Что скрывает внутри себя отработавший почти 3500 моточасов трактор? Для ответа на данный вопрос трактор Claas Axion 920 был разобран до последнего болта.
Тракторы
Покупка подержанной техники – почти всегда лотерея. С той лишь разницей, что это вопрос, скорее, не удачи, а доверия к продавцу. Именно поэтому теперь в сфере продаж сельхозтехники появилось то, что уже на протяжении многих лет успешно работает в сфере автотранспорта, – техническая гарантия на свежую подержанную технику. При условии, что она успешно прошла проверку по заводскому чек-листу. Тогда она получает сертификат, подтверждающий техническую исправность и дающий, кроме того, дополнительную техническую гарантию. Как выглядит указанная проверка, какие именно показатели можно проверять, а какие – нет? Да и вообще, насколько велик износ основных узлов и агрегатов современного мощного трактора, «отходившего» пару-тройку сезонов?
Для того чтобы найти ответ на последний вопрос, редакция нашего журнала совместно с фирмой Claas и ее партнерами – фирмами FPT (Fiat PowerTrain), ZF и GIMA – выбрала трактор и «вывернула его наизнанку». Несмотря на то что наш Axion, отработав 3500 часов, с самого начала не вписывается в программу сертификации First Claas Plus, мы в обследовании под названием «ЭКГ с нагрузкой» ориентировались на программу сертификации, следуя всем ее контрольным пунктам. Но этого недостаточно. В состоящем из двух частей исследовании мы показываем, как выглядят изношенные детали современных тракторов изнутри. Клаас предлагает нам уникальную возможность изъять Axion 920 из сельскохозяйственного производства и разобрать его до последнего болта, отказавшись от последующей сборки. Мы сможем детально познакомиться с состоянием узлов трактора: двигателя, коробки передач, гидравлики, ходовой части и оценить их износ.
Проверено: качественно
Фирма Claas использует по отношению к своим подержанным сельхозмашинам, реализуемым и сертифицированным по этой программе, очень емкую характеристику – «будет работать так же надежно и хорошо, как и новая». Как такое возможно? Просто требования к контролю и проверке крайне жесткие. Чек-лист по тракторам содержит более 210 пунктов, а по зерноуборочным комбайнам еще на 200 больше.
Проверка техники по такому количеству пунктов не может происходить в условиях отсутствия специализированного оборудования и оснастки для динамометрических и компрессионных замеров параметров работы двигателя, трансмиссии и гидравлики трактора. В зависимости от типа и модели техники на процесс проверки подобных систем может уйти до восьми часов рабочего времени. Но если по ходу потребуется замена какого-либо узла, то время может еще увеличиться.
Собственно процесс сертификации может быть проведен в одном из центров подержанной техники Claas (GMZ), расположенных в Германии, Франции и Великобритании. Именно в этих странах присутствует устойчивый спрос на данную услугу. Проверку соответствия пунктам чек-листа проводят сотрудники GMZ вместе со специалистами сервисной службы Claas. От дублирования контроля параметров качество и достоверность аудита только выигрывает.
Не всякая машина Claas может быть допущена до процесса сертификации First Claas Plus. Она должна соответствовать ряду предварительных требований. Во-первых, нужна сервисная книжка без отметок о пропуске периодического технического обслуживания. Трактор, как уже было отмечено ранее, должен быть не старше трех лет, а также иметь наработку не более 2000 моточасов. Лишь после этого начинаются проверка по 210 пунктам технического состояния трактора, а также отбор и анализ масляных проб.
Если в процессе проверки выявляется хоть одна неустранимая неисправность, то трактор сразу полностью выпадает из программы сертификации. Разумеется, есть точки контроля, которые нельзя проверить напрямую в рамках программы сертификации. Так, эндоскопия отдельных деталей двигателя и их групп не проводится, а заменяется проведением оценки эффективности работы отдельного агрегата. Для этого разработаны четкие процедуры тестирования. На основании полученного протокола делается вывод о работе отдельных групп деталей.
Фирме-производителю пришлось самостоятельно определять баланс между интенсивностью проверки узлов и агрегатов и трудоемкостью этого процесса. Проверить можно все. Вопрос лишь в трудоемкости проверки и в затратах на нее. Проверка качества и полученная дополнительная техническая гарантия на 12 месяцев по программе First Claas Plus увеличивает конечную стоимость продажи. Эта единица техники окажется далеко не самой дешевой на рынке.
Подержанная техника, проходящая по программе сертификации Claas, должна также иметь хороший внешний вид. И если где-то присутствуют потертости, царапины или другие дефекты, то все это будет устранено. Прежде чем попасть на электронную торговую площадку фирмы Claas для подержанной техники, – которая, к слову сказать, доступна для всех стран мира, – каждая сельхозмашина с лейблом First Claas Plus проходит и профессиональную предпродажную подготовку.
Изменившийся износ
Сельскохозяйственная техника в последние годы совершила колоссальный рывок вперед в своем развитии. Сегодня такие важнейшие узлы и агрегаты, как трансмиссия или система управления, конструктивно представляют собой совершенно другие элементы, чем это было лет двадцать назад. Двухпоточные муфты сцепления, гидростатические трансформаторы, пневматическая подвеска, системы электронного управления – всего этого на сельхозтехнике раньше не было. По этой причине изменились и критерии оценки технического состояния подержанной техники. Если раньше с затянутым стояночным тормозом можно было просто и без затей выяснить, как работает тракторное сцепление, то сейчас подобным образом трактор с бесступенчатой трансмиссией уже не проверишь. Поэтому, если требуется оценить износ в современной бесступенчатой трансмиссии, которая работает с разделением потока мощности, специалисту в хозяйстве при проверке подержанного трактора впору брать с собой хронометр и ноутбук с адаптером для подключения к диагностическому разъему и проводить протокольную оценку изменения давления масла в трансмиссии по ходу ее работы.
Первые данные для поиска возможной поломки или чрезмерного износа можно почерпнуть из отметок в сервисной книжке. Вторым фактором является равномерность работы систем. Если имеет место факт провала мощности на двигателе или трансмиссии, то это уже повод насторожиться. Поэтому в программе First Claas Plus отсутствие неравномерности в работе узлов и агрегатов во всем диапазоне режимов работы является главным критерием оценки. Без этого говорить о том, что машина к моменту продажи дошла без скрытых дефектов, просто нельзя. Помимо неравномерности, необходимо обращать внимание и на равномерность. Речь в данном случае идет об износе шин. По их состоянию можно судить, как машину использовали и как относились к ней.
Многие сельхозпроизводители, имеющие опыт покупки подержанной техники, отмечают, что проблемы порой подстерегают даже в таких простых вещах, как механизм задней навески. Очень часто в хозяйстве, купившем новый трактор, ограничиваются лишь однократной регулировкой тяг трехточечной навески. После чего о необходимости периодического обслуживания просто забывают. Гнутые тяги и направляющие, потерянные уплотнители в разъемах гидрораспределителя, коррозия элементов конструкции и закисшие регулировочные соединения тяг. Поэтому в рамках сертификации приводят в порядок и механизм навески либо восстанавливая рабочее состояние, либо заменяя все, что нужно.
Кандидат на разборку
Судьбу трактора, отобранного для нашего проекта, простой назвать нельзя: его никто особо не жалел. До последнего времени он участвовал в ресурсной испытательной программе Claas, наработал почти 600 моточасов и очень активно использовался. Первые 400 моточасов от отработал во французском научно-исследовательском центре фирмы Claas в городе Ле-Транже на тяговых испытаниях. Почти полжизни (около 1500 моточасов) провел в каменоломне. Он возил транспортную тележку самосвального типа, которая в загруженном состоянии заставляла выкладываться его «по полной». Следующие 1500 моточасов он отработал у французских и немецких подрядчиков, которые главным образом использовали его на оказании услуг по основной почвообработке и внесению навозной жижи. Последним же местом его работы стали силосные траншеи в Германии, где он «отдыхал» на трамбовке кормов.
Для поверхностной оценки степени износа мы хотели сравнить состояние деталей трактора и новых, только сошедших с конвейера. Часть деталей при этом была подвергнута инструментальным измерениям. Ряд узлов и агрегатов прошел эксплуатационные и компрессионные испытания. Для этого и были приглашены к участию в проекте производители соответствующих комплектующих. Эксперты из фирм Claas, FPT, GIMA и ZF должны были оценить износ деталей. Они помогли нам с поставкой новых деталей для сравнения, а также с измерительной аппаратурой для оценки степени износа.
Старт
По правде говоря, мы до конца не представляли, что нас ожидает, когда в конце января этого года открыли ворота мастерской. Разумеется, цель вполне понятна: разобрать трактор Axion, причем до последнего болта, чтобы оценить износ. Однако так ли просто будет все разобрать? Сколько прикипевших болтов и гаек будет свернуто? Удастся ли соблюсти график проекта? Мало того, что детали нужно демонтировать, их надо очистить, измерить, провести фото- и видеосъемку. Причем сложность состояла и в том, что опыта реализации подобного проекта в области сельхозмашиностроения ни у кого из нас просто не было. Однако, несмотря на это, все участники с нетерпением ожидали начала реализации проекта. Команда из десяти механиков, в числе которых были не только опытные мастера, но и практиканты из различных подразделений фирмы Claas, отсутствием мотивации не страдала.
После первичного осмотра «пациента» пришло время озаботиться организацией хранения огромного количества инструментов: все их привезли с собой. Собственно разгрузка инструментов заняла немного времени, а вот грамотная и аккуратная раскладка потребовала уже больших усилий. Однако вскоре все «хирургические наборы», будь то гайковерты с торцевыми головками, гаечные ключи, «трещотки», съемники, тросы и подъемные цепные блоки расположились на рабочих столах. После короткого обсуждения первичных планов было принято решение: «Начинаем!»
Не прошло и трех часов, а «пациент» уже мало походил на трактор. Были демонтированы капот, крылья, колеса и кабина – в общем все крупные навесные детали, а то, что осталось от трактора, покоилось на стойках. После этого под трактором был собран стапель с подвижными стойками. Без этого разделить такие агрегаты, как передний мост, двигатель, коробку передач и задний мост вместе с механизмом задней навески, просто нельзя, поскольку трактор имеет безрамную конструкцию. В нем нет даже передней полурамы. Ее функцию выполняет корпус картера двигателя. Впрочем, несмотря на кажущуюся сложность, благодаря опытным «гайковертам» из команды, все прошло гладко. Так что к вечеру передняя ось, двигатель, коробка передач и задний мост были разведены по разным углам мастерской в ожидании завтрашнего прибытия специалистов по их изготовлению. От трактора на месте разборки ничего не осталось. Причем, как говорят в кино, в процессе съемок никто не пострадал. Если не считать одной свернутой гайки «на семнадцать» и двух поврежденных деревянных паллет, на которые решили нагрузить больше, чем они смогли выдержать.
«Кардиохирургия»
Сердцем нашего трактора Axion 920 является рядный шестицилиндровый дизельный двигатель Cursor 9 производства фирмы Fiat PowerTrain (FPT). Он имеет рабочий объем 8,7 литра и максимальную мощность 232 кВт (315 л. с.). Для соответствия европейским экологическим требованиям двигатель оснащен системой селективной каталитической нейтрализации (SCR). Напомним, что двигатель, прежде чем попасть на разборку, отработал почти 3500 моточасов. Несмотря на то что данный трактор использовался в испытаниях, уходу за ним и его обслуживанию уделялось значительное внимание.
– По правде говоря, мы не знали, в каком состоянии он окажется, когда мы его вскроем, – рассказывает Мануэла Мартена, ответственная за обеспечение качества в FPT. – Трактор использовался на тестах, а значит, работал на пределе своих возможностей.
– Мы видели, что снаружи мотор выглядит хорошо. Но нас потрясло то, что внутри также все отлично, – поясняет Луиджи-Антонио Фино, инженер-испытатель FPT.
Итак, начнем сверху…
После демонтажа клапанной крышки мы получили возможность осмотреть коромысла клапанов. Их работой управляют кулачки распределительного вала, а они, в свою очередь, отвечают за работу пар клапанов, определяя, когда им следует открыться, для того чтобы выпустить отработанные газы или, наоборот, впустить внутрь воздух. На осях, где крепятся коромысла, так же как и на распредвале нет совершенно никаких канавок или полосок. Нет их и на кулачках распредвала и даже на подшипниках, в которых вращается этот вал.
Сняв головку блока цилиндров и перевернув ее, мы получаем доступ к осмотру камер сгорания и клапанов. Головки клапанов находятся в отличном состоянии. С седлами клапанов также все хорошо, их как будто лишь недавно притерли. Специалисты FTP пояснили, что столь хороший результат по их мнению был получен, благодаря особой конструкции системы нейтрализации отработанных газов. «Мы в двигатели не устанавливаем систему рециркуляции отработанных газов. Благодаря этому, нам удалось снизить температуру воспламенения смеси, что, в свою очередь, положительным образом сказывается на сроке службы деталей. К тому же в этом случае минимизирован риск попадания в камеру сгорания посторонних примесей», – поясняет Мануэла Мартена.
При осмотре гильз цилиндров отчетливо заметно, что, несмотря на наработку 3500 моточасов, на рабочей поверхности цилиндра сохранились следы крестовой шлифовки, нанесенной при первичном хонинговании. Нет следов износа и на поршнях, маслосъемных и компрессионных кольцах. Лишь на кромке одной из гильз был заметен участок с затертой глянцевой поверхностью, возникший от движения маслосъемного кольца. Интересен тот факт, что глянец имеет не вся поверхность по кругу в этом месте, а лишь ее треть. Причем никаких задиров или царапин нет, просто структура поверхности – другая.
– Почему это произошло, мы, честно говоря, не знаем, – пояснили специалисты FTP, – возможно, в этой точке маслосъемное кольцо соприкасалось с поверхностью гильзы, когда поршень попадал в верхнюю мертвую точку, а когда поршень устремлялся обратно вниз, и происходил этот процесс. Отметим, что на компрессию, а значит и на мощность, это совершенно не повлияло.
Нижняя часть двигателя, состоящая из коленчатого вала, вкладышей и опор коренных подшипников, также показала себя с лучшей стороны. Понять, что двигатель уже имеет немалую наработку, можно было лишь по изменению цвета вкладышей и соприкасающихся с ними частей коленчатого вала. Однако говорить о наличии здесь износа было бы крайним преувеличением. Сейчас двигатели изначально проектируют и производят технологически более сложными. Простой пример: если некоторое время назад заднюю часть коленвалов тракторов венчал простой маховик, то здесь уже стоит двухмассовый маховик с гасителем крутильных колебаний. Он лучше нивелирует различный дисбаланс, возникающий на карданном валу в процессе рабочих тактов двигателя. Благодаря этому, двигатель не только работает более равномерно, но и с меньшим износом.
Коробка… коробочка
Современные бесступенчатые трансмиссии с разделением потока мощности постоянно критикуют за отсутствие выдающихся достижений по сроку службы. Их конструкция гораздо сложнее, чем у традиционного оборудования, переключающего передачи под нагрузкой. Вместе с тем удобство управления трактором с бесступенчатой коробкой вряд ли кто-либо будет отрицать. Что же касается эффективности работы в том же диапазоне хода, то она в современных моделях у современных тракторных «автоматов» и «бесступенчатых» практически одинакова. Основные же отказы в работе бесступенчатых трансмиссий возникают в результате неправильной эксплуатации. Как же обстоят дела в бесступенчатой трансмиссии Eccom 3.0 фирмы ZF, которая установлена на нашем Axion 920?
– Наши трансмиссии способны в среднем отработать до 10 000 моточасов без каких-либо проблем. Они рассчитаны на это и прошли соответствующие испытания, – рассказывает специалист отдела разработки трансмиссии фирмы ZF Иоганнес Циглер. Разумеется, срок службы трансмиссии в конкретном тракторе зависит от направления его использования (транспортные работы или основная почвообработка и т. д.). От этого зависит степень нагрузки на различные детали трансмиссии и, следовательно, интенсивность их износа. Напомним, что примерно половина успеха в борьбе за долгую жизнь трансмиссии зависит от соблюдения интервалов технического обслуживания. Все детали трансмиссии рассчитаны на общий срок ее службы. Поэтому в большинстве случаев нет смысла в точечном ремонте трансмиссии с очень высокой наработкой, так как все остальные детали будут иметь крайне низкий остаток ресурса.
Во многом ресурс трансмиссии зависит и от ее правильной эксплуатации. Необходимо избегать частых и сильных торможений за счет резкого принудительного изменения передаточного числа, а также работы в неправильно выбранном диапазоне хода. «Мы как производитель трансмиссии, постарались упростить процесс управления. Благодаря наличию автоматического переключения диапазонов хода, вероятность фатальных ошибок в процессе работы фактически сведена к нулю, – поясняет И. Циглер.
Теперь давайте взглянем на фрикционные диски, отвечающие за переключение диапазонов переднего и заднего хода. При осмотре ведущих дисков с накладками и ведомых становится заметно, что после 3500 моточасов следов нежелательного износа здесь нет. «Видна равномерная поверхностная структура как в центре, так и по краям дисков. Здесь все абсолютно в порядке», – отмечает И. Циглер.
Пакет фрикционных дисков работает в масляной ванне. Между дисками установлены пружинные кольца, которые обеспечивают разделение дисков внутри пакета. Все они также имеют одинаковую форму и не отличаются друг от друга величиной износа. «Благодаря тому, что фрикционные диски находятся в сырой масляной ванне, они фактически являются необслуживаемыми. C другой стороны, это обеспечивает их правильное охлаждение», – объясняет специалист ZF.
Однако успешно все будет работать лишь в том случае, если нет проблем с маслом. Если же имеет место «масляное голодание» и фрикционные диски работают сухими, то при очередном включении реверса весь пакет может запросто оказаться в мастерской на ремонте. Аналогичная ситуация возможна и в случае загрязнения масла. Или же при техобслуживании залили не ту марку масла: масляные каналы очень небольшие и очень чувствительны к загрязнениям. В нашем случае здесь все в порядке. Накладки на дисках, конечно, уже шероховатые: пакет фрикционов отработал немало. Но характер шероховатости одинаков по всей поверхности. Это значит, что проблем со смазкой фрикционы не испытывали. «Если бы трактор активно работал с фронтальным погрузчиком, когда реверс используется гораздо чаще, износ пакета фрикционов был бы заметнее», – пояснил Иоганнес Циглер.
Другая деталь трансмиссии, к которой предъявляются особые требования, – входной (первичный) вал. Он должен передавать всю мощность двигателя трактора на его трансмиссию. Крутящий момент на нашем Axion 920 составляет 1350 Н*м.
Наряду с функцией сцепления двух агрегатов, важно оценить уплотнения корпуса коробки в этом месте. Немалая сила, которая действует на вал, может привести к нарушению герметичности, что, в конечном итоге, приведет к утечкам масла из коробки. Чтобы этого не происходило, здесь предусмотрено уплотнительное кольцо со сложным профилем (R-ring). Оно установлено между входным валом и корпусом бесступенчатой трансмиссии. Благодаря тому что на него изнутри воздействует давление масла, корпус трансмиссии со стороны соединения с двигателем абсолютно герметичен. Так что если требуется проверить уплотнение, надо искать кольцо на входном валу. В нашем случае проблем с герметичностью из-за износа мы не увидели.
На входном валу находятся также пять масляных каналов, которые обеспечивают смазку и охлаждение пакетов фрикционов. Чуть дальше по оси вала установлен массивный шариковый подшипник, запрессованный в корпус трансмиссии. «Этот подшипник рассчитан на более чем 10 000 моточасов работы», – прокомментировал И. Циглер. Если и происходит повреждение подшипника, то оно бывает связано лишь с изломом зуба на шестерне. В этом случае либо трансмиссия начинает плохо работать, а подшипник «рассыпается», либо она блокируется полностью.
Основными элементами бесступенчатой трансмиссии с разделением потока мощности являются два планетарных редуктора, которые суммируют гидростатическую и механическую часть привода. Ни на одной из их шестерен мы не отметили следов чрезмерного износа. Хорошо заметно, как их зубья входят в зацепление. А вот насколько они входят, отчетливо видно по поверхностной структуре зубьев. Здесь после 3500 моточасов следы износа минимальные.
Если бы наш трактор работал лишь на тяжелых работах, связанных с почвообработкой, то износ был бы несколько большим. В нашем же случае трактор поработал как на почвообработке, так на транспортных работах. Поэтому износ поверхностей шестерен равномерен. Сказалось и нормальное техническое обслуживание. Отметим, что в общем для данного типа трансмиссии более щадящими по отношению к ее компонентам являются транспортные работы. Даже если трактор, как в нашем случае, таскал тяжелые самосвальные прицепы. В этом случае максимальная нагрузка действует не постоянно, а периодически. Скажем, когда трактор везет полностью загруженный прицеп на крутую гору. В случае же с почвообработкой трансмиссия всегда нагружена по максимуму. Разумеется, пока почвообрабатывающее орудие или агрегат находятся в почве.
Основная опора
Задняя ось на нашем Axion 920 отработала безотказно. Ее производителем является французская фирма GIMA, дочерняя компания концерна Claas. Основными элементами, которые интересовали нас, были дифференциал и дисковые тормоза. Потому что к ним в тракторах этого тягового класса требования особые.
Начнем с дифференциала. На ведущей и ведомой шестернях главной передачи следы износа присутствуют, однако износ не чрезмерный. Зацепление – равномерное, можно разглядеть даже часть первичной поверхности зубьев ведущей шестерни. Это же касается и механизма блокировки дифференциала. Здесь также все выглядит вполне прилично: блокировку задействовали не так часто. Иначе это было бы заметно хотя бы по изменению цвета фрикционных дисков.
Теперь о тормозных дисках. Мы сразу заметили небольшое изменение цвета их поверхности. «Трактор много «отпахал» на транспортных работах», – пояснил Паскаль Ландри из отдела разработки фирмы GIMA. И Паскаль абсолютно прав! «Изменение окраски – это не так уж опасно: на дисках нет задиров и канавок», – добавил Паскаль. Диски не повело, их всего лишь немного «перегрели». Причем изменение окраски произошло лишь там, где толщина дисков несколько меньше, чем в других местах, например в местах прохода масляных каналов, призванных охлаждать диск. Однако, несмотря на это, охлаждение было достаточным. В ином случае тормозные накладки пришли бы в негодность или были бы сильно изношены. Однако с ними все в порядке. Небольшое изменение цвета есть и у поверхности дисков сцепления ВОМа.
– Это произошло потому, что кто-то резко подключал ВОМ на тракторе во время движения, – пояснил специалист фирмы GIMA. Так что, как и в случае с дифференциалом, вывод тот же: трактор много участвовал в транспортных работах. «Если бы он работал большей частью на почвообработке, то износ тормозных дисков должен был быть несколько меньшим, а соединительных – большим», – отметил Паскаль Ландри. – К стояночному тормозу претензий нет. Часто трактористы совершают типичную ошибку, пытаясь поставить на «ручник» скатывающийся трактор с грузом, не задействуя при этом основные тормоза. Это может привести к тяжелым последствиям!
– И еще одно небольшое замечание. В последнее время нижними тягами навески пользовались редко. Это заметно по верхним болтам ее тяг. Их давно не шприцевали. Конечно, в этом нет ничего ужасного и это можно быстро исправить. Но когда болты основательно заржавеют, не удивляйтесь, что при навеске орудия гидравлика работает медленно или вообще не работает, – резюмировал специалист фирмы GIMA. Так что, наряду с заменой масла и фильтров при техобслуживании, не стоит забывать и о таких, казалось бы, мелочах, как смазка соединений. Подчас это имеет большое значение!
Итоги
Наш проект подошел к концу, и после недели напряженной работы по разборке трактора до последнего болта, диагностики и подготовки фотоматериалов наша команда знает, что задача была успешно решена. Мы получили интересные результаты в процессе оценки деталей, незабываемые впечатления и хорошие фотографии.
Как уже было отмечено ранее, сегодня конечному потребителю практически невозможно без посторонней помощи быстро оценить износ бывшего в употреблении трактора, который он планирует приобрести. А рынок именно этих машин представляет наибольший интерес для многих. Двух- или трехлетка как альтернатива новому трактору – почему нет?
Нашим проектом мы хотели повысить осведомленность, прояснить некоторые технические аспекты и подчеркнуть ключевые моменты. Сегодня основные проблемы, с которыми можно столкнуться при покупке, – не поломка сцепления или пробитая прокладка головки блока цилиндров. Скорее, это будут проблемы с форсунками или сальниками, которые «остро реагируют» на желание сэкономить на качественном топливе и смазке. Всего этого конечно у нашего «пациента» не наблюдалось. Сказалось качественное и своевременное обслуживание. Или, перефразируя известную пословицу: «Как смажешь, так и поедешь!»