Механічна частина двигуна / Несправності механічної частини двигуна / Деформація головки блока циліндрів

Деформація головки блока циліндрів

Деформація головки блока циліндрів - це зміна геометрії головки, через яку її привалювальна поверхня більше не притискається до блока рівномірно. Найчастіше проблема виникає після перегріву двигуна, але причиною також можуть бути неправильне затягування, помилки ремонту, локальне температурне навантаження або попередня надмірна механічна обробка.

Між блоком і головкою встановлена прокладка, яка повинна одночасно герметизувати камери згоряння, канали моторної оливи та систему охолодження. Якщо площина викривлена, навіть нова прокладка не завжди може забезпечити рівномірне ущільнення.

Наслідками можуть бути потрапляння газів у систему охолодження, антифризу в циліндри, змішування технічних рідин, падіння компресії, білий дим, повторний перегрів та нестабільна робота двигуна.

Основне правило: заміна прокладки без перевірки площини головки та блока може закінчитися повторною несправністю. Після перегріву потрібно шукати не тільки пошкоджену прокладку, а й причину перегріву та можливу деформацію деталей.

Головку може деформувати навіть один сильний перегрів.
Відсутність емульсії не виключає негерметичність.
Нормальна компресія не завжди виключає прорив газів у систему охолодження.
Білий дим може бути антифризом, водяною парою або незгорілим дизельним пальним.
Шліфування можливе не для кожної головки і не при будь-якій деформації.
Перед складанням потрібно перевіряти також площину блока, болтові отвори та стан кріплення.

Зміст

Що відбувається при деформації
Основні причини
Як перегрів деформує головку
Алюмінієві та чавунні головки
Основні симптоми
Зникнення антифризу
Білий дим із вихлопу
Гази в розширювальному бачку
Олива й антифриз змішуються
Вплив на компресію
Перевірки до демонтажу
Перевірка площини після зняття
Опресування головки
Перевірка площини блока
Коли можливе шліфування
Коли головку не варто ремонтувати
Правильне складання двигуна
Пошук первинної причини перегріву
Типові помилки ремонту
Товарні групи TESMA
Часті питання

Що відбувається при деформації головки блока

Привалювальна поверхня головки повинна відповідати геометрії верхньої площини блока. Болти створюють розраховане зусилля притискання, а прокладка компенсує лише передбачені конструкцією мікронерівності.

При деформації окремі ділянки головки піднімаються або просідають. Навантаження на прокладку розподіляється нерівномірно:

в одному місці прокладка притиснута нормально;
в іншому затиснута надмірно;
на викривленій ділянці притискання недостатнє;
між циліндром і каналом охолодження утворюється шлях для газів;
антифриз може потрапляти в циліндр;
олива може переходити в систему охолодження або назовні.

Негерметичність не обов'язково виникає одразу після перегріву. Спочатку двигун може працювати нормально, а симптоми з'являються після декількох теплових циклів.

Основні причини деформації

сильний або тривалий перегрів двигуна;
рух із недостатнім рівнем охолоджувальної рідини;
локальний перегрів через повітряну пробку;
несправний термостат;
забитий радіатор;
несправний вентилятор охолодження;
пошкоджений водяний насос;
негерметичність системи охолодження;
неправильне затягування болтів головки;
порушення послідовності затягування;
використання повторно болтів, які підлягають заміні;
неправильна товщина або конструкція прокладки;
попереднє надмірне шліфування;
деформація після неправильного зварювання чи ремонту;
замерзання води або невідповідної охолоджувальної рідини;
детонація і локальне перевантаження камер згоряння.

Як перегрів деформує головку блока

Під час перегріву різні частини головки нагріваються нерівномірно. Зони біля камер згоряння і випускних каналів отримують найбільше теплове навантаження, тоді як інші ділянки залишаються холоднішими.

Метал розширюється. Якщо температура зростає надмірно, а розширення обмежене болтами та конструкцією блока, у головці виникають внутрішні напруження. Після охолодження вона може не повернутися до початкової форми.

Особливо небезпечні:

продовження руху при високій температурі;
доливання холодної води в сильно перегрітий двигун;
раптова втрата антифризу;
зупинка циркуляції через насос або термостат;
перегрів під великим навантаженням;
повторні перегріви без усунення причини.

Практичний порядок перевірки наведено у статті «Що перевірити після перегріву двигуна - чек-лист».

Алюмінієві та чавунні головки

Алюмінієва головка

Алюміній добре відводить тепло і дозволяє зменшити масу двигуна, але сильніше змінює розміри при нагріванні. Тому алюмінієва головка особливо чутлива до перегріву, неправильної послідовності затягування та різкого охолодження.

Чавунна головка

Чавун зазвичай менш схильний до швидкого викривлення, але також може деформуватися або тріснути. Чавунна деталь важча, а тріщини іноді виникають через термічний удар або замерзання охолоджувальної рідини.

Матеріал не визначає діагноз сам по собі. Обидва типи головок потрібно вимірювати та перевіряти на герметичність.

Основні симптоми деформації головки

двигун перегрівається повторно;
рівень антифризу знижується без видимого зовнішнього витоку;
у бачку з'являються бульбашки або вихлопні гази;
патрубки швидко стають надмірно твердими після запуску;
із вихлопної труби йде густий білий дим після прогріву;
двигун нерівно працює після холодного запуску;
в одному або декількох циліндрах знижується компресія;
в оливі з'являється охолоджувальна рідина;
в антифризі видно масляну плівку;
на стику головки та блока є зовнішній витік;
пічка періодично перестає гріти через гази в системі;
система охолодження швидко створює надмірний тиск.

Жодна окрема ознака не доводить деформацію. Схожі симптоми створюють пошкодження прокладки головки блока циліндрів, тріщина головки блока циліндрів, несправний теплообмінник або інша негерметичність.

Зникнення антифризу без видимого витоку

Охолоджувальна рідина може потрапляти в циліндр невеликими порціями. Частина випаровується разом із вихлопом, тому калюжі під автомобілем немає.

Перевіряють:

рівень на холодному двигуні;
герметичність системи під тиском;
кришку розширювального бачка;
помпу, радіатор, патрубки та теплообмінники;
вихлоп на наявність стійкого білого диму;
свічки та камери згоряння;
наявність газів у системі охолодження.

Не можна постійно доливати антифриз, не встановлюючи причину. Потрапляння рідини в циліндр може змити масляну плівку, пошкодити каталізатор і спричинити гідроудар.

Білий дим із вихлопної труби

Звичайна водяна пара після холодного запуску швидко розсіюється і зменшується після прогріву. Охолоджувальна рідина утворює більш стійкий густий вихлоп, який може мати солодкуватий запах.

Підозру посилюють:

зниження рівня антифризу;
нерівна робота в перші секунди запуску;
перегрів;
надмірний тиск у бачку;
неприродно чистий поршень під час ендоскопії;
волога свічка в одному циліндрі.

Докладніше: «Чому з вихлопу йде білий дим».

Гази в розширювальному бачку

Якщо між камерою згоряння і каналом охолодження виникла негерметичність, високий тиск із циліндра потрапляє в систему охолодження.

Можливі прояви:

постійні бульбашки після запуску;
різке підвищення рівня рідини;
виштовхування антифризу через кришку;
швидке затвердіння патрубків;
повітряні пробки;
нестабільна робота пічки;
повторний перегрів.

Бульбашки при відкритому бачку не завжди означають прорив газів. Їх може створювати повернення рідини, повітря після ремонту або кавітація. Потрібна контрольна перевірка на продукти згоряння та герметичність.

Змішування моторної оливи й антифризу

Якщо охолоджувальна рідина потрапляє в картер, моторна олива втрачає змащувальні властивості. У ній може з'явитися світла емульсія, а рівень на щупі іноді підвищується.

Наслідки:

пошкодження корінних і шатунних вкладишів;
корозія внутрішніх поверхонь;
погіршення роботи гідрокомпенсаторів;
зношення розподільних валів;
забруднення масляних каналів;
втрата тиску моторної оливи.

Невелика кількість світлого нальоту лише під кришкою маслозаливної горловини може бути конденсатом після коротких поїздок. Стан оцінюють за щупом, об'ємом оливи, аналізом рідин та іншими ознаками.

Як деформація впливає на компресію

Компресія знижується, якщо негерметичність утворилася між камерою згоряння та сусіднім каналом або іншим циліндром.

Можливі картини:

низький показник в одному циліндрі;
низька компресія у двох сусідніх циліндрах;
нормальні показники на холодному двигуні та погіршення після прогріву;
відносно нормальна компресія при прориві газів тільки під навантаженням.

Вимірювання компресії двигуна показує наслідок, але не визначає, чи винна прокладка, площина головки, клапан або тріщина.

Напрямок витоку уточнюють за допомогою пневмотесту циліндрів.

Перевірки до демонтажу головки

Зібрати історію перегріву та попередніх ремонтів.
Перевірити рівні моторної оливи й антифризу.
Оглянути систему охолодження на зовнішні витоки.
Перевірити герметичність системи під тиском.
Перевірити кришку бачка або радіатора.
Оцінити наявність газів у системі охолодження.
Виміряти компресію.
Провести пневмотест.
Оглянути циліндри ендоскопом.
Перевірити свічки запалювання або розжарювання.
Перевірити моторну оливу на воду й антифриз.
Переконатися, що причиною не є теплообмінник або інший вузол.

Для системної перевірки застосовується перевірка герметичності системи охолодження.

Перевірка площини головки після демонтажу

Перед вимірюванням поверхню очищають від залишків прокладки, нагару й герметика. Не можна грубо шліфувати її абразивним диском, який створює локальні западини.

Попередню перевірку виконують точною контрольною лінійкою та набором щупів. Лінійку встановлюють:

уздовж головки;
поперек;
по діагоналях;
у зонах між циліндрами;
біля каналів охолодження.

Щупом визначають найбільший проміжок між лінійкою і поверхнею. Допустиме значення залежить від довжини, матеріалу та конструкції конкретної головки.

Для точного дефектування використовують вимірювальну плиту, індикатор або спеціальне обладнання. У складних випадках перевіряють не тільки нижню площину, а й геометрію опор розподільних валів.

Опресування головки блока циліндрів

Деформація і тріщина можуть існувати одночасно. Тому вимірювання площини не замінює перевірку герметичності самої деталі.

Під час опресування:

закривають технологічні отвори;
створюють контрольний тиск у каналах;
за потреби нагрівають головку;
контролюють падіння тиску та появу бульбашок;
перевіряють зони між клапанами, свічками й каналами охолодження.

Нагрів важливий, оскільки дрібна тріщина може відкриватися лише при робочій температурі.

Чому потрібно перевіряти площину блока

Навіть ідеально відремонтована головка не забезпечить герметичність, якщо верхня площина блока деформована, пошкоджена корозією або має сліди неправильного очищення.

Перевіряють:

площинність;
корозію навколо каналів охолодження;
прогар між циліндрами;
тріщини;
виступання гільз;
чистоту болтових отворів;
залишки рідини або оливи в глухих отворах;
шорсткість поверхні.

Рідина в глухому болтовому отворі може створити гідравлічний опір, спотворити момент затягування або пошкодити блок.

Коли головку блока можна шліфувати

Шліфування або фрезерування застосовують, якщо деформацію можна усунути допустимим зняттям матеріалу.

Перед обробкою потрібно перевірити:

мінімально допустиму висоту головки;
фактичну величину деформації;
чи оброблялася головка раніше;
глибину камер згоряння;
виступання клапанів;
положення розподільних валів;
можливість зміни ступеня стиснення;
вплив на фази газорозподілу;
вимоги до шорсткості для конкретної прокладки.

Надмірне зняття металу може змінити геометрію двигуна, збільшити ступінь стиснення, порушити натяг ременя або ланцюга та зменшити відстань між клапанами й поршнями.

Після обробки головку очищають від абразиву і стружки, промивають масляні та охолоджувальні канали, перевіряють клапани, сідла й опори валів.

Коли головку краще замінити

Ремонт може бути недоцільним або технічно неможливим, якщо:

потрібно зняти більше матеріалу, ніж дозволено;
головка вже неодноразово шліфувалася;
деформовані опори розподільних валів;
є велика або складна тріщина;
пошкоджені камери згоряння;
сильно зруйновані канали охолодження;
корозія охопила зону ущільнення;
вирвані болтові кріплення;
вартість повного відновлення наближається до вартості справної деталі.

У такому разі підбирають іншу головку блока циліндрів за кодом двигуна, OEM-номером і конструктивним виконанням.

Правильне складання після ремонту

Переконатися у правильності головки та прокладки.
Очистити площини без пошкодження поверхні.
Перевірити болтові отвори.
Використати нові болти, якщо цього вимагає виробник.
Не змащувати різьбу, якщо процедура передбачає сухе встановлення.
Дотриматися послідовності затягування.
Використати заданий момент і кути довороту.
Правильно встановити привід ГРМ.
Заповнити систему відповідною охолоджувальною рідиною.
Повністю видалити повітря із системи.
Замінити забруднену моторну оливу та масляний фільтр.
Після запуску перевірити тиск, температуру, витоки й роботу вентилятора.

Болти головки блока циліндрів підбирають точно за двигуном. Болти різної довжини або конструкції не можна встановлювати довільно.

Пошук первинної причини перегріву

Відновлення головки не має сенсу без усунення причини, через яку вона деформувалася.

Потрібно перевірити:

термостат;
водяний насос;
основний радіатор;
вентилятор і систему його керування;
кришку розширювального бачка;
патрубки та з'єднання;
радіатор пічки;
наявність повітряної пробки;
правильність циркуляції;
датчик температури;
рівень і стан охолоджувальної рідини;
забруднення зовнішніх поверхонь радіаторів.

Ранні ознаки проблеми розглянуті у статті «Чому перегрів двигуна майже завжди починається раніше, ніж здається».

Типові помилки ремонту

заміна прокладки без вимірювання площини;
відмова від опресування після сильного перегріву;
перевірка лише головки без контролю блока;
грубе очищення абразивним диском;
надмірне шліфування;
встановлення невідповідної товщини прокладки;
повторне використання одноразових болтів;
неправильна послідовність затягування;
різний стан різьби та нерівномірний момент;
залишення рідини в болтових отворах;
неправильне видалення повітря із системи охолодження;
повторний запуск без заміни забрудненої оливи;
ігнорування термостата, помпи, вентилятора або радіатора;
спроба герметизувати несправність добавкою в антифриз.

Після неякісного ремонту двигун може знову перегрітися або втратити герметичність. Докладніше: «Чому автомобіль після неякісного ремонту може ламатися знову».

Товарні групи TESMA

Деталі для ремонту головки блока підбирають за VIN-кодом, кодом двигуна, OEM-номером і результатами дефектування.

Перед замовленням потрібно уточнити комплектацію головки. Вона може постачатися порожньою, з клапанами, з розподільними валами або в іншому виконанні.

Часті питання

Як зрозуміти, що головку блока повело?

За симптомами можна лише запідозрити проблему. Остаточний висновок роблять після демонтажу та вимірювання площини.

Чи завжди після перегріву головка деформується?

Ні. Результат залежить від температури, тривалості перегріву, матеріалу та конструкції. Але після сильного перегріву головку потрібно перевірити.

Чи можна просто замінити прокладку?

Лише якщо підтверджено, що площини головки та блока відповідають допускам і немає тріщин.

Чи можна перевірити деформацію без зняття головки?

Ні. До розбирання можна знайти ознаки негерметичності, але геометрію привалювальної поверхні вимірюють після демонтажу.

Чи завжди деформовану головку можна відшліфувати?

Ні. Існує мінімальна допустима висота, а також обмеження за конструкцією, тріщинами та геометрією опор валів.

Чи може компресія залишатися нормальною?

Так. Негерметичність може проявлятися лише під великим тиском згоряння або після прогріву.

Чи обов'язково буде емульсія в моторній оливі?

Ні. Витік може проходити тільки між циліндром і системою охолодження без змішування з оливою.

Чому після ремонту знову зникає антифриз?

Можлива невиявлена тріщина, деформація блока, неправильна прокладка, помилка затягування або неусунена зовнішня несправність системи охолодження.

Чи потрібно міняти моторну оливу після потрапляння антифризу?

Так. Забруднена олива не забезпечує нормальне змащення. Після ремонту також установлюють новий масляний фільтр.

Пов'язані сторінки бази знань TESMA

Що ще почитати по цій темі

Висновок

Деформація головки блока циліндрів найчастіше є наслідком перегріву, але її не можна підтвердити лише за білим димом, зникненням антифризу або емульсією.

До розбирання перевіряють герметичність системи охолодження, наявність газів, компресію, напрямок витоків і стан циліндрів. Після демонтажу вимірюють площину головки та блока, виконують опресування і визначають, чи допускається механічна обробка.

Надійний ремонт повинен усунути не тільки викривлення або пошкоджену прокладку, а й первинну причину перегріву. Інакше навіть правильно відновлена головка може швидко втратити герметичність повторно.