Механічна частина двигуна / Ремонт - Механічна частина двигуна / Заміна прокладки головки блока циліндрів

Заміна прокладки головки блока циліндрів

Заміна прокладки головки блока циліндрів - це ремонт, під час якого демонтують головку блока, визначають причину втрати герметичності, перевіряють площини, тріщини та різьбові з'єднання, а потім установлюють нову прокладку з дотриманням заводської послідовності затягування.

Прокладка головки блока циліндрів ущільнює одночасно камери згоряння, канали моторної оливи та канали охолоджувальної рідини між блоком і головкою блока циліндрів.

Її пошкодження може призвести до втрати компресії, прориву газів у систему охолодження, змішування оливи з антифризом, перегріву та деформації деталей двигуна.

Основне правило: заміна самої прокладки без пошуку причини її пошкодження часто закінчується повторним ремонтом. Потрібно перевірити головку, блок, систему охолодження, болти, різьбу й правильність попереднього складання.

Білий дим не завжди означає пошкоджену прокладку. Потрібна діагностика.
Відсутність емульсії в оливі не виключає прорив газів у систему охолодження.
Нову прокладку не можна встановлювати на деформовану або неправильно оброблену площину.
Товщина прокладки може залежати від виступання поршнів і попереднього оброблення деталей.
Болти головки часто є одноразовими і потребують заміни.
Після складання потрібно усунути причину перегріву, а не лише заповнити систему новим антифризом.

Зміст

Призначення прокладки
Основні типи прокладок
Симптоми пошкодження
Причини руйнування
Діагностика перед розбиранням
Втрата антифризу
Білий дим із вихлопу
Емульсія та змішування рідин
Гази в системі охолодження
Компресія та пневмотест
Підготовка до ремонту
Демонтаж головки блока
Огляд старої прокладки
Очищення поверхонь
Перевірка головки блока
Опресування й пошук тріщин
Перевірка площини
Механічне оброблення
Перевірка блока циліндрів
Виступання поршнів
Підбір нової прокладки
Перевірка та заміна болтів
Підготовка різьбових отворів
Установлення прокладки
Затягування головки блока
Відновлення приводу ГРМ
Пов'язані прокладки й ущільнення
Перевірка системи охолодження
Моторна олива й фільтр
Перший запуск
Контроль після ремонту
Типові помилки
Коли заміни прокладки недостатньо
Правила безпеки
Товарні групи TESMA
Часті питання

Для чого потрібна прокладка головки блока

Між блоком і головкою одночасно проходять:

камери згоряння з високим тиском і температурою;
канали подавання моторної оливи;
канали повернення оливи;
канали охолоджувальної рідини;
отвори болтів і напрямних втулок.

Прокладка повинна герметизувати всі ці зони, компенсувати мікронерівності поверхонь і зберігати затискне зусилля при нагріванні та охолодженні двигуна.

Найбільше навантаження припадає на ущільнювальні зони навколо циліндрів. Навіть невелике локальне зниження притискного зусилля може відкрити шлях газам, антифризу або моторній оливі.

Основні типи прокладок

Багатошарова сталева прокладка

MLS-прокладка складається з декількох тонких сталевих шарів із рельєфними ущільнювальними зонами та захисним покриттям.

Вона потребує правильної шорсткості й геометрії поверхонь. Груба або подряпана площина може не забезпечити герметичність.

Композиційна прокладка

Має м'який ущільнювальний матеріал і металеві підсилення навколо камер згоряння. Частіше застосовувалася на старіших двигунах.

Мідна або спеціальна металева прокладка

Використовується в окремих серійних, спортивних або спеціально підготовлених двигунах. Може потребувати додаткових ущільнювальних канавок або спеціальної обробки.

Тип прокладки не можна самостійно змінювати без урахування конструкції двигуна.

Симптоми пошкодженої прокладки

двигун перегрівається без очевидної зовнішньої причини;
антифриз витісняється з розширювального бачка;
патрубки швидко стають дуже твердими після холодного запуску;
у бачку постійно з'являються бульбашки;
рівень антифризу знижується без видимого витоку;
із вихлопу йде густий білий дим після прогрівання;
двигун погано запускається після стоянки;
один циліндр має низьку компресію;
два сусідні циліндри мають однаково низьку компресію;
у моторній оливі з'являється охолоджувальна рідина;
в антифризі є моторна олива;
двигун працює нерівно після запуску;
система охолодження залишається під тиском після тривалої стоянки;
свічка одного циліндра виглядає незвично чистою.

Окрема сторінка несправності: «Пошкодження прокладки головки блока циліндрів».

Чому пошкоджується прокладка

перегрів двигуна;
викривлення головки блока;
нерівна площина блока;
тріщина головки або блока;
неправильний момент затягування;
помилкова послідовність затягування;
повторне використання розтягнутих болтів;
неправильна товщина прокладки;
невідповідна шорсткість поверхні;
залишки старої прокладки або герметика;
детонація або передчасне згоряння;
надмірний тиск наддуву;
корозія площини;
замерзання охолоджувальної рідини;
неправильне механічне оброблення;
локальне просідання гільзи;
помилка попереднього ремонту.

Установлення нової прокладки без усунення однієї з цих причин не гарантує результату.

Діагностика перед розбиранням

До демонтажу головки бажано провести:

перевірку системи охолодження під тиском;
тест на продукти згоряння в антифризі;
контроль температури по діагностичних параметрах;
перевірку роботи вентилятора;
перевірку циркуляції охолоджувальної рідини;
огляд моторної оливи й антифризу;
контроль компресії двигуна;
пневмотест циліндрів;
ендоскопію циліндрів двигуна;
перевірку свічок;
пошук зовнішніх витоків;
аналіз історії перегріву.

Один тест рідко дає повну відповідь. Висновок роблять за сукупністю симптомів і вимірювань.

Втрата антифризу без видимого витоку

Охолоджувальна рідина може потрапляти:

у циліндр і вихлопну систему;
у моторну оливу;
назовні по стику головки й блока;
у впуск через окремі охолоджувані вузли;
у систему рециркуляції відпрацьованих газів на деяких дизелях;
у салон через радіатор обігрівача.

Перш ніж знімати головку, потрібно виключити радіатор, патрубки, насос, термостатичний корпус, кришку бачка та інші зовнішні джерела.

Білий дим із вихлопної труби

Білий пар при холодному запуску в прохолодну погоду може бути звичайним конденсатом.

Ознаки потрапляння антифризу:

дим не зникає після прогрівання;
має характерний солодкуватий запах;
рівень антифризу знижується;
двигун після запуску працює нерівно;
на свічці є незвично чиста поверхня;
у циліндрі видно сліди рідини;
у системі охолодження зростає тиск.

Пов'язаний матеріал: «Чому з вихлопу йде білий дим».

Емульсія в моторній оливі

Світлий наліт під кришкою заливної горловини не завжди означає пошкодження прокладки. На автомобілях із короткими поїздками це може бути конденсат.

Небезпечніші ознаки:

підвищення рівня моторної оливи;
емульсія на щупі;
зміна консистенції всієї оливи;
падіння тиску змащення;
зниження рівня антифризу;
масляна плівка в розширювальному бачку;
перегрів або нестабільна температура.

Двигун із значною кількістю антифризу в оливі не слід експлуатувати. Пошкоджуються вкладиші, шийки валів, турбокомпресор і розподільні вали.

Перевірка газів у системі охолодження

Застосовують:

хімічний тест на продукти згоряння;
газоаналіз над рідиною в бачку;
спостереження за тиском після холодного запуску;
контроль бульбашок за заводською процедурою;
пневмотест із відкритим бачком;
вимірювання тиску системи охолодження.

Негативний тест не завжди виключає невеликий або періодичний прорив, особливо якщо дефект проявляється лише під навантаженням.

Компресія та герметичність циліндрів

Прокладка може прогоріти:

між циліндром і каналом охолодження;
між двома сусідніми циліндрами;
між циліндром і масляним каналом;
від каналу назовні;
між оливним та охолоджувальним каналами.

При пошкодженні між двома циліндрами їхня компресія може бути однаково низькою, але антифриз не обов'язково змішується з оливою.

Під час пневмотесту повітря може виходити в сусідній циліндр, бачок, картер, впуск або вихлоп. Це допомагає визначити напрямок витоку.

Підготовка до ремонту

Зберегти діагностичні помилки й параметри.
Дати двигуну повністю охолонути.
Відключити акумулятор.
Злити охолоджувальну рідину.
Злити моторну оливу, якщо вона забруднена антифризом.
Очистити зовнішні поверхні двигуна.
Зняти впускні й декоративні елементи.
Позначити роз'єми, шланги й вакуумні лінії.
Установити двигун у контрольне положення ГРМ.
Підготувати нові ущільнення та одноразове кріплення.

Розбирання гарячого двигуна може пошкодити різьбу та посилити деформацію головки.

Демонтаж головки блока

Загальна процедура може включати:

зняття впускного колектора;
зняття випускного колектора або турбокомпресора;
демонтаж клапанної кришки;
від'єднання паливної системи;
від'єднання охолоджувальних патрубків;
зняття ременя або ланцюга ГРМ;
демонтаж розподільних валів на окремих конструкціях;
послаблення болтів головки у визначеній послідовності;
обережне відокремлення головки від блока;
збереження напрямних втулок.

Болти головки зазвичай послаблюють у порядку, зворотному до затягування, поступово й у декілька етапів.

Огляд старої прокладки

Після демонтажу фіксують:

місце прогару;
сліди прориву газів;
розмивання матеріалу;
корозію;
пошкодження ущільнювальних кілець;
відбиток площин;
положення прокладки;
відповідність отворів каналам;
маркування товщини;
сліди нанесеного герметика.

Стару прокладку не слід одразу викидати. Її стан допомагає визначити причину несправності.

Очищення поверхонь блока й головки

Потрібно видалити залишки старої прокладки без пошкодження поверхні.

не використовувати грубі абразивні диски;
не створювати глибоких подряпин;
не допускати потрапляння частинок у циліндри й канали;
закрити масляні отвори;
не знімати зайвий метал ручним інструментом;
очистити отвори напрямних втулок;
видалити оливу й антифриз із болтових отворів;
знежирити поверхню дозволеним засобом.

Сталева щітка або абразив на швидкісному інструменті може змінити шорсткість і геометрію алюмінієвої головки.

Що перевіряють у головці блока

площину прилягання;
тріщини між клапанами;
тріщини біля форкамер або свічок;
герметичність водяної сорочки;
стан клапанів і сідел;
напрямні клапанів;
постелі розподільних валів;
різьбу свічок і форсунок;
корозію каналів охолодження;
висоту головки після попередніх оброблень;
стан ущільнювальних поверхонь колекторів;
відсутність сторонніх предметів у каналах.

При виявленні комплексних дефектів застосовується ремонт головки блока циліндрів.

Опресування та перевірка на тріщини

Головку перевіряють під тиском, часто з підігріванням, щоб виявити тріщини, які можуть не проявлятися в холодному стані.

Залежно від матеріалу й конструкції також застосовують:

капілярний контроль;
магнітопорошковий метод для відповідних матеріалів;
вакуумну перевірку;
контроль окремих каналів;
перевірку герметичності клапанів.

Шліфування не усуває тріщину. Тому спочатку визначають герметичність деталі.

Перевірка площини головки блока

Попередньо площину можна перевірити точною лінійкою та щупами в декількох напрямках.

Професійна перевірка також враховує:

загальне викривлення;
локальні западини;
нерівність між циліндрами;
шорсткість поверхні;
мінімально допустиму висоту головки;
паралельність поверхонь;
стан зон навколо камер згоряння.

Допустиме викривлення залежить від матеріалу головки, довжини двигуна, типу прокладки та вимог виробника.

Механічне оброблення головки

Оброблення потрібне, якщо:

площина викривлена понад допустиме значення;
є локальна корозія;
залишилися глибокі сліди попереднього ремонту;
шорсткість не відповідає новій прокладці;
поверхня має нерівномірний контактний відбиток.

Перед обробленням уточнюють:

мінімальну висоту головки;
допустиму кількість знятого металу;
можливість корекції товщиною прокладки;
положення клапанів відносно площини;
ступінь стискання після оброблення;
геометрію постелей розподільних валів.

Надмірне шліфування може змінити ступінь стискання, фази ГРМ і безпечний зазор між клапанами та поршнями.

Перевірка блока циліндрів

Перевірка лише головки недостатня. Блок також може мати:

викривлення площини;
корозію біля каналів;
тріщини;
пошкоджену різьбу;
просідання або виступання гільз;
задири в циліндрах;
сліди детонації;
пошкодження напрямних втулок;
залишки старої прокладки.

На двигунах із мокрими гільзами окремо вимірюють їх виступання та рівномірність по окружності.

Виступання поршнів і вибір товщини

На частині дизельних та окремих бензинових двигунів товщину прокладки вибирають за максимальним виступанням поршня над площиною блока.

Для вимірювання:

Очищають площину блока й днища поршнів.
Установлюють індикатор у контрольній точці.
Визначають верхнє положення кожного поршня.
Вимірюють виступання в установлених виробником зонах.
Обирають товщину за найбільшим значенням.

Кількість отворів, насічок або позначок на прокладці часто вказує на товщину, але їх значення потрібно звіряти з каталогом конкретного двигуна.

Як підібрати нову прокладку

Підбір виконують за:

VIN-кодом;
точним кодом двигуна;
OEM-номером;
діаметром циліндрів;
кількістю та розташуванням каналів;
товщиною прокладки;
виступанням поршнів;
матеріалом прокладки;
попереднім обробленням головки або блока;
датою виробництва двигуна;
ревізією конструкції.

Прокладка повинна точно відкривати потрібні канали. Візуально схожа деталь може мати іншу схему отворів і порушити циркуляцію антифризу.

Болти головки блока

Болти головки блока циліндрів можуть працювати в зоні пружної або контрольованої пластичної деформації.

Перевіряють:

чи дозволене повторне використання;
довжину болтів;
стан різьби;
пошкодження головки болта;
корозію;
відповідність довжини конкретному отвору;
необхідність шайб;
вимоги до змащення різьби й опорної поверхні.

Болти з доворотом на кут часто замінюють новими, навіть якщо зовні вони не мають дефектів.

Підготовка різьбових отворів

У болтових отворах не повинно залишатися:

антифризу;
моторної оливи;
бруду;
старого герметика;
стружки;
пошкоджених ниток різьби.

Рідина в глухому отворі може створити гідравлічний тиск, пошкодити блок або дати неправильний момент затягування.

Різьбу очищають без безпідставного збільшення її розміру. Пошкоджені отвори ремонтують за технологією, яка забезпечує необхідне затискне зусилля.

Установлення нової прокладки

Переконатися в чистоті й сухості площин.
Установити напрямні втулки.
Перевірити маркування TOP, FRONT або інші позначення.
Розташувати прокладку в правильному напрямку.
Не наносити герметик, якщо це не передбачено виробником.
Не торкатися ущільнювальних зон брудними руками.
Обережно опустити головку без зсуву по поверхні.
Установити болти у відповідні отвори.
Виконати затягування за заводською процедурою.

Більшість сучасних MLS-прокладок установлюється сухою. Самовільне нанесення герметика може порушити роботу рельєфних ущільнень.

Послідовність затягування головки

Виробник може передбачати:

попереднє затягування малим моментом;
один або декілька основних моментів;
повне послаблення;
повторний момент;
один чи декілька доворотів на кут;
окрему процедуру для коротких болтів;
додаткову перевірку після прогрівання на старих двигунах.

Використовують справний динамометричний ключ і точний кутомір. Послідовність зазвичай рухається від центру до країв, але точна схема береться лише з документації двигуна.

Не можна використовувати універсальний момент для різних двигунів.

Відновлення приводу газорозподільного механізму

Після встановлення головки потрібно правильно відновити привід ГРМ.

Перевіряють:

положення колінчастого вала;
положення розподільних валів;
натягувачі й напрямні;
ремінь або ланцюг;
фазорегулятори;
обертання двигуна вручну;
відсутність контакту клапанів із поршнями;
правильність контрольних міток.

При зношеному приводі доцільно одночасно виконати заміщення ланцюга ГРМ або заплановану заміщення ременя ГРМ.

Які пов'язані прокладки зазвичай замінюють

прокладку клапанної кришки;
прокладку впускного колектора;
прокладку випускного колектора;
ущільнення форсунок;
ущільнення термостатичного корпуса;
сальники розподільних валів;
ущільнення вакуумного насоса;
ущільнення турбокомпресора;
ущільнення патрубків охолодження.

Зручним рішенням може бути комплект прокладок, але його склад потрібно перевіряти до початку ремонту.

Перевірка системи охолодження

Перед першим запуском потрібно усунути причину перегріву.

Перевіряють:

герметичність системи;
циркуляцію охолоджувальної рідини;
водяний насос;
термостат;
радіатор;
вентилятор і його керування;
кришку розширювального бачка;
патрубки;
датчик температури;
радіатор обігрівача;
правильність видалення повітря;
концентрацію й тип антифризу.

Для заповнення застосовують антифриз, який відповідає вимогам виробника, а не лише підбирається за кольором.

Після перегріву корисно використати матеріал «Що перевірити після перегріву двигуна - чек-лист».

Моторна олива та масляний фільтр

Якщо антифриз потрапив у моторну оливу, після ремонту встановлюють новий масляний фільтр і заливають моторну оливу потрібного допуску.

При значному забрудненні може знадобитися:

очищення піддона;
перевірка маслоприймача;
перевірка масляного насоса;
очищення каналів;
контроль вкладишів;
рання повторна заміна оливи й фільтра;
перевірка турбокомпресора.

Агресивне промивання невідомими складами може відокремити відкладення й забити масляні канали.

Перший запуск після ремонту

Перевірити рівень моторної оливи.
Перевірити рівень охолоджувальної рідини.
Переконатися в правильності фаз ГРМ.
Провернути двигун вручну.
Створити попередній тиск моторної оливи, якщо це передбачено.
Запустити двигун без різкого підвищення обертів.
Перевірити лампу й фактичний тиск оливи.
Контролювати температуру.
Перевірити витоки оливи, антифризу й вихлопних газів.
Видалити повітря із системи охолодження.
Перевірити роботу вентилятора.
Заглушити двигун при різкому зростанні тиску або температури.

Що контролювати після ремонту

рівень антифризу на холодному двигуні;
рівень моторної оливи;
стан оливи на щупі;
тиск у системі охолодження;
температуру в заторі й під навантаженням;
роботу обігрівача;
відсутність бульбашок у бачку;
колір вихлопу;
стабільність холостого ходу;
компресію при необхідності;
витоки по стиках;
помилки блока керування.

Після повного охолодження повторно перевіряють рівень рідини. На частині автомобілів залишкове повітря виходить після декількох теплових циклів.

Типові помилки під час заміни

заміна прокладки без підтвердження несправності;
відсутність опресування головки;
перевірка площини лише на око;
неперевірений блок циліндрів;
неправильна товщина прокладки;
нанесення герметика на суху MLS-прокладку;
грубе очищення абразивним диском;
залишки рідини в болтових отворах;
повторне використання одноразових болтів;
неправильна послідовність затягування;
неточний доворот на кут;
неправильні фази ГРМ;
неусунута причина перегріву;
неперевірена система охолодження;
повторне використання старих прокладок колекторів;
неправильне видалення повітря;
експлуатація з антифризом у моторній оливі;
запуск без перевірки тиску оливи.

Коли простої заміни прокладки недостатньо

головка блока тріснула;
головка має критичну деформацію;
перевищена мінімально допустима висота після шліфування;
тріщина є в блоці циліндрів;
деформована площина блока;
просіли або змістилися гільзи;
двигун довго працював з антифризом у моторній оливі;
пошкоджені вкладиші колінчастого вала;
є задири циліндрів;
поршні пошкоджені перегрівом або детонацією;
клапани зіткнулися з поршнями;
двигун має комплексне механічне зношення.

У такому разі можуть знадобитися ремонт головки, заміна блока, заміна поршневих кілець або капітальний ремонт двигуна.

Правила безпеки

не відкривати кришку системи охолодження на гарячому двигуні;
дати двигуну охолонути перед розбиранням;
надійно підтримувати силовий агрегат;
не працювати під агрегатом, який утримує лише кран або домкрат;
знижувати тиск паливної системи за процедурою;
дотримуватися правил роботи з паливом і розчинниками;
захищати очі під час очищення каналів;
не провертати стартером при встановлених фіксаторах ГРМ;
не запускати двигун без підтверджених фаз;
правильно утилізувати оливу й антифриз;
не залишати інструмент у впуску, циліндрах або головці блока.

Товарні групи TESMA

Прокладка головки та кріплення

Прокладки колекторів і кришки

Технічні рідини й фільтрація

Пов'язані деталі двигуна

Прокладку й болти підбирають за VIN-кодом, точним кодом двигуна, OEM-номером, товщиною, діаметром циліндрів, кількістю маркувальних отворів, виступанням поршнів, матеріалом і ревізією двигуна.

Часті питання

Чи завжди білий дим означає пробиту прокладку?

Ні. На холодному двигуні це може бути конденсат. Білий дим також може бути пов'язаний із паливною системою дизеля або іншими джерелами охолоджувальної рідини.

Чи можна замінити прокладку без шліфування головки?

Можна, якщо перевірка підтвердила допустиму геометрію й шорсткість поверхні. Шліфування не повинно виконуватися автоматично без вимірювань.

Чи потрібно міняти болти головки блока?

Якщо болти працюють із доворотом і виробник визначає їх одноразовими, вони підлягають заміні.

Чи потрібно наносити герметик на прокладку?

Тільки коли це прямо передбачено інструкцією. Більшість сучасних багатошарових сталевих прокладок установлюється сухою.

Чому нова прокладка знову прогоріла?

Можливі викривлення площини, тріщина, неправильне затягування, невідповідна товщина, перегрів, детонація або помилка очищення поверхні.

Чи можна їздити, якщо в оливі є антифриз?

Ні. Охолоджувальна рідина погіршує змащення й може швидко пошкодити вкладиші та шийки валів.

Чи потрібно промивати систему охолодження?

Якщо в неї потрапила моторна олива або є відкладення, очищення потрібне. Метод повинен бути сумісним із матеріалами системи.

Чому патрубки стають твердими після запуску?

Швидке зростання тиску на холодному двигуні може вказувати на прорив газів, але також потрібно перевірити кришку бачка й правильність циркуляції.

Чи можна визначити несправність лише тестом на гази?

Ні. Результат оцінюють разом із тиском системи, компресією, пневмотестом, витратою антифризу й іншими симптомами.

Коли можна навантажувати двигун після ремонту?

Після повного видалення повітря, перевірки температури, герметичності, рівнів рідин і контрольної поїздки. Додаткові обмеження залежать від інших виконаних робіт.

Пов'язані сторінки бази знань TESMA

Що ще почитати по цій темі

Висновок

Заміна прокладки головки блока циліндрів починається з підтвердження несправності та визначення причини втрати герметичності.

Після демонтажу потрібно перевірити стару прокладку, площини блока й головки, тріщини, висоту головки, виступання поршнів, різьбові отвори та систему охолодження. Нова прокладка й болти підбираються за точними параметрами двигуна.

Надійність ремонту залежить від чистоти поверхонь, правильної шорсткості, заводської послідовності затягування, точних фаз ГРМ, справної системи охолодження та контролю моторної оливи після першого запуску.