Ремонт двигателя Komatsu SAA6D114E-3D, экскаватор Komatsu PC300-8

Ремонт ДВС Komatsu PC300-8

Универсальный гусеничный экскаватор среднего класса достаточно востребован в горнодобывающей и строительной отрасли. Основной причиной популярности модели стало совмещение высокой производительности и надежности с простой и безопасной эксплуатацией.

Рис. 1 экскаватор Komatsu PC300-8.

Сердцем экскаватора и ключевым элементом ходовой части является 6-цилиндровый прямоточный дизельный мотор SAA6D114E-3, объемом 8,4 литра с турбонадувом и жидкостным охлаждением. Развивая мощность в 184 кВт (около 250 лошадиных сил), этот долговечный и производительный двигатель расходует топлива на порядок меньше своих предшественников, но полностью обеспечивает технику свободным передвижением по большинству типов грунтов, стабильную работу управляющих и силовых систем.

Рис. 2 двигатель Komatsu PC300-8, SAA6D114E-3.

Правильный уход за двигателем включает в себя соблюдение регламента профилактических работ, регулярную проверку и замену расходников. Своевременная забота о двигателе увеличит его эксплуатационный ресурс и уменьшит риск появления неисправностей. Если поломки все-таки не удалось избежать или детали слишком изношены, специалисты компании ООО «ТехСтройКомплектация» проведут капитальный ремонт ДВС Komatsu PC300-8 и полностью восстановят работоспособность агрегата. Экскаватор ставится на ремонт в ситуациях, когда:

• Наблюдаются характерные симптомы серьезной неисправности (двигатель не запускается, шумы и стуки при работе, протечка технологических жидкостей и т.д.);
• Три и более ключевых элемента конструкции (ДВС, редукторы, поворотный круг) изношены на 80% и выше от расчетного срока службы (указанного в документации изделия).

Все работы выполняются в строгом соответствии с требованиями производителя, учетом нормативов и требований, предъявляемых к ремонту концерном Komatsu, с применением оригинальных запчастей, поэтому на ремонт предоставляется долгосрочная гарантия.

По желанию клиента возможна установка качественных и неоднократно проверенных в ремонтах аналогов, при использовании которых, мы не снижаем гарантийный срок на выполненные ремонтные работы.

Порядок проведения ремонта ДВС Komatsu PC300-8

Отдельные неисправности, носящие незначительный характер, можно устранить во время выездного ремонта. Но для полноценной комплексной диагностики, замены или восстановления всех компонентов, необходимо наличие специального оборудования и инструментов, неспособных покинуть пределы мастерской.

Сама процедура ремонта ДВС Komatsu PC300-8 включает в себя следующие этапы работы:

• Демонтаж
• Мойка и очистка деталей двигателя;
• Разборка мотора (необходимое условие для полноценного выполнения большинства замеров);
• Дефектовка (при помощи специального измерительного оборудования все детали проходят тщательную проверку работоспособности, оценку степени износа и сортируются по состоянию как целые, подлежащие ремонту или окончательно негодные);
• Диагностика и регулировка отдельных узлов на стенде;
• Собственно, ремонт — устранение неисправностей (заваривание трещин, расточка валов) или замена неисправных запчастей новыми;
• Сборка и пробный запуск двигателя;
• Покраска и монтаж ДВС на экскаватор.

Диагностика и лечение типовых неисправностей ДВС Komatsu PC300-8

Головки блока цилиндров

Рис. 3 ГБЦ двигателя Komatsu PC300-8, SAA6D114E-3.

Для спецтехники, использующей дизельный двигатель, характерна высокая интенсивность эксплуатации, соответственно, значительная нагрузка на блок цилиндров и головки, в частности. Наиболее уязвимыми точками являются форкамера и промежуток между впускным и выпускным клапаном. Именно там в первую очередь и образуются трещины, поначалу микроскопические, но уже несущие потенциальную опасность для всего экскаватора. Любая деформация в данной области быстро распространяется, сосредотачивая на себе механическое напряжение, подвергаясь резким перепадам температурных градиентов во время работы двигателя и становясь источником разрушительной коррозии.

Рис. 4 Трещины между клапанами

Трещины в головке вызывают разгерметизацию как блока цилиндров, так и впускной камеры — проблема может затронуть даже циркуляцию масла и охлаждающей жидкости. В конечном счете, поломка наносит серьезный урон по всем ключевым подсистемам мотора:

• Камера сгорания – падает механическая прочность цилиндров, нарушается посадка связанных деталей (седел и направляющих втулок клапанов)
• Зажигание – воспламенение топливной смеси становится неравномерным, начинается перегрев двигателя (из-за активного отложения нагара и не полностью прогоревших частиц на стенках камеры);
• Система подачи топлива – топливный насос высокого давления вынужден работать на износ, чтобы скомпенсировать падение давления;
• Охлаждение – в момент остановки мотора начинается беспрепятственное просачивание охлаждающей жидкости. Как следствие, обмывается непосредственная смазка цилиндров, и происходит смешение со смазочной системой через картер;
• Циркуляция смазочных материалов – помимо конфликта с охлаждением и возможной утечки, смазка засоряется продуктами нагара и от более высокой температуры двигателя начинает эмульгировать в плотную массу, забивающую собой трубки.

Сложность выявления проблемы в том, что дефект практически неразличим на ранних этапах формирования при внешнем визуальном осмотре головок – им часто ограничиваются при выполнении профилактических и частичных восстановительных работ (или малоэффективной пескоструйной обработкой головок). Владельцу экскаватора Komatsu PC300-8 без специальной диагностики можно лишь предположить наличие неисправности по косвенным признакам:

• После длительного перегрева любого дизельного двигателя, детали цилиндра с высокой вероятностью обрастают трещинами;
• В расширительном бачке системы охлаждения появляются следы моторного масла и отработанной газовой смеси.
• По желанию клиента или при нашем капитальном ремонте мы используем метод капиллярной дефектоскопии.

Правильная диагностика, которую проводят специалисты ООО «ТехСтройКомплектация» заключается в продувке головок сжатым воздухом, помещенных в изолированный резервуар с теплой (около 70 градусов) жидкостью. Метод воздушной опрессовки входит в перечень работ при капитальном ремонте двигателя и позволяет эффективно обнаруживать любые трещины, угрожающие герметичности конструкции в условиях, максимально приближенных к рабочим (разгерметизация проявляется «волшебными пузырьками воздуха»). Еще более точные результаты может дать магнитная или ультразвуковая диагностика.

Рис. 5 «Волшебные пузырьки»

Проблема устраняется шлифовкой или затиркой (в случае небольших несквозных трещин), завариванием или наложением заплатки.

Коленчатый вал

Рис. 6 Коленчатый вал двигателя Komatsu PC300-8, SAA6D114E-3.

Коленвал относится к прецизионному типу деталей – это означает, что допустимые отклонения конструкции не должны превышать 0,015 мм. Точность геометрии, в частности, овальность и конусность шеек коленвала оказывает немаловажное влияние на стабильность и качество работы двигателя в целом – и нуждается в тщательном контроле и доработке.

Для комплексной диагностики крайне желательно предварительно демонтировать ДВС – прямо на машине невозможно точно замерить все необходимые параметры деталей. После извлечения из механизма вал закрепляется на призмах и тщательно анализируется несколькими способами:

• Проверка на износ шеек часовым механизмом;
• Степень биения шеек, сальников и хвостовика;
• Замеры всех узлов в нескольких плоскостях;
• Поиск трещин и других механических деформаций вала с помощью магнитного дефектоскопа.

Если максимальное ремонтное уменьшение позволяет (вал не подвергался сильным перегревам или доработке ранее) проводится шлифовка при помощи специального оборудования и заменяются вкладыши. Но, когда допустимый предел восстановления пройден или присутствуют значительные дефекты (например, глубоко уходящие в сам вал трещины) – деталь в обязательном порядке должна быть заменена.

Перед шлифовкой необходимо выяснить состояние центральных фасок – без коррекции их контура, биение коренных шеек может превысить допустимые показатели (0,01 – 0,02 мм). Для решения проблемы могут применятся три способа:

• Шабрение (простой, но рискованный метод);
• Притирка (с помощью абразивной пасты, максимально длительный и трудоемкий вариант);
• Протачивание (в токарном станке с люметом, оптимальный способ).

Рис. 7 Коленчатый вал двигателя Komatsu PC300-8, SAA6D114E-3 после ремонта и шлифовки.

После контрольных замеров и удаления заглушек, коленчатый вал ДВС Komatsu PC300-8 обязательно проходит тщательную промывку и готов к сборке. Качественная работа мастеров по ремонту спецтехники гарантирует экскаватору долгую и надежную службу.

Шатун

Рис. 8 Шатун двигателя Komatsu PC300-8, SAA6D114E-3.

Кривошипно-шатунный механизм передает и преобразует момент движения с поршня на коленчатый вал. В своей работе он подвергается сжимающим и растягивающим нагрузкам, эквивалентным десяткам тонн (причем, за короткие промежутки времени) и требует внимательного осмотра при комплексном ремонте ДВС. Характерный стук шатунного вкладыша может сигнализировать не только необходимость тщательной шлифовки коленвала, но и:

• Изменение геометрии осевого стержня шатуна (определяется нутрометром, поверочной плитой и т.д.);
• Проворачивание или перегрев самих вкладышей;
• Повреждение верхней или нижней головок шатуна.

Рис. 9 Последствия неисправной головки шатуна двигателя Komatsu PC300-8, SAA6D114E-3.

Признак качественно выполненного ремонта (как проведенных компанией ООО «ТехСтройКомплектация») является всесторонний анализ возможных неисправностей двигателей экскаватора, включая и шатун – большинство ремонтных мастерских не располагают необходимой диагностической аппаратурой или попросту ленятся его изучать. Между тем, игнорирование проблемы с шатуном чревато критическими проблемами с пальцами (вплоть до полного выхода из строя цилиндра).

Гильзы цилиндров

Рис. 10 Гильзы цилиндров двигателя Komatsu PC300-8, SAA6D114E-3.

Для дизельного двигателя KOMATSU SAA6D114E-3 характерен жидкостной способ охлаждения, следовательно, применяются соответствующие «мокрые» гильзы цилиндров. Конструкция размещается в специальной полости в картере и обеспечивает повышенную эффективность при отводе тепла.

При капитальном ремонте экскаватора, «мокрые» гильзы меняются целиком, вместе с уплотнительными прокладками, сама по себе замена не требует полного демонтажа мотора и устанавливаются без дополнительного упора.

Подшипники скольжения

Рис. 11 Вкладыши шатунные двигателя Komatsu PC300-8, SAA6D114E-3.

Корректная работа всех подвижных элементов ДВС напрямую зависит от состояния подшипниковых узлов. В дизельном двигателе экскаватора Komatsu PC300-8 встречаются две разновидности данного типа деталей:

• Вкладыш (разборной многокомпонентный подшипник);
• Втулка (неразборной, запрессованный в гнезде подшипник качения).

Подвергаясь постоянным и значительным механическим и тепловым воздействиям, подшипниковые элементы нуждаются в обильном смазывании под давлением. В противном случае высокое трение быстро деформирует и выведет их из строя, создав угрозу целостности и нормальной работе ключевых агрегатов.

Существенной задачей, возникающей при дефектовке двигателя в рамках капитального ремонта, является контроль состояния вкладышей и втулок (вместе с уплотнительными кольцами и прокладками), замена износившихся.

Проведение ремонтных работ на примере ДВС Komatsu PC300-8, SAA6D114E-3

Лучшим вариантом для иллюстрации порядка проведения восстановительных операций над дизельным двигателем экскаватора может послужить конкретный пример ремонта ДВС Komatsu PC300-8, прибывшего на ремонтную базу компании OOO «ТехСтройКомплектация» 1 декабря 2016 года.

После демонтажа мотора KOMATSU SAA6D114E-3 была проведена полная разборка и дефектовка составных частей. Отдельные тесты на стенде прошли форсунки Common Rail.

В общем, двигатель оказался в хорошем состоянии, что и подтвердила комплексная диагностика с применением специализированного оборудования. Единственная операция, которую понадобилось провести — проточка коренных шеек коленчатого вала (сильный износ вкладышей).

Попутно были заменены износившиеся детали и расходные материалы. При этом, были использованы аналогичные запчасти мотора Cummins, фильтры марки Donaldson, приводные ремни Mitsubishi и ремонтные вкладыши.

Двигатель был полностью собран и протестирован в течение семи дней после прибытия запасных частей.

При ремонте были использованы следующие запчасти:

Ремонт двигателя Komatsu SA6D114E-2, погрузчик Komatsu WA380-3

Ремонт двигателя Komatsu SA6D114E-2, погрузчик Komatsu WA380-3

Широкий спектр задач, возникающих в ходе выполнения различных дорожных, строительных и землеройных работ, активно востребованных в современном мире, требуют применения многих типов качественной спецтехники соответствующего профиля. Но свою устойчивую нишу в отрасли смогли занять и многофункциональные устройства среднего класса, к которым относится фронтальный погрузчик Komatsu WA 380-3.

Рис. 1 — Фронтальный погрузчик Komatsu WA 380-3

Такая техника способна одинаково успешно справляться с совершенно разноплановыми задачами – будь то перемещение породы в карьере, возведение фундаментов, сельскохозяйственные работы, захват и транспортирование грузов и т.д. Единственное условие для моментального перепрофилирования погрузчика – смена навесного оборудования, что является одним из ключевых преимуществ Komatsu как производителя (крайне эффективный и надежный быстросъемник фирменной конструкции, значительный ассортимент ковшей, вил, отвалов и ножей на все случаи жизни).

Рис. 2 — Фронтальный погрузчик Komatsu со специальным захватом эффективно проявляет себя на свалке

Но продуктивно использовать весь потенциал техники можно лишь при условии грамотной поддержки ее рабочего состояния. Своевременное обслуживание и ремонт погрузчика Komatsu WA 380-3 позволяет избежать значительных неприятностей, связанных с внезапным отказом важного узла (и последующими простоями и дорогостоящим капитальным восстановлением), значительно продлит и упростит эксплуатацию устройства. Разумеется, спецтехникой не должен заниматься кто попало – ведь халатность и неумелая самодеятельность наносят намного больше ущерба чем любой износ деталей. Отличия в работе настоящих профессионалов кардинальны – и нагляднее всего в этом можно убедиться на конкретном примере восстановления двигателя модели Komatsu SA6D114E-2 (S6D114), установленного на фронтальном погрузчике Komatsu WA380-3, что поступил в октябре 2017 года на ремонтную базу ООО «ТехСтройКомплектация» для прохождения неотложного капитального ремонта.

Рис. 3 — Объект работ – мотор Komatsu SA6D114E-2 (S6D114)

Пациент наработал немного более 8 тысяч моточасов, но уже имел все признаки критического износа. Сам производитель рекомендует проводить капитальный ремонт не реже чем через каждые 12-15 тысяч моточасов, но стоит учитывать отечественные реалии эксплуатации тяжелой спецтехники – низкий уровень качества дизельного топлива и смазочных материалов (посторонние примеси, слабая очистка, высокая вероятность встретить откровенный контрафакт), несоблюдение сервисного регламента и выбор некомпетентных мотористов для технического обслуживания и ремонта ДВС погрузчика Komatsu WA 380-3.

Все эти факторы в совокупности сильно сокращают ресурс техники – прежде всего системы подачи топлива, смазки и охлаждения. Те же, в свою очередь, при выходе из строя способны вызвать мощнейшую цепную реакцию (из-за резкого роста трения на соприкасающихся поверхностях, перегрева, утечки ГСМ и т.д.), способную нарушить работу ключевых элементов двигателя – блока цилиндров и валов. Их восстановление и замена уже превратиться в намного более сложную и дорогостоящую процедуру, поэтому при малейших симтомах неиспраности мотора нужно сразу обращаться к специалистам ООО «ТехСтройКомплектация», а не игнорировать проблему до последнего или (еще хуже) проявлять кустарную самодеятельность.

При последних запусках, проводимых владельцем, двигатель пробуждался к жизни крайне неохотно, так и не сумев набрать обороты: все время раздавался металлический скрежет и характерный цокающий звук поршней – затем мотор благополучно перегревался и прекращал реагировать на попытки запуска (зато успев потребить норму масла и горючего как за несколько часов полноценной работы). Налицо значительные нарушения в системе впрыска топлива и сильный механический износ внутренних деталей – обстоятельства, требующие профессионального ремонта двигателя фронтального погрузчика Komatsu WA 380-3. При подобных ситуациях (как и любых других мало-мальски серьезных ремонтных работах) обязателен предварительный демонтаж ДВС с техники – предстоит полноценная аппаратная дефектовка деталей. Все запчасти поочередно извлекаются, тщательно промываются и отправляются на диагностические стенды для всестороннего анализа.

Рис. 4 — мойка деталей — неизбежный этап ремонта ДВС погрузчика Komatsu WA 380-3. Даже в таких запущенных случаях, как этот поддон картера

Рис. 5 — Значительная часть деталей уже не подлежит восстановлению и по результатам дефектовки приравнивается к металлолому

Вскрытие показало, что фатального ущерба удалось избежать – большинство базовых элементов блока цилиндров: ГБЦ, коленчатый и распределительный валы, коренной подшипник, толкатели) нуждались в минимальном объеме ремонтных работ (проточка и шлифовка некоторых привалочных поверхностей, полировка шеек коленвала, восстановление седел и направляющих).

Но зато гильзы цилиндров так легко отделаться не смогли – глубокие задиры и трещины, потеря геометрии детали и стертые полоски хона требовали обязательного обновления. Также изрядно досталось и выпускным клапанам – необходима полная замена новыми комплектующими (включая стаканы, сухари и пружины).

Рис. 6 — В процессе замены втулок распредвала (на заднем фоне можно увидеть одну из изношенных гильз цилиндра)

Рис. 7 — Блок цилиндров после проточки поверхности

Дальнейший ремонт ДВС погрузчика Комацу обозначил более серьезную проблему – заклинивание плунжерных пар ТНВД. Топливный насос высокого давления, от работоспособности которого зависит эффективность всего дизельного двигателя, крайне чувствителен к составу и чистоте смазки. Стоит даже мельчайшему количеству воды или механических примесей попасть в механизм, как коррозия и мелкие трещины покроют трубки, впускные клапаны и форсунки, приведя к периодическому подклиниванию плунжера. Естественно, процесс будет молниеносно развиваться (давление на выходе, соответственно, продолжать падать) и топливо начнет впрыскиваться в камеру сгорания с запаздыванием и неравномерными порциями. После диагностики на специальном стенде, мотористы ООО «ТехСтройКомплектация» привели в порядок топливный насос, форсунки и заменили подпорченные коррозией проводящие трубки.

От точки клина плунжерной пары, цепной реакцией начинает распространяется перегрев. Достигнув цилиндропоршневой группы, он неизбежно затронет компрессионные и маслосъемные кольца. И ведь действительно – уже беглого взгляда на полурассыпавшиеся от чрезмерной термической нагрузки кольца, покрытые многочисленными задирами и трещинами, достаточно для констатации полной непригодности деталей. Без нормально функционирующих колец поршни также прогорели буквально на глазах, поэтому единственное оптимальное решение – полностью заменить всю группу.

Рис. 8 — Новые поршни присоединены к шатунам

Следующим, непосредственно сопряженным с поршнями элементами являются шатуны. Тщательные замеры геометрии каждой детали позволили мастерам сделать однозначный вывод – после замены втулок (даже без учета их плачевного состояния, любой посторонний звук в работающем цилиндре уже может служить достаточным основанием для подобной операции) шатун можно смело продолжать использовать по назначению.

Рис. 9 — Ремонт двигателя погрузчика Komatsu WA 380 продолжается — замененные втулки на шатунах

Если пуск двигателя сопряжен с трудностями – логично уделить пристальное внимание состоянию стартера. Но, кроме замены обгонной муфты (известной также как бендикс) со стершимися зубцами шестерни, дополнительного вмешательства специалистов не понадобилось. В полностью рабочем состоянии оказался и генератор.

Действительно тяжелый ущерб понесла стандартная для дизельного двигателя Komatsu SA6D114E-2 система водомасляного охлаждения. В крышке теплообменника зияла глубокая трещина, а оба насоса – масляный и водный пришли в полную непригодность из-за сильного механического износа (раковины и задиры на всех рабочих поверхностях). Здесь никаких других разумных альтернатив полной замене комплектующих быть не может.

Рис. 10 — Красноречивее любых слов – наглядное сравнение старого и нового корпуса теплообменника

Рис. 11 — После установки форсунок охлаждения поршневой группы

После прибытия необходимых комплектующих, основная работа по ремонту ДВС фронтального погрузчика Komatsu WA 380-3 была успешно завершена и началась сборка. Фотогалерея, приложенная ниже, поможет составить более полное представление об трудоемкости и ответственности этапа – результат которого должен удовлетворять строгим заводским регламентам сборки от самого производителя – с безупречным совпадением всей прецизионной разметки деталей, созданием требуемого уровня изоляции и фиксации креплений.

Рис. 12 — В процессе сборки — головка блока цилиндра затянута

Рис. 13 — работа над ГБЦ успешно завершена

Рис. 14 — Точность совпадения меток распредвала при сборке – гарантия стабильной и долговременной эксплуатации техники

Рис. 15 — В процессе сборки коленвала шейки обильно смазываются

Рис. 16 — Хотя термопломбы и не слишком эстетично выглядят, их установка станет надежной профилактикой перегрева ДВС погрузчика Komatsu WA 380-3 в дальнейшем

Рис. 17 — Для погрузки мотора на поддон потребовались дополнительные столярные работы

Сборка была успешно завершена, мотористы закончили регулировку клапанов и начали подготавливать ДВС к возвращению заказчику. Некоторые навесные элементы (воздушный фильтр, глушитель, трубки и т.д.) устанавливаются уже непосредственно при монтаже на технику, так как существует риск повредить их при транспортировке.

Рис. 18 — Восстановленный ДВС фронтального погрузчика Komatsu WA380-3, работа в мастерской завершена

Разумеется, до возвращения мотора владельцу был проведен ряд комплексных испытаний, подтверждающих полную работоспособность двигателя и высокий уровень мастерства сотрудников ООО «ТехСтройКомплектация»:

При ремонте были использованы следующие запчасти: