Ущільнювальне кільце, втулка циліндра

Ущільнювальне кільце втулки циліндра - це еластомерне ущільнення, яке герметизує місце встановлення змінної гільзи в блоці двигуна. Канонічна англійська назва - O-Ring, cylinder sleeve. У технічній документації також застосовуються терміни Cylinder Liner O-Ring, Wet Liner Seal і кільце мокрої гільзи.

Деталь найчастіше використовується в двигунах із мокрими гільзами. Зовнішня поверхня такої гільзи циліндра безпосередньо контактує з охолоджувальною рідиною, а нижня частина виходить до внутрішньої порожнини блока та картера. Ущільнювальні кільця не дозволяють антифризу потрапляти в моторну оливу.

На одній гільзі може встановлюватися одне, два або кілька кілець. Вони можуть мати однаковий розмір або відрізнятися діаметром, кольором, профілем і матеріалом. Порядок їх установлення визначається конструкцією конкретного двигуна.

Головний принцип: нові кільця не забезпечать герметичність, якщо канавки пошкоджені корозією, посадочне місце забруднене, гільза має кавітаційні раковини, блок деформований або порушене виступання гільзи.

Не встановлюйте кільця тільки за зовнішньою схожістю.
Не міняйте місцями кільця різного матеріалу або кольору.
Не розтягуйте ущільнення викруткою чи гострим гачком.
Не перекручуйте кільце в канавці.
Не використовуйте мінеральне мастило без дозволу виробника.
Не встановлюйте гільзу через корозійний або гострий край блока.
Не забивайте гільзу важким молотком.
Не прокручуйте колінчастий вал із незакріпленими мокрими гільзами.
Не залишайте старі кільця після демонтажу гільзи.
Не запускайте двигун при наявності охолоджувальної рідини в моторній оливі.

Де встановлюються ущільнювальні кільця

Кільця можуть розміщуватися в канавках на зовнішній поверхні гільзи або в канавках блока циліндрів. Основна зона герметизації знаходиться в нижній частині мокрої гільзи.

Залежно від конструкції ущільнення відокремлює:

сорочку охолодження від картера двигуна;
охолоджувальну рідину від моторної оливи;
дві порожнини з різним тиском;
нижню частину гільзи від забруднення та корозії;
зовнішню поверхню гільзи від підтікання вздовж посадки.

Верхня частина гільзи зазвичай герметизується притисканням головки блока та прокладкою головки циліндрів. Нижні кільця не замінюють прокладку головки та виконують іншу функцію.

Мокра і суха гільза

Конструкція	Контакт з антифризом	Ущільнювальні кільця
Мокра гільза	Зовнішня поверхня безпосередньо омивається охолоджувальною рідиною	Зазвичай потрібні нижні еластомерні кільця
Суха гільза	Установлена в суцільний матеріал блока та не контактує з рідиною безпосередньо	Окремі нижні O-Ring переважно не застосовуються
Напівмокра або спеціальна конструкція	Залежить від будови блока	Можливі профільні кільця, прокладки або герметик за заводською процедурою

Наявність змінної гільзи ще не означає, що для неї потрібне гумове кільце. Підбір виконують за каталогом конкретного двигуна.

Кількість і розташування кілець

На мокрій гільзі можуть бути встановлені два або три ущільнення. Одне кільце може працювати переважно з охолоджувальною рідиною, інше - відокремлювати картер, а додаткове виконувати резервну або пилозахисну функцію.

Важливо перевірити:

кількість канавок;
положення кожного кільця;
внутрішній і зовнішній діаметр;
товщину поперечного перерізу;
круглий або фасонний профіль;
колірне маркування;
матеріал еластомеру;
напрям установлення профільного ущільнення.

Кільця різного кольору не можна переставляти місцями. Колір може позначати матеріал, розмір або монтажну позицію, але не є універсальним стандартом для всіх виробників.

Матеріали ущільнень

Матеріал	Властивості	Типове середовище
EPDM	Добра стійкість до водно-гліколевих охолоджувальних рідин і температури	Сорочка охолодження
NBR	Стійкість до моторної оливи, обмежена сумісність з окремими антифризами	Зони контакту з оливою
HNBR	Підвищена теплостійкість і механічна міцність	Навантажені дизельні двигуни
FKM	Висока температурна та хімічна стійкість	Спеціальні конструкції та гарячі зони
Спеціальний еластомер виробника	Розрахований на конкретну охолоджувальну рідину та режим роботи	Оригінальні комплекти гільз

Кільце відповідного розміру, але з неправильного матеріалу, може швидко набухнути, затвердіти або втратити еластичність. Тому підбір тільки за діаметром ненадійний.

Ознаки порушення герметичності

поступове зниження рівня охолоджувальної рідини без зовнішньої течі;
антифриз у моторній оливі;
підвищення рівня оливи в картері;
молочна емульсія в піддоні або на щупі;
краплі охолоджувальної рідини після зняття масляного піддона;
тиск у системі охолодження знижується на заглушеному двигуні;
сліди рідини біля нижньої посадки гільзи;
перегрів через поступову втрату антифризу;
корозія внутрішніх деталей двигуна;
пошкодження корінних і шатунних підшипників;
повторне змішування рідин після заміни прокладки головки;
падіння тиску моторної оливи через її розрідження.

Антифриз у моторній оливі небезпечний. Охолоджувальна рідина знижує несучу здатність масляної плівки та може швидко пошкодити підшипники колінчастого вала, розподільний вал і турбокомпресор.

Причини пошкодження кільця

природне старіння еластомеру;
перегрів двигуна;
невідповідна охолоджувальна рідина;
змішування несумісних антифризів;
олива або пальне на матеріалі, не стійкому до них;
корозія канавки;
кавітаційне пошкодження гільзи;
накип і тверді відкладення в посадці;
перекручування кільця;
поріз гострим краєм блока;
надмірне розтягування при монтажі;
неправильний розмір;
переставлені місцями кільця різного матеріалу;
встановлення старого ущільнення;
суха установка всупереч сервісній процедурі;
невідповідне мастило;
перекіс гільзи під час запресування;
деформація блока після перегріву.

Кавітація гільзи

Під час роботи дизельного двигуна стінка гільзи здійснює дрібні коливання. На зовнішній поверхні можуть утворюватися та руйнуватися парові бульбашки. Їх схлопування поступово вибиває метал і створює кавітаційні раковини.

Якщо пошкодження досягає зони ущільнення або проходить крізь стінку, заміна тільки кілець не усуває проблему.

Ризик кавітації збільшують:

неправильна концентрація антифризу;
відсутність необхідних антикорозійних присадок;
тривала експлуатація старої охолоджувальної рідини;
використання звичайної води;
перегрів;
підвищена вібрація гільзи;
неправильне виступання над блоком.

Корозія посадочного місця

Нижня посадка блока повинна мати рівну поверхню без іржі, раковин і гострих відкладень. Корозійний кратер створює канал, яким охолоджувальна рідина обходить ущільнювальне кільце.

Після демонтажу перевіряють:

канавки гільзи або блока;
нижню циліндричну посадку;
гострі краї та задирки;
кавітаційні раковини;
сліди електрохімічної корозії;
залишки старого герметика;
тверді відкладення антифризу;
овальність і деформацію посадки.

З чим плутають витік через кільця гільзи

пошкоджена прокладка головки циліндрів;
тріщина головки блока;
тріщина блока циліндрів;
пористість або тріщина самої гільзи;
негерметичний масляний теплообмінник;
витік охолоджувальної рідини з насоса або патрубка;
конденсат у двигуні після коротких поїздок;
залишки емульсії після попереднього ремонту;
дефект ущільнення форсункової гільзи в окремих дизелях.

Емульсія під маслозаливною кришкою не доводить несправність кільця. Важливі аналіз оливи, зміна рівнів, випробування системи охолодження та огляд нижньої частини гільз.

Діагностика без розбирання

Перевірити рівень охолоджувальної рідини на холодному двигуні.
Перевірити рівень і стан моторної оливи.
Оглянути систему охолодження на зовнішні витоки.
Провести випробування системи охолодження тиском.
Спостерігати, чи зберігається тиск на заглушеному двигуні.
Перевірити оливу на наявність води та гліколю.
Перевірити теплообмінник і прокладку головки.
За потреби залишити систему під контрольним тиском на тривалий час.
Після зняття піддона перевірити нижню частину гільз на краплі.
Визначити конкретний циліндр або зону витоку.

Тиск під час випробування не повинен перевищувати значення, дозволене виробником системи охолодження.

Перевірка після зняття піддона

На частині двигунів нижні частини мокрих гільз видно після демонтажу масляного піддона. Систему охолодження заповнюють і створюють контрольний тиск.

Ознаки несправності:

окрема крапля на нижньому торці гільзи;
волога доріжка вздовж посадки;
кристалічний наліт висохлого антифризу;
корозія біля конкретної гільзи;
повторне утворення краплі після очищення.

Під час перевірки двигун не запускають. Необхідно виключити потрапляння рідини на електричні з'єднання та відкриті масляні канали.

Підбір ущільнювальних кілець

VIN автомобіля;
марку й модель двигуна;
код і серійний номер двигуна;
діаметр гільзи;
OE-номер гільзи;
OE-номер комплекту кілець;
кількість ущільнень на одну гільзу;
положення кожного кільця;
діаметр і товщину перерізу;
профіль ущільнення;
матеріал еластомеру;
колірне маркування;
тип охолоджувальної рідини;
ремонтний або стандартний розмір гільзи;
технічну ревізію блока двигуна.

Надійніше використовувати комплект, передбачений для конкретної гільзи. Універсальне кільце потрібного діаметра може мати невідповідний матеріал або ступінь стискання.

Що входить до ремонтного комплекту

нижні ущільнювальні кільця;
кільця різного кольору для окремих канавок;
профільні ущільнення;
верхні мідні або полімерні кільця в окремих двигунах;
монтажне мастило;
інструкція з порядком установлення;
нова гільза разом із комплектом ущільнень.

Кількість деталей у комплекті потрібно звіряти до початку складання. Упаковка може містити ущільнення для однієї гільзи або для всього двигуна.

Підготовка до заміни

Злити охолоджувальну рідину та моторну оливу.
Визначити причину змішування рідин.
Зняти головку блока за заводською процедурою.
Зафіксувати положення кожної гільзи.
Вийняти поршні та шатуни за потреби.
Використати відповідний знімач гільз.
Не пошкодити верхню площину блока.
Позначити циліндри та орієнтацію деталей.
Підготувати нові кільця й монтажний засіб.
Підготувати інструмент для вимірювання виступання гільз.

Демонтаж гільзи

Гільзу витягують рівно, без перекосу та ударів по верхньому бурту. Для закислої деталі застосовують спеціальний знімач.

не підважувати бурт викруткою;
не бити по гільзі сталевим молотком;
не пошкоджувати посадочний пояс блока;
не змішувати гільзи різних циліндрів;
не втрачати регулювальні прокладки, якщо вони передбачені;
не залишати відкладення в сорочці охолодження.

Очищення канавок і посадки

Старі кільця знімають пластиковим або тупим інструментом. Канавки очищають до металу, не змінюючи їхню геометрію.

видалити залишки гуми;
прибрати кристали антифризу;
очистити іржу та м'які відкладення;
не використовувати грубий абразив;
не збільшувати ширину канавки;
прибрати гострі задирки;
промити сорочку охолодження;
висушити посадочну поверхню;
оцінити корозійні раковини.

Якщо раковина проходить через робочу зону ущільнення, просте нанесення герметика не є надійним ремонтом.

Установлення кілець

Звірити кільця з комплектом і схемою двигуна.
Визначити порядок канавок.
Перевірити відсутність пошкоджень.
Нанести тільки дозволений монтажний засіб.
Розтягувати кільце рівномірно й мінімально.
Не використовувати гострий інструмент.
Укласти ущільнення без перекручування.
Перевірити рівномірну посадку по всьому колу.
Не допускати виступання частини кільця з канавки.
Повторно звірити колір і монтажне положення.

Чим змащувати кільця

Використовують монтажну рідину, рекомендовану виробником двигуна або комплекту ущільнень. Це може бути спеціальне мастило, сумісна охолоджувальна рідина, водний мильний розчин або інший визначений склад.

Невідповідний засіб може:

викликати набухання еластомеру;
залишити слизьку плівку та змістити кільце;
пошкодити матеріал після нагрівання;
ускладнити правильну посадку;
забруднити систему охолодження;
спричинити перекручування ущільнення.

Установлення гільзи

Очистити нижню фаску посадки.
Переконатися у правильній орієнтації гільзи.
Нанести дозволений монтажний засіб на кільця та посадку.
Уводити гільзу строго по осі.
Не обертати її без необхідності після входження кілець у посадку.
Використовувати рівномірне зусилля або монтажну оправку.
Не бити безпосередньо по бурту.
Посадити гільзу до опорної площини.
Перевірити відсутність пружного відскоку.
Закріпити гільзу притискними планками до встановлення головки.

Чому гільзи потрібно фіксувати

Після зняття головки блока мокра гільза може піднятися разом із поршнем через тертя кілець. Навіть невелике переміщення здатне порушити нижнє ущільнення.

Тому після встановлення гільзи притискають спеціальними планками або шайбами. Без фіксації не рекомендується прокручувати колінчастий вал.

Виступання гільзи над блоком

Верхній бурт повинен виступати над площиною блока на значення, передбачене виробником. Різниця між сусідніми гільзами також обмежується допуском.

Неправильне виступання може спричинити:

недостатній притиск прокладки головки;
прорив газів у систему охолодження;
витік охолоджувальної рідини;
деформацію гільзи;
перевантаження верхнього бурта;
повторне пошкодження ущільнень;
нерівномірне затягування головки блока.

Виступання вимірюють індикатором або точним вимірювальним інструментом у кількох точках по колу.

Перевірка перед остаточним складанням

гільза встановлена в правильний циліндр;
кільця не вийшли з канавок;
верхній бурт повністю сів на опору;
виступання відповідає допуску;
гільзи надійно зафіксовані;
у картері немає охолоджувальної рідини;
посадка витримує контрольний тиск;
площина блока очищена;
поршні та кільця відповідають гільзам;
система охолодження очищена від відкладень.

Перевірка герметичності після встановлення

До остаточного складання двигуна доцільно провести контроль герметичності за процедурою виробника. Сорочку охолодження заповнюють рідиною або випробовують контрольним тиском.

Перевіряють:

відсутність крапель під гільзами;
стабільність контрольного тиску;
відсутність вологи в картері;
сухість стиків після витримки;
відсутність зміщення гільз.

Що робити після потрапляння антифризу в оливу

не запускати двигун без необхідності;
злити забруднену моторну оливу;
усунути джерело витоку;
перевірити корінні й шатунні підшипники;
перевірити шийки колінчастого вала;
очистити піддон і маслоприймач;
замінити масляний фільтр;
промити систему тільки дозволеним способом;
залити правильну оливу;
повторно перевірити тиск і стан оливи після запуску.

Якщо двигун працював з емульсією, проста заміна оливи недостатня. Необхідно оцінити стан підшипників і поверхонь тертя.

Чому нові кільця знову пропускають

канавка має корозійну раковину;
кільце пошкоджене гострим краєм блока;
ущільнення перекрутилося;
використаний неправильний матеріал;
кільця переставлені місцями;
застосоване невідповідне мастило;
гільза встановлена з перекосом;
посадка забруднена відкладеннями;
гільза має кавітаційне пошкодження;
блок тріснув або деформувався;
гільзу підняли після встановлення;
порушене виступання над блоком;
витік походить із прокладки головки або теплообмінника.

Практичні випадки

Антифриз зникав без зовнішньої течі

Після зняття піддона на нижній частині однієї гільзи утворювалася крапля. Кільце затверділо та втратило притискання.

Нові ущільнення потекли після складання

Кільця різного кольору встановили в неправильні канавки. Матеріал нижнього ущільнення не був розрахований на контакт із моторною оливою.

Кільце порізало під час установлення

На нижній фасці блока залишилася гостра корозійна кромка. Гільза пройшла з великим зусиллям і зрізала частину еластомеру.

Після заміни прокладки головки емульсія з'явилася знову

Джерелом був не верхній стик, а нижнє ущільнення мокрої гільзи.

Витік залишився з новими кільцями

На зовнішній поверхні гільзи була глибока кавітаційна раковина, яка проходила через зону герметизації.

Гільза почала протікати після прокручування двигуна

Після зняття головки гільзи не зафіксували. Поршень підняв одну з них і порушив положення нижніх кілець.

Двигун пошкодив підшипники після ремонту

Залишки охолоджувальної рідини не видалили з піддона й масляних каналів. Нова олива швидко змішалася з водою та гліколем.

Типові помилки діагностики

вважати будь-яку емульсію несправністю прокладки головки;
не перевіряти масляний теплообмінник;
не проводити випробування системи охолодження тиском;
не перевіряти нижні частини гільз після зняття піддона;
не відрізняти конденсат від значного потрапляння антифризу;
не аналізувати зміну рівня моторної оливи;
не перевіряти гільзу на кавітацію;
не оцінювати корозію канавок;
міняти кільця без перевірки блока;
не перевіряти виступання гільз.

Типові помилки ремонту

повторне використання старих кілець;
підбір тільки за діаметром;
неправильний порядок кольорових кілець;
перекручування ущільнення;
розтягування гострим інструментом;
неочищена канавка;
залишена корозійна кромка;
використання невідповідного мастила;
ударне встановлення гільзи;
відсутність фіксації гільз;
прокручування колінчастого вала без головки та притисків;
відсутність вимірювання виступання;
повторне використання пошкодженої гільзи;
відсутність перевірки герметичності до складання;
запуск двигуна із забрудненою антифризом оливою.

Пов'язані товарні групи

Часті питання

Чи є кільця на кожній гільзі?

Ні. Нижні еластомерні кільця характерні переважно для мокрих гільз. Сухі гільзи зазвичай установлюються без такого ущільнення.

Чи можна підібрати кільце за розміром?

Недостатньо. Потрібні правильний матеріал, профіль, ступінь стискання, монтажна позиція та сумісність з охолоджувальною рідиною.

Чому в комплекті кільця різного кольору?

Вони можуть мати різний матеріал, розмір або положення. Порядок установлення визначається інструкцією конкретного двигуна.

Чи можна повторно використати старе кільце?

Ні. Після стискання, нагрівання та демонтажу ущільнення не забезпечує гарантованої герметичності.

Чим змащувати кільця?

Тільки складом, дозволеним виробником. Випадкова олива або мастило може пошкодити матеріал.

Чи потрібно наносити герметик?

Зазвичай ні. Герметик не повинен замінювати справне кільце та рівну посадку, якщо його використання прямо не передбачене конструкцією.

Чи завжди антифриз в оливі означає несправність кілець?

Ні. Причиною можуть бути прокладка головки, тріщина блока, теплообмінник або інше внутрішнє з'єднання.

Чи можна замінити кільця без зняття двигуна?

Це залежить від конструкції та доступу. Зазвичай потрібне значне розбирання, зняття головки, поршнів і гільз.

Навіщо вимірювати виступання гільзи?

Воно визначає притиск прокладки головки. Неправильне значення спричиняє прорив газів, витік рідини та повторний ремонт.

Що перевірити після заміни?

Герметичність сорочки охолодження, положення кілець, виступання гільз, відсутність рідини в картері, стан оливи та стабільність рівня антифризу.

Пов'язані сторінки бази знань TESMA

Що ще прочитати по цій темі

Висновок

Ущільнювальне кільце втулки циліндра герметизує нижню посадку мокрої гільзи та не дозволяє охолоджувальній рідині потрапляти в картер двигуна. Для кожної конструкції використовуються кільця визначеного розміру, матеріалу та монтажного положення.

При діагностиці потрібно відрізнити витік через нижні кільця від пошкодження прокладки головки, теплообмінника, блока або самої гільзи. Важливими є випробування системи охолодження тиском, огляд нижньої частини гільз, оцінка корозії та кавітації.

Надійна заміна потребує очищення канавок, правильного монтажного засобу, встановлення кілець без перекручування, рівного введення гільзи, її фіксації та контролю виступання над блоком. Нове ущільнення не компенсує корозійну раковину, пошкоджену гільзу або деформовану посадку.