токсичности выхлопа очень капризное и отказ он него обеспечивает стабильность параметров силового агрегата.

Установка двигателя на автомобиль, пробный запуск и испытания

Монтаж силового агрегата выполнялся в соответствии с инструкцией по ремонту. В ходе установки произведена замена опор двигателя из-за сильного растрескивания резины демпфирующего элемента. При выполнении работа применялись следующие комплектующие и запчасти:

  • патрубки системы охлаждения с оригинальными винтовыми зажимами;
  • ремни приводные электрического генератора и помпы;
  • часть бортовой проводки с разъемами для подключения датчиков и исполнительных устройств;
  • фильтрующие элементы топливный и масляный.

После установки двигателя Cummins QSX/ISX 15 на автомобиль в картер было залито моторное масло, а система охлаждения заправлена антифризом. Электрик подключил все разъемы и проверил состояние электрических цепей.

Проведена предварительная прокачка топливной системы для заполнения трубопроводов и форсунок. Пробный запуск силового агрегата показал устойчивую работу без биений и вибраций. Для демонстрации плавности хода на крышку головки поставили стеклянную крышку с водой. Сосуд остался на месте, вода не расплескалась, наблюдались только слабые круги на поверхности.

По просьбе автовладельца проведена перепрошивка процессора с ограничением мощности на период обкатки до 424-425 л. с., изменена программа управления турбонаддувом. Применялось специальное программное обеспечение от одного из ведущих разработчиков в нашей стране.

Обкатка двигателя осуществлялась без нагрузки с постоянным компьютерным мониторингом параметров. Контролировались показатели давления масла и подачи топлива. После непрерывной работы в таком режиме не выявлено утечек или сильного угара моторного масла и антифриза.

Устранение неисправностей форсунок системы впрыска

В процессе обкатки отремонтированного двигателя Cummins модели 15 ISX была выявлена нестабильность в работе насос-форсунок на повышенных и на холостых оборотах. По согласованию с автовладельцем была проведена повторная ревизия головки блока цилиндров и системы впрыска топлива. С силового агрегата демонтировали форсунки и крышку ГБЦ.

При тщательном осмотре были выявлены протечки охлаждающей жидкости в четырех из шести стаканов головки. В поисках решения проблемы были подняты технические бюллетени компании производителя по аналогичным неисправностям, предлагается два вариант:

  • установка новых колец уплотнителей в нижней части насос-форсунки;
  • замена поврежденной головки.

Существует еще и третьей решение, разработанное одной из американских компаний и не одобренное производителем. Предлагается демонтаж дефектных и инсталляция ремонтных стаканов. Эту возможность оставили на крайний случай.

Кроме того была проведена повторная проверка форсунок на стенде, который показал существенное расхождение в объемах впрыскиваемого топлива за единицу времени. Промывка узла специальными растворами и чистка ультразвуком не привела к улучшению ситуации, и было решено заменить весь комплект.

Установка оригинальных форсунок позволила полностью решить проблемы с системой питания двигателя. Компьютерная диагностика показала стабильную работу силового агрегата на всех режимах. Также исчезли протечки охлаждающей жидкости в камеру сгорания.

Заказ и приобретение комплектующих и запчастей для капитального ремонта двигателя Cummins QSX/ISX

Полного восстановления характеристик силового агрегата удалось добиться благодаря использованию оригинальных механизмов и узлов. Часть комплектующих были заказана у официального дилера производителя в компании Diesel Parts Company. Запасные части закупались только оригинальные, ниже приводится их полный перечень:

  • гильзы номинального размера с ремкомплектом установочных и уплотнительных колец;
  • набор поршневых пальцев;
  • кольца компрессионные и маслосъемные набор;
  • вкладыши коренные и шатунные ремонтные;
  • прокладки уплотнительные в комплекте;
  • клапаны впускные и выпускные всего 24 штуки;
  • форсунки с уплотнительными кольцами;
  • болты крепления ГБЦ;
  • прокладки поронитовые для всасывающего и выпускного коллекторов;
  • насосы масляный и охлаждающей жидкости;
  • опорный подшипник первичного вала КПП для маховика;
  • диск сцепления ведомый;
  • патрубки системы охлаждения комплект с хомутами;
  • фильтры топливные и масляные;
  • ремни привода помпы и генератора.

Заказанные запчасти были поставлены упомянутыми компаниями в течение четырех-шести дней. Комплектующие были присланы вместе с технической документацией и с гарантийными талонами. Все узлы и детали новые не имеют следов установки и эксплуатации, на упаковку нанесены все необходимые данные, позволяющие их точно идентифицировать при покупке и использовании.