Некоторые аспекты ремонта транспортных средств

Капитальный ремонт. Выявлены вышедшие из строя дорогостоящие детали. Наступает момент выбора: ставить вместо них новые, купленные в магазине, или воспользоваться предлагаемыми авторемонтным предприятием восстановленными, т. е. б/у. Казалось бы, двух мнений быть не может – если есть возможность, надо ставить новую деталь или агрегат. Но, оказывается, не всё так просто, и дело даже не в экономии средств, хотя и в этом тоже.

Как сэкономить на ремонте без ущерба качеству

Восстановление автодеталей стало одним из важнейших показателей хозяйственной деятельности крупных и не очень крупных ремонтных предприятий западных стран. В США, Англии, Германии, а также, до недавнего времени, в Японии ремонт, в основном, осуществляется на предприятиях-производителях спецтехники, причем, обычно происходит обмен изношенных деталей и агрегатов на восстановленные предприятием, находящиеся в обменном фонде. Восстанавливают дорогостоящие металлоемкие массовые автодетали – коленвалы, распредвалы, гильзы цилиндров, блоки и головки блоков, шатуны, тормозные барабаны. Значит, это выгодно?

Судите сами – стоимость восстановительных мероприятий дефектной детали, по оценкам отечественных специалистов, лежит в пределах 10-50% стоимости новой такой детали. Даже при капитальном ремонте техники, при ремонте агрегатов по нашим технологиям и нашим инструментом, себестоимость ремонтных работ, как правило, не превышает 60-70% от той суммы, которую необходимо выложить для установки новых агрегатов.

Опыт, полученный отечественными ремонтными предприятиями при выполнении капремонтов, говорит, что в 43 случаях из 100 машина ремонтируется по причине отказа двигателя. Исходя из этого, можно предположить, что чаще всего менять приходится узлы и детали силовой установки.

Полностью исчерпавшие свой ресурс детали составляют, в среднем, только 20% от общего числа демонтируемых деталей. Окончательно выходят из строя и, бесспорно, подлежат замене на новые такие элементы, как поршни, поршневые кольца, подшипники качения, а также РТИ, прокладки и некоторые другие комплектующие.

Около 75% деталей, выбракованных при первом капремонте, являются ремонтопригодными, причем, около 30-35% из их числа могут использоваться вообще без восстановления. Из ремонтной практики известно, что большинство выбракованных по износу деталей теряют не более 1-2% исходной массы. При этом прочность деталей практически сохраняется. Так, 95% деталей двигателя внутреннего сгорания выбраковывают при износах, не превышающих 0,3 мм, и большинство из них могут быть вторично использованы после восстановления. При столь незначительной выработке рабочей поверхности, в 85% случаев ремонт может заключаться в нанесении имеющихся сегодня высокотехнологичных различных синтетических покрытий на дефектную поверхность, например, ХМС.

Этот метод восстановления деталей автомобиля – холодная молекулярная сварка (ХМС), – разработанный в МАМИ, всё более широко применяется в отечественной практике. Расходными материалами при ХМС служат ремонтные композитные материалы (реком). Технология использования ХМС имеет массу преимуществ. Отметим только, что она позволяет заполнять выработки глубиной до 10 мм и более, покрытие имеет твердость по Бринеллю до 100 HB, предел прочности при сжатии составляет 135 МПа, а при изгибе –70 МПа. Все эти свойства ХМС приобретает после 24-часовой выдержки при обычной температуре. Рабочая температура слоя ХМС – 150° C, а кратковременно допускается и 200° С. И еще. По данным производителя, стоимость ремонта методом ХМС, как минимум, в 5 раз(!) ниже стоимости ремонта традиционными методами.

Если же планируется, что ремонтируемая деталь впоследствии, возможно, еще будет восстанавливаться, и не раз, на ремонтируемые опорные поверхности все же рекомендуется наносить металл различными существующими современными методами и мехобработкой доводить «геометрию» детали до чертежной.

При анализе конкретных дефектов выявляется, что наибольший процент, до 50% отказов техники, связан, прежде всего, именно с износом рабочих поверхностей. Для сравнения, отказы по причине ДТП составляют всего 17,1%. Большой процент, порядка 7,8% отказов, возникает в связи с образованием в деталях трещин.

Многолетний опыт ремонтов показал, что почти половине деталей из числа разобранных в ходе капремонта необходимы ремонтно-восстановительные работы, после которых они могут быть использованы повторно. В основном это детали сложной конфигурации, металлоемкие и дорогостоящие: блоки цилиндров, головки блоков, коленчатые и распределительные валы, картеры заднего моста, картеры коробки передач.

Основная экономия образуется за счет сокращения затрат на материалы

В новой детали материалы составляют, в среднем, 38% общей себестоимости изделия, тогда как при восстановительных работах расходы на материалы составляют менее 7%.

Поэтому по ряду важнейших наиболее металлоемких и дорогостоящих деталей вторичное потребление восстановленных деталей значительно превышает потребление новых запасных частей. Так, например, восстановленных блоков двигателей используется в 2,5 раза больше, чем новых. В 1,9 раза больше применяется восстановленных коленвалов, а картеров коробок передач в 2,1 раза больше, чем новых.

Особенности восстановления деталей

Но существует и еще один аспект в этом «ремонтном» вопросе. В автомобилях и агрегатах после ремонта детали работают, как правило, в значительно худших условиях, чем в новых машинах. Это связано с изменением базовых размеров, условий подачи смазки, смещением осей в корпусных деталях и с еще различными последствиями ремонтных внедрений.

В связи с этим, технологии восстановления деталей должны базироваться на таких способах нанесения покрытий и последующей обработки, которые позволили бы не только сохранить, но и увеличить ресурс отремонтированной детали. Приведем лишь некоторые методы восстановления деталей, имеющиеся сегодня на российских ремонтных предприятиях, позволяющие говорить о том, что износостойкость восстановленных деталей может быть значительно выше износостойкости новых.

Дуговая наплавка под флюсом широко применяется для восстановления цилиндрических и плоских поверхностей деталей, чаще всего, для восстановления шеек коленчатых валов, шлицевых поверхностей валов и других деталей, к которым предъявляются повышенные требования по твердости. Твердость и износостойкость наплавленного слоя в основном зависят от марки применяемой электродной проволоки и флюса. Для восстановления деталей с большим износом обычно применяется автоматическая наплавка порошковой проволокой, в состав которой входят феррохром, ферротитан, ферромарганец, графитовый и железный порошки.

Для получения износостойких покрытий цилиндрических и плоских деталей используют также метод восстановления плазменно-дуговой наплавкой. Наиболее простой способ такой наплавки – наплавка по заранее насыпанному на наплавляемую поверхность специальному порошку, в основе которого либо твердосплавные элементы, либо железная или хромборникелевая основа.

Лазерная наплавка позволяет получить покрытие с заданными физико-химическими свойствами путем нанесения в качестве наплавочного материала порошка, фольги, проволоки на восстанавливаемую поверхность с последующим оплавлением их лазерным лучом.

Твердость нанесенного слоя увеличивается с ростом толщины слоя наплавочного порошка, поглощающего излучение. Твердость можно регулировать в пределах 34-65 HRC путем подбора скорости наплавки и грануляции частиц порошкового материала. Увеличение размеров частиц порошка приводит к повышению твердости и износостойкости покрытия. Рациональной является смесь фракций порошка с размерами частиц от 40 до 280 мкм и в более определенных пропорциях. Толщина нанесенного слоя может достигать 40-50 мкм. Лазерной наплавкой восстанавливают тарелки клапанов, кулачки распределительных валов и кулачковых валов и другие детали, требующие высокой твердости.

Одним из распространенных методов восстановления деталей является способ электрохимического восстановления. Суть его заключается в электролитическом осаждении металлов – хрома, железа, цинка, меди, никеля – на поверхность изделия. Технологический процесс состоит из 3 этапов – подготовки поверхности детали, нанесения покрытия и обработки полученного нанесения. Для повышения износостойкости детали, одновременно с восстановлением ее чертежных размеров, деталь покрывают слоем хрома либо железа, т. н. операции хромирования и железнения. Для защиты от коррозии наносят частицы цинка, бронзы. Никелирование и оксидирование используется для защитно-декоративных целей.

Становится все более популярным восстановление базовых деталей, таких как валы трансмиссии, детали двигателя, маховики и т. д., способом газотермического напыления. Метод позволяет создавать износостойкие, жаропрочные, коррозионностойкие, теплоизоляционные и другие покрытия, улучшая тем самым качество восстанавливаемых деталей. Суть процесса состоит в том, что исходный материал покрытия, в этом качестве используются порошки либо проволока из стали, цветных металлов, бориды, нитриды и др. сплавы, нагревают до жидкого или плазменного состояния, а затем распыляют газовой струей под давлением 0,6 МПа. Напыляемый материал попадает на восстанавливаемую поверхность в виде потока капель или пластифицированных частиц, при соударении с деталью закрепляющихся на ней, образуя тем самым прочное покрытие. В условиях абразивного износа высокую стойкость имеют покрытия из самофлюсующихся сплавов на основе никеля и алюминия. Так, износостойкость первых в 3,5-4,6 раза выше износостойкости закаленной стали 45.

Большое влияние на эксплуатационные свойства восстанавливаемых деталей оказывает формирование и строение поверхностного слоя, расположенного под обработанной поверхностью и контактирующего с сопряженной деталью в процессе эксплуатации.

Силы резанья и нагрев, сопровождающие процесс обработки детали после наплавки, вызывают пластическую деформацию тонких поверхностных слоев, расположенных под обрабатываемой поверхностью. Такая деформация называется наклёп. Глубина наклёпа поверхностного слоя зависит от метода обработки и может изменяться от нескольких мкм до 1 мм и выше.

При механической обработке поверхностная твердость в результате наклёпа может повышаться в 2 и более раз. Наклёп снижает пластичность трущихся поверхностей, уменьшает схватываемость металлов, что способствует уменьшению износа. Образование наклёпа в поверхностном слое детали препятствует росту имеющихся и возникновению новых усталостных трещин. Этим объясняется заметное повышение усталостной прочности деталей, подвергнутых накатке, наклёпыванию шариком и другим операциями, в результате которых направление остаточных напряжений в поверхностном слое становится благоприятным.

Качество обработки поверхности при восстановлении детали также оказывает большое влияние на прочность. Установлено, что наличие рисок, глубоких и острых царапин, а также впадин между гребешками микронеровностей создает очаги концентрации внутренних напряжений. В дальнейшем это приводит к разрушению детали. Но надо отметить, что это не относится к деталям из чугуна и цветных металлов, т. к. они имеют меньшую склонность к концентрации внутренних напряжений.

Изготовление подделок – выгодный бизнес… Но незаконный

Эксперты Интерпола отмечают, что производство контрафактной продукции – одно из самых быстрорастущих индустриальных направлений в мире. По объему доходов эта сфера сопоставима, разве что, с наркобизнесом. Первое место по производству всякого рода подделок занимает Китай. За ним следуют Тайвань, Малайзия, Гонконг, Сингапур, Корея, Панама, Мексика, Италия, Франция. России в этом черном списке, составленном авторитетными экспертами, нет. Но зато контрафакта на прилавках наших магазинов хоть отбавляй. Причем, число некондиционных изделий растет не только в ширпотребе, но и в тех областях, где продажа халтуры не должна присутствовать вообще – на рынке автозапчастей.

Несколько лет назад Объединение автопроизводителей России утверждало, что каждая вторая запчасть на автомашины, включая иномарки – подделка. Оценить объем продающихся в России некондиционных запчастей сложно, но, по заявлениям отечественных производителей запчастей, ситуация не улучшилась, в отдельных регионах доля подделок составляет от 30 до 50% рынка. Причем, индустрия производства некондиционных запчастей охватывает не только легковой транспорт, но и грузовой и дорожно-строительный сектора. Известен произошедший не так давно прецедент реализации партии КАМАЗовских коленвалов, оказавшихся чугунными. Внешне похожие на заводские, эти детали лопались при запуске двигателя.

Одним из признаков подделки может быть ее низкая цена. Она, собственно, в первую очередь, и привлекает покупателя. Самые дорогие детали, т. н. оригинальные, – произведенные заводом-поставщиком техники. Более дешевую продукцию предлагают альтернативные производители, которые сертифицируют детали в различных, иногда малоизвестных, инстанциях. Еще дешевле продаются узлы, собранные из ворованных деталей.

Приобретая новую деталь или узел, определить на глаз нарушения технологии производства практически невозможно, как и быть уверенным, что приобретаешь запчасть, которая будет работать лучше меняемой.

Правда, это относится и к приобретению восстановленных запчастей у малоизвестных поставщиков. Существует такой вид «бизнеса» – придавать внешне презентабельный вид изношенным, выработавшим свой ресурс деталям и узлам, реализуя их как годные.

Совет, старый как мир – пользуйтесь услугами проверенных партнеров. Если решили приобрести новые запасные части – приобретайте их у официальных дилеров завода или в фирменной сети. Если же приобретаете восстановленное, то только на специализированном предприятии или, опять же, у официальных дилеров производителя.

Что в итоге

В Советском Союзе технология заводского ремонта была достаточно хорошо отлажена. Авторемонтные заводы функционировали во многих городах. На них производился как капитальный ремонт автомобиля полностью, так и ремонт агрегатов – двигателей, коробок, главных передач.

За последние десять-пятнадцать лет серьезно изменилась индустрия отечественного техобслуживания и ремонта, используются на практике техпроцессы, основанные на достижениях фундаментальных наук в области обработки металлов, сборки автомобильных узлов и агрегатов, появились новые материалы, а также способы воздействия на материал объектов ремонта. Прогрессивным направлением в отечественной практике техобслуживания и ремонта транспортных средств и спецтехники стало распространение агрегатного метода, принцип которого состоит в плановой замене неработоспособных агрегатов новыми или восстановленными самим ремпредприятием. Авторемонтные предприятия становятся предприятиями по агрегатному ремонту. Развиваются фирменные структурные системы по обслуживанию и ремонту техники отечественного и зарубежного производства.

В США на «ниве» восстановления деталей занято более 850 фирм и компаний. К ним относятся как специализированные фирмы, так и фирмы-производители комплектующих, в общем объеме которых 10-40% приходится на выпуск восстановленных деталей. Ремонтным фондом этих предприятий являются детали списанных автомобилей. Благодаря широкому распространению технологий восстановления, в США потребность транспорта в запасных частях на 25% покрывается за счет восстановленных деталей.

Для реализации новых технологических процессов отечественным предприятиям необходимы принципиально новое оборудование, инструмент, средства контроля, а это требует вкладывания больших средств. Остается только надеяться, что когда-то и у нас производство высококачественных восстановленных агрегатов будет являться мощным направлением отечественного автомобилестроения. Предпосылки к этому есть.