С каким усилием затягивать головку блока цилиндров

Из чего состоит ГБЦ

Практически во всех двигателях конструкция ГБЦ одинакова.

Она в себя включает:

1. Корпус изделия, который изготавливают методом точного литья. В нем предусмотрены каналы подачи охлаждающей жидкости и моторной смазки трущимся частям.
2. Клапаны во впускном и выпускном каналах.
3. Вал распределительный (в некоторых конструкциях их два).

Основным элементом ГБЦ является корпус. Он вместе с прокладкой обеспечивает герметизацию камеры сгорания. В корпусе запрессованы направляющие втулки клапанов, их количество зависит от конструктивных особенностей ГБЦ. Клапаны перемещаются во втулках, обеспечивая подачу топлива и вывод отработанных газов. Для изготовления корпуса головки используют алюминий, она крепится к блоку болтами, производимыми из высококачественной стали.

Головка блока цилиндров

Коэффициент температурного расширения у этих металлов разный, поэтому обеспечить высокую герметичность камеры сгорания возможно только в том случае, когда головка будет затягиваться равномерно по всей плоскости блока цилиндров. Если это условие не выполняется, силовой агрегат может выйти из строя.

О силах, действующих на ГБЦ во время работы мотора

Обеспечить равномерность теплового воздействия на головку в работающем двигателе невозможно. Наиболее сильному нагреву подвергаются места в корпусе, располагающиеся над камерой сгорания, что вызывает напряжение металла на этих участках. Сила давления корпуса из алюминия на прокладку между ГБЦ и блоком цилиндров сильно увеличивается, что может вывести её из строя. Чтобы этого избежать, производится периодическая протяжка болтов крепления ГБЦ.

Силы, действующие на ГБЦ во время завинчивания винтов

Обеспечить высокую герметичность камеры сгорания только установкой головки на блок цилиндров не получается, поэтому между ними стоит прокладка. Она имеет более низкую жесткость, при затяжке болтов прокладка сжимается, тем самым производится уплотнение зазоров. Если завинчивание крепежных винтов производится в произвольном порядке, а момент затяжки болтов ГБЦ на ключе не контролируется, можно получить деформацию корпуса головки или прогорание прокладки.

Следует напомнить, что такое момент затяжки болтов. Под этим подразумевается величина усилия на гаечном ключе, которое обеспечит герметичность соединения головки и блока цилиндров. Момент затяжки болтов и последовательность выполнения работы указываются в инструкции по ремонту и эксплуатации транспортного средства. Эти рекомендации следует выполнять неукоснительно.

Когда нужно делать протяжку ГБЦ?

По большому счету автомобилям современного образца выполнение подобной работы не требуется. До определенного момента протяжка ГБЦ была необходимой процедурой для успешного прохождения технического осмотра. Сегодня же, когда автомобильное производство стало стремительно развиваться, даже на автомобилях отечественного производства необходимость выполнения данной процедуры отпадает. Необходимость ее возникает только в случае со старыми двигателями. Как правило, проведение таких работ может быть вызвано наличием влаги в местах, где головка непосредственно крепится к блоку. В некоторых случаях протяжка ГБЦ может потребоваться и когда на автомобиле сломана прокладка, с ней возникли повреждения или были неправильно затянуты болты.

В каких случаях необходима затяжка головки цилиндров

Конструкция движков постоянно совершенствуется, срок службы увеличивается, а объем работ по обслуживанию силовых агрегатов уменьшается. Моторы, выпущенные после 2010 года, уже не нуждаются в периодической протяжке болтов крепления головки. Для более ранних моторов проводить такую операцию рекомендуют при каждом очередном ТО. При длительной эксплуатации машины иногда появляются следы протечек моторного масла или охлаждающей жидкости. В таком случае необходимо немедленно подтянуть крепеж ГБЦ, иначе может потребоваться серьезный ремонт мотора. Причинами появления протечек может быть перегрев силового агрегата и несоблюдение порядка затягивания болтов.

Ошибки при монтаже головки

Если не использовать динамометрический ключ при монтаже головки блока цилиндров, то можно ошибиться с усилием, что приведет к неравномерному моменту. В таких случаях будет чрезмерное или недостаточное усилие, которое повлечет за собой либо деформацию поверхности головки, либо допуск прорыва газов, масла или охлаждающей жидкости. В обоих случаях это чревато тяжелыми последствиями для двигателя.

При соблюдении правил затягивания крепежных болтов, а также нужного момента, всегда можно рассчитывать на надежную и долговечную работу установленных деталей. Механизм газораспределения в двигателе играет основную роль, поэтому пренебрегать правилами монтажа составляющих элементов не стоит.

Основные рекомендации

Прежде всего следует отметить, что такая процедура может проводиться после ремонта силового агрегата или с целью проверки величины момента затяжки болтов в процессе эксплуатации мотора. Если ГБЦ была демонтирована, следует внимательно осмотреть болты, а также отверстия в блоке цилиндров для их установки. Винты не должны иметь удлинения или деформации резьбовой части. Отверстия в блоке под болты очищают от остатков моторного масла, жидкости, других посторонних частиц. Если этого не сделать, можно повредить цилиндровый блок, при этом ГБЦ затянуть с требуемым усилием не получится.

Работу следует начинать только после ознакомления с рекомендациями изготовителей автомобиля по эксплуатации и ремонту. Там водитель найдет все необходимые сведения для выполнения работы, в том числе усилия и очередность затягивания болтов.

Важно! Для движков с болтами типа TTY существует запрет на повторное использование, так как они могут оборваться.

Еще одной особенностью использования таких болтов является установка их под определенным углом. Для этого потребуется специальный ключ с индикатором, который покажет градус наклона.

Пользователь Игорь Иванов показывает на видео установку и затяжку ГБЦ.

Какие ошибки могут возникнуть

К сожалению, водители, самостоятельно выполняющие восстановление силового агрегата, допускают досадные ошибки, которые могут нанести вред блоку цилиндров и рабочему инструменту.

К ним можно отнести следующее:

• оставление моторной смазки или других посторонних частиц в местах установки крепежных изделий;
• завышение величины усилия затягивания болтов;
• применение инструмента, не предназначенного для этой операции;
• несоблюдение очерёдности затягивания ГБЦ;
• использование болтов несоответствующей длины.

Если момент подтягивания крепежных винтов моторе определять «на глазок», чаще всего происходит перетяжка, которая приводит к разрыву болтов. Изношенными гранями ключа можно повредить головку крепежного элемента, после чего завернуть или вывернуть его будет невозможно. Самостоятельно изменённый порядок установки болтов приведет к возникновению перенапряжений в корпусе головки, а это чревато появлением трещин. Они могут быть сквозными, что способствует появлению протечек смазки или охлаждающей жидкости. Появится прорыв газов во впускном или выпускном коллекторе. Начнутся перебои в работе мотора, потеряется его мощность.

Если через трещины или прогары жидкость для охлаждения мотора попадёт в систему смазки, произойдет разжижение моторного масла. После этого давление смазки уменьшится, и поступление его к местам трения будет недостаточным, а вкладыши коленчатого вала могут провернуться. Многими документами допускается повторное применение крепежных элементов, но лучше использовать новые изделия. Крепиться ГБЦ к блоку цилиндров должна только качественными винтами.

Порядок и контроль затяжки ГБЦ

При выполнении затяжки следует делать это равномерно, без лишних усилий и спешки.

Перед началом работы нужно приготовить следующие инструменты и расходные материалы:

• динамометрический ключ с насадкой, которая будет соответствовать головке болта;
• небольшое количество моторного или любого другого масла;
• ветошь.

Независимо от конструкции силового агрегата, будь то 402, 406 двигатель или даже G4EE, 4B12, затягиваться ГБЦ будет всегда одинаково. Винты крепления будут расположены параллельно относительно камер сгорания. Инструкция по эксплуатации подскажет, с каким усилием затягивать головку блока цилиндров.

Как правильно затянуть резьбовые крепления головки блока цилиндров

Головка блока цилиндров (ГБЦ) в двигателе играет чрезвычайно важную роль. В ней размещён газораспределительный механизм, который отвечает за порядок впрыска топлива и отвода отработанных газов. ГБЦ находится под постоянным воздействием большого давления газов и высокой температуры. Крепится ГБЦ при помощи болтов, шпилек и гаек, к правильной затяжке которых предъявляются повышенные требования.

Назначение и строение ГБЦ

Современные автомобили в подавляющем большинстве используют различные виды топлива для совершения работы за счет его сгорания. Воспламенение воздушно-топливной смеси происходит в двигателе внутреннего сгорания.

При детонации топлива в камере сгорания происходит «взрыв» смеси и при этом выделяется газы, которые и толкают поршень к нижней мертвой точке. Чтобы работа двигателя была корректна, все отработавшие газы через выпускной коллектор выводятся в атмосферу. Для этого в конструкции двигателя предусмотрена система газораспределения. Наиболее важной составляющей этого механизма является головка блока цилиндров.

Головка блока цилиндров механизма газораспределения предназначена для обеспечения герметичности между поршнем и поверхностью камеры сгорания двигателя.

В зависимости от конструкции автомобильного двигателя, головки блока цилиндров могут изготавливаться из чугуна или более легкого алюминия. Форму ГБЦ обычно придают путем литья. Конструктивные особенности могут быть различны, но в основном головка содержит такие части, как:

• камеры сгорания;
• клапана (различают впускные и выпускные, в соответствие с их назначением – впускные открывают доступ рабочей смеси из топлива и воздуха в цилиндр, выпускные – осуществляют вентиляцию цилиндра за счет выталкивания поршнем отработавших газов в выпускной коллектор);
• участок газораспределительного механизма;
• рубашка охлаждения;
• отливка для форсунок или свечей зажигания;
• масляные каналы.

Между блоком цилиндров и головкой обычно устанавливается прокладка, которая не допускает прорыва газов из-под камеры сгорания, а также масла и охлаждающей жидкости из каналов, соединяющие ГБЦ и сам блок.

Важно! При неправильной и не равномерной затяжке болтов крепления головки блока цилиндров, будет нарушена герметичность камеры сгорания, а это приведет к потере мощности, прогоранию прокладки и выходу из строя самой головки (возможна деформация или растрескивание корпуса).

О силах, действующих на ГБЦ во время работы мотора

При работе мотора автомобиля, головка подвергается воздействию высокого давления (за счет такта сжатия в камере сгорания давление может достигать до 15 атмосфер), высокой температуры сгорания смеси (около 550-600 ºС), вибрации со стороны кривошипно-шатунного механизма.

Между блоком цилиндров и головкой устанавливается прокладка, которая имеет определенную толщину – при затягивании болтов крепления головки, эта толщина уменьшается (дает усадку) и ГБЦ плотно прилегает к корпусу двигателя. Но во время затяжки, головка имеет свойство деформироваться на тысячные доли миллиметра, поэтому болты всегда заворачивают в определенном порядке.

Силы, действующие на ГБЦ во время затягивания болтов

В процессе затягивания болтов в местах их крепления давление на поверхность значительно повышается, что в свою очередь приводит к V- образной деформации «подошвы». При не соблюдении порядка затягивания, а также с не регламентированным моментом (усилием), монтаж головки может привести к прогоранию прокладки в следствии прорыва газов, что поведет за собой более серьезные последствия.

Когда необходимо производить затяжку ГБЦ?

На современных автомобилях уже не требуется повторная протяжка болтов крепления головки цилиндров – данные работы ранее осуществлялись на старых автомобилях семейства ВАЗ, УАЗ, МОСКВИЧ – эта операция являлась основной при прохождении машины ТО-1.

При замене прокладки нужно иметь нужное оборудование, благоприятные погодные условия (или учитывать существующие), прямые руки и светлую голову. Нужно учитывать, что температура окружающей среды довольно сильно может повлиять на процесс установки ГБЦ.

Когда требуется замена прокладки

При замене прокладки обязательно нужно знать, какой момент затяжки болтов головки блока цилиндров 2101 или 2109. Если поставить наперекос любую прокладку, то она начнет пропускать воздух либо жидкости. Это относится и к прокладкам под коллекторами. Менять прокладки ГБЦ на автомобиле нужно довольно редко.

В основном это делается при капитальном ремонте двигателя либо ГБЦ. Производителями не регламентируется срок службы этого элемента. Он может эксплуатироваться довольно продолжительное время, но в некоторых случаях происходит и прогорание. Определяется такая неисправность довольно просто. Основные признаки:

1. Повышение температуры двигателя до критического значения.
2. Наличие утечки между блоком двигателя и головкой. Возможно появление как моторного масла, так и антифриза.
3. Бурление жидкости в расширительном бачке. Если в рубашку охлаждения поступает воздух из цилиндров, то внутри системы повышается давление. Это приводит к бурлению.

Такие неисправности могут быть вызваны тем, что при сборке узла момент затяжки болтов головки блока цилиндров был выбран неправильно. Это привело к перекосу при установке ГБЦ.

Применяемый инструментарий

Из оборудования необходим динамометрический ключ с калибровкой усилия под конкретный автомобиль (на разных машинах момент затяжки креплений может существенно отличаться), торцевая головка нужного размера, которая подходит к конкретному виду крепежа.

Итак, динамометрические ключи бывают нескольких видов:

• щелчковый;
• стрелочный;
• цифровой;
• иные приспособления.

Щелчковый ключ

Щелчковый (также предельный или пружинный) ключ применяется для быстрой затяжки резьбовых соединений с заданным крутящим моментом. При достижении нужного усилия, внутри ключа срабатывает пружинный механизм, в следствии чего слышен щелчок, свидетельствующий об необходимости прекращения затяжки текущим моментом (усилием). Погрешность такого ключа не превышает 4% (при условии корректного хранения и использования).

Стрелочный ключ

Стрелочный (торсионный) ключ являет собой рычаг со стрелкой и шкалой усилия (или индикатором часового вида), что делает его самым простым в использовании. При использовании такого ключа стрелка указывает на текущий момент затяжки при проворачивании рычага. Из минусов таких ключей стоит отметить довольно большую погрешность (от 5 до 20%), и со временем сталь утрачивает свою упругость, что делает невозможным его регулировку.

Цифровой ключ

Цифровой ключ (или цифровой адаптер) является самым точным инструментом в своей категории – его погрешность составляет всего 1%. Поэтому такие ключи часто используют при монтаже «ответственных» резьбовых соединений.

Иные приспособления

Самодельными динамометрическими ключами пользуются тогда, когда других приспособлений под рукой не имеется – обычно это самодельные механизмы, состоящие из трещотки и старых пружинных весов или современных цифровых. Но погрешность таких приспособлений намного выше, чем заводские ключи – это обусловлено неправильной калибровкой усилия.

Правильный порядок затяжки

Существует определенный порядок затяжки болтов, почти на всех автомобилях он одинаковый – от центра головки к ее краям, крест на крест. Так, например, первыми затягиваются два центральных болта правого и левого рядов, затем два болта, находящиеся слева от центральных, затем два справа от центральных, потом два болта находящиеся слева в обоих рядах и завершают порядок болты находящиеся справа в обоих рядах.

Важно помнить, что крепеж всегда выполняется в три — четыре подхода:

1. Первый подход – усилие 3-4 кгс.
2. Второй подход – усилие 7 кгс.
3. Третий подход – усилие 9 кгс.
4. Последний подход – усилие 11,5 – 12 кгс.