Автобусный дизель Cat 3116
Компания Caterpillar поставляет в нашу страну дизели для установки на автобусы и грузовые автомобили с 1994 г. Больше 1 000 автобусов с двигателем Cat 3116 успешно работают во многих городах России, а некоторые из них прошли 600 тыс. км без какого-либо ремонта. Только в 2001 г. свыше 500 автобусов ЛиАЗ-5256 были оснащены этим мотором.
 |
| Cat 3116 |
Шестицилиндровый рядный дизель 3116 рабочим объемом 6,6 л был выбран из гаммы двигателей компании Caterpillar для установки на российские автобусы как мотор, уже на стадии проектирования рассчитанный на особо тяжелые условия работы. Кстати, создавался он по заказу и при участии специалистов концерна General Motors для грузовиков и автобусов крупнейшего автостроителя мира. Под особо тяжелыми условиями подразумевалась продолжительная работа с максимальной нагрузкой в «рваном» режиме городского движения, когда частые остановки автобуса сопровождаются быстрым набором скорости. При этом тепловой режим двигателя постоянно является напряженным.
К важнейшим требованиям, поставленным перед конструкторами, можно отнести достижение максимальной эластичности (или приспособляемости), когда максимум крутящего момента достигается на малых и средних оборотах коленвала, в сочетании с минимальными массой двигателя и объемом его технического обслуживания. Долговечность дизеля до капитального ремонта должна была составлять не менее 900 тыс. км при установке его на грузовой автомобиль средней грузоподъемности или автобус.
 |
| Следящие ролики толкателя |
Основные детали мотора носят явный отпечаток перечисленных требований. Блок цилиндров представляет собой очень прочную конструкцию, отлитую из легированного чугуна. Удлиненная нижняя часть картера, а также увеличенная толщина поперечных перемычек, передней и задней стенок обеспечивают длительную работу при перегреве без какой-либо деформации. Коленчатый вал из кованой стали с индивидуальной закалкой отличает значительно больший, чем у многих дизелей-конкурентов, диаметр коренных опор, что снизило износ и повысило надежность мотора, а также и его долговечность.
Cat 3116 комплектуют компактными насос-форсунками, изготовленными с высокой точностью. Отсутствие наружных топливопроводов высокого давления повысило надежность дизеля и точность регулирования режима и дозы впрыскивания топлива.
Форсунки размещаются в специальных латунных втулках, которые изолируют их от выхлопных газов и охлаждающей жидкости. Это решение также повышает долговечность мотора и облегчает его обслуживание.
Охлажденные маслом поршни снабжены эксцентричной выточкой, изготавливают их из алюминия. Они разработаны специально для тяжелых условий эксплуатации и комплектуются тремя кольцами, из которых два компрессионные и одно маслосъемное.
 |
| форсунка |
Более мощные модификации дизеля (250 и даже 275 л.с.) снабжаются поршнями, состоящими из двух частей. Верхняя часть (или днище) изготавливается из кованой стали, а юбка отливается из алюминиевого сплава. Прочность такого комбинированного поршня выше, а его конструкция полностью исключает возможность появления трещин на закраинах, иногда возникающих на алюминиевых поршнях при высоких внутренних температурах, сопровождающих особо тяжелые режимы эксплуатации автомобиля.
На моторе применяют шатуны из кованой стали со скошенной верхней частью. Увеличенные контактные поверхности подшипников скольжения способствуют повышению долговечности, поскольку снижают износ. Замену шатунов производят через снятую головку дизеля.
В газораспределительном механизме дизеля конструкторы применили следящие ролики, которые обкатывают кулачки распредвала, снижая трение, износ и повышая экономичность. Расположение распредвала в средней части блока цилиндров позволило укоротить штанги привода клапанов, уменьшить инерционные нагрузки механизма. В результате даже на больших оборотах время открытия и закрытия клапанов соблюдается точно. Боковые крышки обеспечивают легкий доступ к следящим роликам, осмотр кулачков и замену штанг без демонтажа распредвала.
 |
| Поршни для тяжелых рабочих режимов |
Малая масса дизеля модели 3116, составляющая всего 540 кг, является дополнительным его достоинством с точки зрения размещения мотора в задней части автобуса. Диапазон возможных исполнений по мощности выглядит следующим образом: 170, 185, 200, 215, 230, 250 и 275 л.с. Двигатель, выпускаемый на бельгийском моторном заводе компании, отлично зарекомендовал себя на автобусах, эксплуатирующихся в Москве, Московской обл., Санкт-Петербурге, Перми, Тольятти, Сургуте и Ульяновске.
Дальнейшее развитие конструкции мотора связано с требованиями норм Euro-3, что недостижимо, с точки зрения специалистов компании, без электронного управления впрыском. Недалек тот день, когда дизель 3116 уступит место на конвейере двигателю модели Cat 3126В, также рекомендованному к установке на российские автобусы. Новый дизель будет поставляться с диапазоном по мощности от 175 до 330 л.с. и по максимальному крутящему моменту от 569 до 1 166 Нм.
 |
| Шатуны |
Рабочий объем нового мотора увеличен до 7,2 л. Его 32-битовый электронный модуль и 24 МГц процессор в составе электрогидравлической системы управления дизелем, включающей взаимодействие с АБС, системой управления гидромеханической трансмиссией и тормозом-замедлителем, облегчают проведение диагностики, тем самым, сокращая время, отводимое на техническое обслуживание и ремонт силового агрегата. Поставки первых партий дизелей Cat 3126 планируются уже в 2002 г.
То обстоятельство, что ЛиАЗу потребовалось четыре года на адаптацию зарубежного дизеля к своему автобусу, наводит на мысль, что Caterpillar оставил российского покупателя без инженерной поддержки. Если и Cat 3126 будет приспосабливаться к автобусу столько времени, то как бы и он не оказался устаревшим.
Источник
Как заменить стаканы форсунок на головке блока цилиндров (ГБЦ) Caterpillar 3116
Как заменить стаканы форсунок на головке блока цилиндров (ГБЦ) Caterpillar 3116
Одной из причин преждевременного ремонта двигателей Caterpillar 3116 является утечки жидкости из системы охлаждения, которые, как правило, появляются в результате перегрева моторов. Для поиска мест утечек существует несколько способов, начиная с визуального контроля и заканчивая специальными испытательными стендами.
Стенд Piccinotti PMD PTR
Компания Мотортехнология для проверки герметичности рубашки охлаждения ГБЦ использует специальный испытательный стенд Piccinotti PMD PTR (Италия), приведенный на фото.
Стенд позволяет моделировать тепловое рабочее состояние ГБЦ за счет проведения испытаний в водяной ванне при температуре 70°С. Следует отметить, что в «сложных случаях» поиска дефектов, например, пор в литье, приходится поднимать температуру до 90 °С.
До испытаний ГБЦ оснащается специальными боковыми заглушками, в одной из которых устанавливается штуцер для подвода сжатого воздуха (0….6 бар). ГБЦ устанавливается на поворотный стол стенда, на каналы рубашки охлаждения со стороны разъёма с плоскостью блока укладываются резиновые заглушки, которые прижимаются через толстый лист оргстекла специальными зажимами.
Подготовленная к испытаниям ГБЦ опускается в горячую ванну и выдерживается в течение 15….20 минут. Затем в ГБЦ подается сжатый воздух, давление которого плавно изменяется регулятором и контролируется по манометру. По месту выделения пузырьков воздуха определяются дефекты (зоны разгерметизации)ГБЦ, которые после испытаний обязательно маркируются. При испытании ГБЦ Caterpillar 3116 наиболее частыми дефектами являются утечки через стаканы топливных форсунок.
Специальный комплект инструмента.
Для замены стаканов форсунок двигателя Caterpillar 3116 необходимо иметь специальный комплект инструмента, приведенный на фото.
Технология замены стаканов включает в себя несколько этапов:
Этап 1. Удаление стакана форсунки.
Специальный метчик (фото 2) через кондуктор (фото 3) устанавливается на головке для нарезания резьбы на внутренней поверхности стакана форсунки (фото 4). Затем с помощью специального съемника (фото 5) удаляем (фото 7) стакан из ГБЦ (фото 8 и 9).
Внешний вид удаленного стакана показан на фото 11.
Специальный метчик (фото 2). 
Через кондуктор (фото 3). 
Устанавливается на головке для нарезания резьбы на внутренней поверхности стакана форсунки (фото 4). 
Специального съемника (фото 5). 
Удаляем (фото 6) стакан из ГБЦ (фото 7 и 8). 
Удаляем (фото 6) стакан из ГБЦ (фото 7 и 8). 
Удаляем (фото 6) стакан из ГБЦ (фото 7 и 8). 
Внешний вид удаленного стакана показан на фото 10.
Следует обратить внимание на состояние поверхностей спряжения ГБЦ и стакана. На контактных поверхностях не должно быть раковин, забоев и др. механических повреждений.
Этап 2. Подготовка ГБЦ к установке стакана форсунки.
После выпрессовки стакана из ГБЦ необходимо тщательно очистить от остатков меди и клея две кольцевые канавки (фото 11), по которым обеспечивается уплотнение в верхней части стакана.
С помощью специального металлического ерша (фото 12) очистить все контактирующие поверхности ГБЦ и стакана, а затем их обезжирить растворителем 646 (фото 13).
На контактирующие поверхности равномерно нанести тонким слоем анаэробный клей (фото 14).
Обезжирить растворителем стакан форсунки и также нанести на его контактирующие поверхности тонкий слой анаэробного клея (фото 15).
Подготовленный к установке в ГБЦ стакан форсунки одевается на специальное приспособление, которое показано на фото 16.
Очистить от остатков меди и клея две кольцевые канавки (фото 11). 
С помощью специального металлического ерша (фото 12). 
Обезжирить растворителем (фото 13). 
Нанести тонким слоем анаэробный клей (фото 14). 
Тонкий слой анаэробного клея (фото 15). 
Стакан форсунки одевается на специальное приспособление, которое показано на фото 16.
Этап 3. Установка стакана форсунки в ГБЦ.
Аккуратно вставляем стакан вместе с оснасткой (рис. 17) в канал и с помощью инерционного молотка, входящего в специальное приспособления, осаживаем стакан до упора (рис. 18). Вид запрессованного стакана форсунки показан на фото 19.
Вставляем стакан вместе с оснасткой (рис. 17) в канал. 
Осаживаем стакан до упора (рис. 18). 
Вид запрессованного стакана форсунки показан на фото 19.
Для обеспечения надежной герметичности технология ремонта (замены) стакана форсунки предусматривает пластическую деформацию поверхностей (верхняя -цилиндрическая и нижняя – коническая) стакана с помощью специального приспособления приведенного на фото 20.
с помощью специального приспособления приведенного на фото 20
До раскатки все вращающиеся части приспособления смазываются милебдено-содержащей спрей-смазкой (фото 21) для исключения возможности заклинивания роликов в приспособлении.
Смазываются милебдено-содержащей спрей-смазкой (фото 21).
После установки приспособления в ГБЦ (фото 22) на его верхнюю часть одевается коловорот. Вращение коловорота должно быть плавным и равномерным (фото 23).
После установки приспособления в ГБЦ (фото 22). 
Вращение коловорота должно быть плавным и равномерным (фото 23).
Операция раскатки считается завершенной после 3-4 оборотов с момента резкого падения нагрузки при вращении коловорота. Вид обработанного стакана приведен на фото 24.
Вид обработанного стакана приведен на фото 24.
Для обеспечения корректного расположения распылителя форсунки относительно плоскости разъема ГБЦ с блоком цилиндров производится дообработка опорного конуса стакана с помощью специального приспособления — зенкера (фото 25).
С помощью специального приспособления — зенкера (фото 25).
Предварительно в канал стакана форсунки устанавливается кондуктор через который зенкер центрируется относительно оси. Глубина обработки конуса в стакане ограничивается высотой выступающей части кондуктора, которая надежно обеспечивает позиционирование распылителя в ГБЦ (фото 26).
Надежно обеспечивает позиционирование распылителя в ГБЦ (фото 26).
Вид стакана форсунки после ремонта показан на фото 27.
Источник