Сучасному двигуну дорогого трактора доводиться стикатися з серйозними українськими реаліями. Як уникнути позапланового ремонту і зайвих витрат на обслуговування без шкоди для виробництва (Опубліковано в № 09.2011 р)

Середня вартість 1 кВт потужності трактора вітчизняного виробництва становить 2618 - 6437 грн, а закордонного - 3600 -10692 грн. Висока вартість імпортної техніки обумовлена ​​тим, що в неї включена оплата надійності, адже напрацювання більше 600 мотогодин, досягнута іноземними виробниками тракторів, дозволяє господареві менше витрачати коштів і часу на усунення неполадок в порівнянні з вітчизняними, в яких цей показник становить 8-46 мотогодин. До плюсів іноземної техніки (ЄС і США) відносяться кращі ергономічні показники, низька питома вартість технічного обслуговування, високі показники напрацювання і, що найбільше приваблює покупця, економічність. Однак не слід забувати, що задекларовані показники трактора можуть бути відтворені в поле тільки за умови дотримання правил його використання (якість технічного обслуговування (ТО), своєчасний ремонт, заміна витратних матеріалів, культура виробництва і т.д.). З одного літра дизельного палива можна отримати 4,25 кВт-год механічної енергії при потенційно можливої ​​теплової енергії 9,89 кВт-год. Згідно з технічними характеристиками, ККД дизельного двигуна тракторів іноземного виробництва (Caterpillar, John Deere, Class і ін.) Досягає 0,5 (вітчизняних - 0,3), а в реальних умовах використання цей показник знижується на десятки відсотків.

Кривошипно-шатунний механізм

Як і всі деталі трактора, циліндро-поршнева група (ЦПГ) протягом усього міжремонтного періоду проходить два стану - працездатне і допустимий. Після досягнення третього, граничного стану використовувати ЦПГ стає збитковим. Перевитрата палива при проходженні перших двох станів збільшується до 11% за рахунок зносу деталей. Повністю уникнути зносу ЦПГ як параметра, лімітує технічний ресурс, не можна, можна тільки укластися в запланований міжремонтний ресурс двигуна, який для вітчизняних двигунів (і виготовлених на території СНД) складає 6 тис. Мотогодин, а для іноземних -12 тис. Мотогодин. На інтенсивність зносу ЦПГ впливають такі чинники:

1) якість палива (вміст сірки та інших домішок);

2) якість масла (утримання присадок і якість очищення);

3) своєчасність і якість ТО. Встановити несправність ЦПГ можна виміром кількості масла на чад, кількості газів, що проникають в картер, компресії в циліндрах (рис. 1), втрати повітря, введеного в циліндри. Масло на угар перевіряють за обліковими листами оператора за останні 10 днів або після контрольної зміни. Для більшості двигунів витрата масла більше 3,5-4% витрати палива свідчить про граничний знос деталей ЦПГ.

Мал. 1. Прилади для визначення компресії в циліндрах: а) аналізатор герметичності циліндра HS-A0021; б) компрессметр HS-1020A ДСТУ 4840: 2007

Дизельне паливо підвищеної якості за вмістом сірки ділиться на два види: I - масова частка сірки не більше 0,001% (відповідає вимогам стандарту Євро-5); II - масова частка сірки не більше 0,005% (відповідає вимогам стандарту Євро-4). Більш очищене паливо, відповідно, коштує дорожче. У разі недостатності коштів при проведенні весняних і осінніх польових робіт в рядових господарствах якістю палива не перебирають, ніж зменшують і без того низьку надійність техніки. Сертифікат відповідності об'єктивної інформації не несе, оскільки істотне коригування робить корупція, а замовити перевірку палива в лабораторії за 700-1000 грн не всім по кишені. Результати роботи пересувних лабораторій з перевірки якості палива, куплених за 27 млн ​​грн, поки не доводилися до відома української громадськості.

На якість палива звертають увагу тільки окремих власників транспортних засобів. Вони за свій рахунок вибірково роблять аналіз проб палива з АЗС і на основі результатів формують так звані чорні списки недобросовісних продавців. За їхніми даними, неякісним паливом в Україні торгують від 25 до 80% АЗС (в залежності від області).

Один з найважливіших показників якості дизельного палива, вимоги до якого з кожним новим європейським стандартом ростуть, є вміст у ньому сірки. Перевищення вмісту сірки в паливі, яким торгують на українських АЗС, досягає 0,225%. Нагадаємо, допустимий рівень відповідно до вимог ДСТУ 4840: 2007 (і європейського стандарту EN 590) становить 0,001%. Цікаво, яким буде ресурс трактора іноземного виробництва, якщо його заправляти таким паливом? За даними Міжнародного центру якості палива, близько 50-60% нафтопродуктів, що реалізуються на українських АЗС, є фальсифікатом. Напевно, якщо закрити так званих АЗС-бодяжники, то що залишилися АЗС не вистачить, щоб напоїти мільйони залізних коней.

Для поліпшення деяких показників дизельного палива ринок зараз пропонує установки для ультразвукової обробки палива. В результаті такої обробки вміст механічних домішок в дизельному паливі знижується на 90%, коефіцієнт фільтровану-сти поліпшується на 20%, цета-нове число збільшується, температура замерзання річного палива знижується до -21 ° С, витрата палива зменшується на 10% (за рахунок деполимеризации палива), а також на 27% знижується закоксованность. Задекларовані результати підтверджені відповідними дослідженнями. Однак такі установки -дуже дороге задоволення, дозволити їх собі можуть тільки заможні власники техніки зі значним споживанням нафтопродуктів. Вартість таких установок становить $ 8-20 тис. (Рис. 2).

Мал. 2. Ультразвукові технологічні апарати: а) УЗТА-3/22-О б) УЗТА-8/22-О в) УЗТА-8/22-ОПГ

Ситуація з якістю олії аналогічна. Підвищений вміст сірки призводить до утворення кислотних з'єднань, що сприяє підвищеній корозії елементів ЦПГ, камери згоряння і випускного тракту, а також швидкого зносу присадок в моторному маслі. На практиці вийти з даної ситуації можна двома шляхами:

1) зменшити періодичність заміни масел в 1,5-2 рази;

2) використовувати присадки до мастил, що відновлюють втрачені властивості. Вартість необхідної кількості мийно-диспергуючих присадок призводить до підвищення вартості 1 л олії на 18-27%, а заміна масла - на 50-100%. Причиною перевитрати палива і супутніх проблем, викликаних несправністю деталей ЦПГ, кривошипно-шатунного і газорозподільної механізмів, є утворення відкладень (шлами, лаки і нагар). Крім того, утворення нагару сприяє і моторне масло. Деяка частина масла неминуче потрапляє в камеру згоряння внаслідок природних витрат на угар. Сучасні масла містять велику кількість присадок, які при згорянні утворюють зольні відкладення. Чим вище якість масла, тим більше в ньому присадок, але згоряти вони повинні з мінімальною кількістю золи відкладень.

У практиці експлуатації тракторів також зустрічається залягання маслос'емних кілець. Маслос'емниє кільця залягають при тривалих простоях двигуна, коли рідкі відкладення смол поступово стікають зверху і затримуються в поршневих канавках маслос'емних кілець. Залягання маслос'емних кілець сприяють також тривала робота двигуна без заміни масла (через спрацювання миючих присадок), застосування неякісного масла (з низькою термостабильностью або з малим вмістом миючих присадок), перегріви двигуна з інтенсивним окисленням масла. Нагарообразование і знос - два взаємопов'язані процеси, які погіршують роботу тракторних двигунів. На першій стадії формування нагару компресія може підвищуватися в результаті зменшення обсягу камери згоряння (збільшення ступеня стиснення), а також погіршення тепловідведення від робочого об'єму. При подальшій експлуатації двигуна твердий нагар, що утворився на бічній поверхні поршня, досягнувши товщини в десятки мікрометрів, призводить до полірування і абразивного зносу найбільш навантаженою верхній частині циліндра. Далі цей процес розвивається з більшою інтенсивністю. Знос циліндрів веде до зниження компресії і, відповідно, до зменшення повноти згоряння палива. В результаті збільшується кількість проміжних продуктів згоряння, які, залишаючись в робочому обсязі, прискорюють процес закоксовиванія двигуна.

Зовнішні ознаки закоксованность:

• двигун важко запускається;
• двигун не розвиває номінальної потужності;
• двигун працює з димним вихлопом, температура вихлопних газів підвищена, дим чорний;
• виділення газів з відкритою горловини для заливки масла.

Якщо рівень масла перевищує верхню контрольну мітку, це призводить до утворення нагару на днищах поршнів, стінках камери згоряння, викликає коксування поршневих кілець, задимлення двигуна і підвищена витрата масла. Основні ознаки несправності кривошипно-шатунного механізму:

• зменшення тиску в кінці такту стиснення (компресії) в циліндрах;
• поява шумів і стукотів при роботі двигуна;
• прорив газів в картер;
• збільшення витрати масла;
• розрідження масла в картері (внаслідок проникнення робочої суміші при тактах стиснення);
• попадання масла в камеру згоряння.

Зменшення компресії дизельного двигуна є закономірним результатом його зносу, так званого фізичного старіння. Компресія є діагностичним параметром, що дозволяє прогнозувати залишковий ресурс двигуна. Для дизельних двигунів тиск повітря в кінці такту стиснення повинен складати 16-23 атм. (1621,22330,5 кПа). В даний час ринок присадок до робочих рідин ДВС пропонує різноманітні речовини для відновлення геометрії деталей двигуна, підвищення щільності камери згоряння, компресії, доведення потужності двигуна до 100% і т.д. (LIQUI MOLY, MOBIL, SHELL, CASTROL, XADO), вартість курсу «лікування» якими сягає понад 1500 грн. Дослідження щодо підтвердження задекларованих результатів використання присадок до палива відомих світових виробників в Україні не проводилися. Практика показала, що задекларовані властивості працюють на 100% тільки як моральна підтримка для водіїв, а капітальний ремонт двигуна неминучий.

Газорозподільчий механізм

Основними несправностями газорозподільного механізму (ГРМ) є:

• порушення теплових зазорів клапанів (на двигунах з регульованим зазором);
• знос підшипників і кулачків розподільного вала;
• несправності гидрокомпенсаторов (на двигунах з автоматичним регулюванням зазорів);
• зниження пружності і руйнування пружин клапанів;
• зависання клапанів;
• знос і подовження ланцюга (ременя) приводу розподільного вала;
• знос зубчастого шківа приводу розподільного вала;
• знос маслоотбівающіх ковпачків, стрижнів клапанів, напрямних втулок;
• нагар на клапанах. Зовнішні наслідки негерметичність клапанів подібні наслідків негерметичність з'єднання бічної поверхні поршня з внутрішньою поверхнею циліндра.

При порушенні фаз газорозподілу і герметичності клапанів потужність двигуна знижується, а витрата палива збільшується, клапани обгорають і швидко виходять з ладу. Для нормальної роботи газорозподільного механізму через певний час підтягують кріплення стійок осей коромисел, перевіряють і при необхідності регулюють зазори між клапанами і бойками коромисел. При плановому поточному ремонті перевіряють герметичність клапанів, в разі порушення герметичності притирают їх. Про нещільність прилягання тарілок до гнізд головок циліндрів свідчить характерне шипіння або свист повітря у впускних і випускних клапанах головки або трубопроводах при прокручуванні колінчастого вала вручну при знятих коромислах і очищувачі повітря. Більш точно можна оцінити герметичність клапанів по витраті повітря, що проходить через кожен клапан окремо при подачі його в камеру згоряння непрацюючого двигуна. Герметичність з'єднання клапана з сідлом перевіряють одним із таких способів:

1) заливають гас у впускні і випускні канали, що з'явилися протягом 3 хвилин краплі або текти гасу з-під тарілок клапанів свідчать про негерметичність (рис. 3);

Мал. 3. Перевірка герметичності клапанів гасом: а), б), в) клапани негерметичні

2) на тарілки клапанів щіткою наносять дизельне паливо або емульсію. Під впускні і випускні канали головки циліндрів подають повітря під тиском 0,3-0,5 МПа (3-5 атм.). За бульбашок з-під тарілок визначають негерметичні клапани (рис. 4).

Мал. 4. Перевірка герметичності клапанів пневматичним пристроєм. 1 - повітропровід; 2 - регулятор тиску повітря; 3 - шланг; 4 - переносний притиск; 5 - гумова прокладка; 6 - головка циліндрів; 7 - дизельне паливо або емульсія; 8 - повітряні бульбашки

У країнах ЄС, де проводиться високонадійна техніка (і імпортується в Україну), стандартом Євро-5 передбачено вміст сірки в дизельному паливі 0,001%, що в 225 разів менше, ніж в українських реаліях. Внаслідок цього напрацювання трактора до капітального ремонту в ЄС і у нас буде значно відрізнятися, що відіб'ється на ефективності куплених кіловат за валюту.

Нескладні розрахунки показують, що втрата 1 Напрацювання ресурсу іноземного трактора (в тому числі з-за низької якості палива) менш болюча для її власників, ніж втрата ресурсу вітчизняного. Купуючи імпортний трактор з певною потужністю двигуна, власник купує роботу трактора в кВт-год і платить 31-89 коп. / КВт-год, купуючи вітчизняний агрегат, він платить відповідно 44-107 коп. / КВт-год. Однак кожен власник трактора, вартість якого перевищує $ 100 тис., Розуміє, що низька вартість одиниці роботи доповнюється втратами сільгосппродукції за недовиконання або несвоєчасність проведення технологічних операцій при вирощуванні сільськогосподарських культур, оскільки потенціал виконання роботи у таких тракторів вище, ніж у вітчизняних, в рази.

Якщо у держави немає грошей або бажання контролювати якість нафтопродуктів, сільгоспвиробникам доводиться використовувати технічні і технологічні способи для мінімізації негативного впливу на сільгосптехніку неякісних нафтопродуктів.

Андрій Рубець, Білоцерківський національний аграрний університет