Двигатель Cummins isf 3.8 технические характеристики, проблемы, ресурс, обслуживание

Силовой агрегат cummins isf 3.8, одна из самых новейших разработок американской корпорации CumminsInc. Двигатель имеет американские корни и создавался с определённым запасом прочности. В настоящее время производство мотора осуществляется в Китае. Популярность дизельного двигателя в России набирает обороты.

В новом моторе привлекательными являются: небольшой вес силовой установки по сравнению с довольно высокой мощностью в 152 л., силы, экономичный расход горючего до 15 л., в городском режиме, соответствие европейским экологическим требованиям Евро 3 и Евро 4. За границей, дизельный мотор используют на разных видах техники: грузовых автомобилях, автобусах, погрузчиках, тракторах, различных видах строительной техники и других стационарных установках.

В России данный мотор применяют на: МАЗ Зубрёнок; Газ 3309, 33106 Валдай; автобусах ПАЗ 423005, 323705; китайский грузовик Foton.

Содержание страницы

Технические данные ДВС Cummins 3.8

Четырёхтактный дизельный двигатель CumminsISF 3.8, модель силового агрегата ISF3.8s3154, выпускается в Китае по лицензии США, на совместном заводе Cummins + Foton расположенном в китайском Пекине. Название предприятия изготовителя — BFCEC Ltd.

Дизельный мотор оборудован турбонаддувом, установленный турбокомпрессор имеет маркировку HolsetHE211W. На силовом агрегате имеется интеркулур, охладитель наддувочного воздуха, принудительное жидкостное охлаждение.

Четыре цилиндра мотора расположены в один ряд. Цилиндры работают в таком порядке: 1, 3, 4, 2. Диаметр цилиндра меньше длинны хода поршня 102 и 115 мм., соответственно.

Мощность и объем

Точный рабочий объём цилиндров 3760 квадратных см., степень сжатия камеры сгорания 17.2:1. Максимальная мощность при 2600 оборотов мин., составляет 152 л., силы. Максимальный момент при 1900 оборотов мин равен 491 Нм. Минимальная частота вращения холостого хода 800 оборотов мин. Максимальную частоту ХХ ограничивает регулятор на границе 2950 оборотов мин.

На силовом агрегате установлена система вентиляции открытого типа. Топливная аппаратура от американской корпорации CommonRail фирмы BOSCH. Топливный насос, трёх плунжерный, радиальный, обустроен электромагнитным регулированием давления и подкачивающим насосом, имеющим механический привод в работу. Маркировка насоса — CR/CP3S3L110-30789S. Ручной подкачивающий насос для топлива, размещён в корпусе фильтра грубой очистки.

Аккумулятор ТВД имеет цилиндрическую форму, он оборудован сливным клапаном, который ограничивает высокое давление. Форсунки маркировки 0445 BOSCH, управляются электромагнитным клапаном.

Система смазки, как на большинстве моторов смешанная, в неё включён масляный радиатор.

Мотор имеет газотурбинную систему наддува, с центробежным компрессором, центростремительной турбиной, и охладителем воздушным для наддувочного воздуха. Воздушный охладитель имеет трубчато-пластинчатую конструкцию.

Расход горючего при постоянной скорости 60 км., в час составляет 12 литров на 100 км., пробега, при скорости движения 80 км., в час расход увеличивается до 15 литров на сотню пробега.

Ресурс двигателя

Заявленный производителем ресурс работы ДВС Cummins isf 3.8 составляет пол миллиона километров. В реальности, мотора Cummins с таким пробегом без капитального ремонта никто некогда в России не встречал. Зато не редко приходиться ремонтировать силовые агрегаты Cummins, пробег которых менее 200 тыс., км.

Особенности устройства и конструкции Cummins isf 3.8

Совместный силовой агрегат американо-китайского производства имеет простую конструкцию и удобную компоновку навесных узлов двигателя. Выполнен блок цилиндров ДВС из серого чугуна особой прочности, блок без гильз, цилиндры расточены прямо в корпусе БЦ. Поддон картера и крышка клапанов выполнены из особо прочных композиционных материалов, что значительно снижает общий вес силовой установки.

Система газораспределения нижневальная, типа OHV. Распределительный вал установлен в БЦ. Привод распредвала, разместился с задней стороны коленвала, возле маховика. Он осуществляется однорядной цепью от шестерни коленчатого вала. Такое расположение способствует уменьшению уровня неприятного шума.

Продуманная система охлаждения мотора позволяет предотвратить перегрев даже в очень жаркую погоду. Электронный БУ гарантирует наилучший баланс, между экологичностью, экономичностью и мощностью двигателя. На двигателе установлена популярная американская топливная аппаратура HPCR (Common Rail) фирмы Bosch. Данная аппаратура имеет привод от коленчатого вала и электронное управление.

Используемый турбокомпрессор HolsetHE211W, обустроен охлаждением наддувочного воздуха. Cumminsisf 3.8 имеет удобную компоновку навесного оборудования: вакуумный насос находиться сверху ДВС; корпус масло насоса и маслоохладитель, а так же водяной насос, составляют общий модуль, расположенный на боку ДВС.

Китайские производители утверждают что гидронатяжитель цепи ГРМ и сама однорядная цепь рассчитаны на 500 тыс., километров, то есть на весь заявленный ресурс работы мотора. Так же производители рекомендуют проводить регулировку клапанов раз через 120 тыс., километров.

Что произойдёт если следовать рекомендациям производителей?

Данная информация оспаривается большинством российских мотористов. Они утверждают, что уже через 10 тыс., км., пробега тепловой зазор в клапанах будит увеличен на несколько десятых частей миллиметра. Следовательно, клапана будут позже открываться и раньше закрываться. Отработанные газы на двигателе Cummins, участвуют в работе турбины и системы рециркуляции отработанных газов. Сложившейся дисбаланс будит компенсировать турбокомпрессор.

Работу в таком режиме турбина слишком долго не выдержит, появляться задиры и продукты износа турбины, которые попадут в топливную магистраль. Далее выйдет из строя топливный насос ВД. Он станет неравномерно подавать топливо, что может привести к избыточной подачи горючего в один из цилиндров. Вскоре это приведёт к местному перегреву и выходу из строя поршневой группы. В результате такая мелочь, как не своевременная регулировка клапанов может привести к капитальному ремонту на границе первой сотни пробега. В любом российском сервисе, где занимаются ремонтом двигателей Cumminsisf 3.8, каждый опытный механик считает что регулировку клапанов нужно проводить не позже 15 тыс., км., пробега. А лучше это мероприятие проводить через 10 тыс., километров.

Характерные неисправности

Любой дизельный двигатель, многофункциональный слаженный механизм. При исправности всех узлов и деталей, этот механизм работает чётко с высокой отдачей КПД. Но достаточно хотя бы одной детали выйти из строя и работа мотора перестанет быть чёткой и продуктивной, сразу возникнут разные проблеммы. Более того, вышедший из строя любой узел может привести к цепной реакции по выходу других деталей мотора из строя. Что может стать причиной очередных неисправностей.

Список самых часто встречающихся неисправностей Cumminsisf выглядит так:

1. Неисправности топливной системы

На данном двигателе установлена топливная американского производителя Common Rail от фирмы Bosch. Система состоит из множества деталей и узлов, неисправность любой, даже маленькой детали приведёт к сбоям в работе всей системы:

за работу ТНВД отвечает модуль управления, руководствуясь импульсами полученными от многочисленных датчиков. Выход из строя, хотя бы одного из датчиков, приведёт к неполадкам модуля управления, далее последует не корректная работа топливного насоса. Как следствие работа мотора с перебоями и не на полную мощность;
Топливный насос ВД может выйти из строя независимо от работы модуля управления;
неисправности топливных форсунок, чревато серьёзными проблемами, вплоть до перегрева и выхода из строя поршневой группы;
неисправности топливной рампы могут повлиять на работу всей топливной системы силового агрегата.

2. Выход из строя турбокомпрессора

На дизельном двигателе связан с определёнными обстоятельствами:

прежде всего это механические повреждения;
отсутствие, недостаток или не соответствующий тип моторной смазки;
эксплуатация силового агрегата на максимальных режимах работы двигателя;
нарушения баланса и перегрев турбокомпрессора.
повреждение сливной трубки масла с турбины, приведёт к масляному голоданию турбины и системы смазки ДВС.

3. Неисправности шатунно-поршневой группы

Случаются довольно часто, в неё входит несколько узлов и деталей, которые могут выйти из строя как по отдельности, так и несколько деталей одновременно:

блок цилиндров может, выйти из строя по двум причинам: задиры зеркала гильз, в результате разрушений компрессионных колец, большой износ стенок цилиндров, в результате чего газы прорываются в картерное пространство, отчего падает компрессия в камере сгорания;
преждевременные неисправности поршней могут произойти по причине масляного голодания, (на поршнях Cummins, в верхней части есть масляный канал по которому циркулирует масло, тем самым охлаждая поршень). В результате чего наступит местный перегрев верхней части поршня. Поршень расшириться и зажмёт маслосъёмное кольцо, вследствие чего может произойти разрушение и деформация поршневых колец и повреждение самого поршня. Так же возможен выход из строя поршневой группы по причине механического износа;
преждевременной выход из строя поршневых колец, напрямую связан с выходом из строя поршней, как правило мероприятия по замену колец проводятся совместно с заменой поршней;
выход из строя шатуна, часто происходит по причине перегруза. В верхней головке проворачивает втулку из сплава бронзы и стали. Возможно повреждение внутренней поверхности нижней головки или крышки шатуна. Такое возможно, если по причине перегруза провернёт вкладыши. При этом, на трущихся деталях шатуна появляться задиры и канавки;
коленчатый вал на Cummins, так же преждевременно может выйти из строя. Из-за перегруза может произойти проворот вкладышей, как следствие — задиры на коренных и шатунных шейках.

4. Падение мощности

На рассматриваемом двигателе, может случиться падение мощности без всяких существенных причин, а произойти это может из-за таких обстоятельств:

падение мощности всегда прямо пропорционально падению компрессии, что случается из-за механического износа поршневой группы или рабочей поверхности цилиндров;
компрессия значительно уменьшиться при износе или разрушении поршневых колец;
компрессия станет меньше при залегании колец в канавках поршней;
ослабление гаек ГБЦ приведёт к прорыву газов и уменьшению компрессии;
если произойдёт нарушение герметичности клапанов, то в первую очередь упадёт компрессия. Неисправность нужно немедленно устранить, в обратном случае вскоре прогорит седло клапана, или сам клапан.

5. Повышенный расход моторной смазки возможен при таких обстоятельствах:

не герметичные прокладки или уплотнители;
повреждение сливной трубки турбокомпрессора;
повышенный износ стенок цилиндров и поршневой группы. При износе этих деталей, моторная смазка не полностью будит удаляться со стенок цилиндров маслосъёмными кольцами, в результате оставшееся в цилиндре масло будит сгорать во время воспламенения горючей смеси;
так же масло может уходить через изношенные направляющие или сальники клапанов

6. Повышенный расход

Многие водители говорят, что расход горючего на Cummins 3.8 не соответствует заявленному производителем. Это может происходить по нескольким причинам:

не герметичность топливной системы, при попадании в топливную систему воздуха, увеличивается расход солярки;
не корректная работа электронного модуля, управляющего ТНВД;
неисправности топливного насоса ВД;
неправильно отрегулированные зазоры клапанов, приведут к дисбалансу в работе ДВС и увеличенному расходу горючего;
негерметичная или неисправная форсунка тоже может привести к повышенному расходу топлива.

Здесь приведены самые, часто встречающиеся неисправности Cummins 3.8. Если смотреть по пунктам, их как бы не очень много. Но нужно учесть, что многие пункты содержат несколько близких неисправностей. Если бы здесь рассматривались все проблемы по отдельности, индивидуально, их бы оказалось очень много. Причиной многих неисправностей являются неполадки в работе топливной системы и ТНВД. Поэтому есть смысл рассмотреть подробно причины неисправностей топливной системы и пути их решения.

Причины неисправности и диагностика топливной Common Rail

Недостаток, одной из лучших топливных систем всего мира, состоит в высокой чувствительности к соответствию качества используемого горючего. Чтобы проверить состояние топливной системы, нужно провести её диагностику. Сделать это можно самостоятельно, без помощи посторонних. Сначала следует проверить подачу горючего, для этого нужно:

Очистить присоединения от пыли и грязи.
Отсоединить топливную магистраль, идущую от ТНВД к топливному аккумулятору.
К штуцеру выходящему из ТНВД, необходимо прикрепить чистый шланг, второй конец которого находиться в ёмкости для сливаемого топлива.
Далее нужно покрутить стартером пол минуты.
Проведя нехитрые подсчёты, несложно определить, что за 30 секунд в ёмкости должно быть 317 мл., литров горючего.

Если количество солярки в ёмкости соответствует этому числу значит с топливной всё в порядке. Если горючего насос за пол минуты накачал меньше, значит имеет место: засоренная топливная магистраль или подсос воздуха топливной системой. Не нужно забывать, что может создавать проблему клапан управляющий подачей топлива.

Если топливная магистраль чистая, подсос воздуха отсутствует, клапан для подачи топлива в порядке, а топливный насос накачал за 30 секунд недостаточное количество горючего, значит причина, в неисправности самого ТНВД.

Устройство ТНВД

Понимание устройства конструкции топливного насоса ВД, помогает понять принцип его работы, и диагностировать возможные неисправности, а так же выполнять необходимый ремонт и обслуживание.

Задачей любого топливного насоса для дизельного двигателя, является подача в камеры сгорания, под большим давлением точно дозированных порций горючего. К тому же, количество полученного топлива, должно быть сопоставимо с нагрузкой двигателя в определённый миг времени. В данном случае ТНВД подаёт горючее к аккумулятору давления, далее топливо под давлением поступает в камеры сгорания мотора.

Все узлы топливного насоса высокого давления работают для одной общей задачи — нагнетание горючей смеси в цилиндры силового агрегата. Каждый из механизмов выполняет свою конкретную функцию. Редукционный клапан отвечает за стабильное давление у входа в насосную секцию, а топливоподкачивающий насос с низким давлением подаёт горючее из бака.

Центробежный регулятор может осуществлять впрыск горючего под давлением, при разных режимах работы двигателя, которые выберет водитель.

А основную функцию, подачу строго дозированных порций горючего для впрыска в цилиндр через форсунки и распределение горючего по цилиндрам осуществляет плунжерная пара. Излишки горючего, прокаченного ТНВД, минуя дренажный штуцер, выводятся обратно в топливный бак.

Электромагнитный клапан препятствует поступлению топлива в топливную систему, при перемещении ключа зажигания в положение отключено. Что способствует остановки силового агрегата. В работу, механизм ТНВД приводит вращение распредвала газораспределительного механизма.

Причины неисправности топливного насоса

Топливный насос Cummins 3.8 очень сложный механический узел, в котором находиться много вращающихся и трущихся деталей. Которые подвергаются постоянным механическим нагрузкам и усиленному износу. Вследствие этого появляется люфт или деформация сопряжённых деталей, уменьшение надёжности и производительности ТНВД.

Особенностью насосов Cummins является распыление горючего в камеры сгорания ДВС под огромным давлением. Благодаря чему снижается потребление горючего, и увеличивается мощность силового агрегата. При износе сопряжённых частей ТНВД, необходимого давления для распыления солярки создать не получиться. Следовательно, мощность мотора будит падать, а расход топлива увеличиваться. Поэтому, износ деталей ТНВД, считается одной из основных причин неисправности топливного насоса.

При нормально работающем топливном насосе, грузовой автомобиль с мотором Cummins 3.8 двигаясь со скоростью 80 км., в час, будит сжигать 15 литров солярки на 100 км., пробега. При этом мощность ДВС будит более 150 л., сил.

Вторая, часто происходящая причина неисправностей насоса ВД — это засорение топливных каналов насоса и загрязнение его деталей. Эта причина является следствием применения не качественного горючего. Данная проблема может влиять на мощность, расход и стабильность работы двигателя.

Чтобы проблемы с насосом ВД не являлись цепной реакцией для других неисправностей, необходимо своевременно обращать внимание признаки неполадок ТНВД. К ним относятся:

повышенный расход горючего;
изменившийся шум двигателя;
трудности при запуске мотора, особенно это ощутимо по утрам в холодную погоду;
ощутимое уменьшение мощности;
работа ДВС с перебоями.

При появлении хотя бы одного из этих признаков необходимо немедленно определить причину и устранить неисправность.

Ремонт ТНВД Cummins3.8

Часто случающейся неисправностью топливного насоса является выход из строя кулачкового вала или его подшипников. А так же, срез шпонки на шестерни регулятора или шлицевой втулки. Все эти поломки приведут к полной остановки насоса и мотора соответственно:

Срез шпонки происходит обычно в трёх случаях:

При заклинивании насоса.
При слабо затянутой гайки.
Если проворачивание кулачкового вала затруднено.

Неисправность ликвидируется путём установки новой шпонки;

износ подшипников кулачкового вала, становиться причиной повышенной дымности чёрного цвета из-за увеличенного расхода топлива. Что является причиной неправильного угла впрыска, сдвиг которого произошёл по причине износа подшипников. Мощность мотора при этом значительно уменьшается. Износ подшипников — следствие металлической стружки и других продуктов износа ТНВД;
кулачковый вал разбивается из-за вибрации при изношенных подшипниках.

Кроме этого возможным поломкам подвержены плунжеры для насосных секций. В них нередко лопаются пружины. В результате чего снижается производительность насосной секции. Даже возможен полный выход из строя насосной секции с лопнувшей пружиной на плунжере. Замена лопнувшей пружины восстановит производительность топливного насоса, до прежнего уровня.

Нагнетательный клапан имеет большой ресурс работы. Однако бывают случаи, когда он преждевременно клинит. Подобная неисправность приведёт к полной остановки двигателя. Причём попытки запустить мотор будут бесполезны. Так как вышедший из строя нагнетательный клапан полностью прекратит подавать топливо.

Топливные насосы ВД выпущенные производителем Cummins, надёжны и популярны во всём мире. Но это очень тонкий и отлаженный механизм, выход из строя одной детали которого, может негативно сказаться на работе всего насоса. Для ремонта такого сложного механизма нужно иметь определённый опыт и навык. Если устройство и конструкция ТНВД водителю не известны, то лучше обратиться в сервисный центр.

Двигатель Cummins isf 3.8 от Валдая и других авто