Механическая часть двигателя / Болт головки блока цилиндров

Болт головки блока цилиндров

Болт головки блока цилиндров - это высокопрочный крепежный элемент, прижимающий головку блока цилиндров и прокладку к блоку цилиндров. Комплект болтов должен создавать достаточное и равномерное усилие по всей плоскости соединения.

Во время затяжки болт упруго или упруго-пластически удлиняется и создает постоянное осевое усилие. Именно натяжение болта, а не само число на динамометрическом ключе, удерживает головку при сгорании, нагреве и охлаждении двигателя.

Английские термины: болт головки блока цилиндров - Cylinder Head Bolt; комплект болтов - Cylinder Head Bolt Set или Head Bolt Set; растяжимый болт - Torque-to-Yield Bolt или TTY Bolt; предварительная нагрузка - Bolt Preload; угловая затяжка - Torque-Angle Tightening.

Главный принцип: момент, угол доворота, смазывание резьбы, порядок проходов и допустимость повторного использования определяются документацией конкретного двигателя. Универсального момента затяжки не существует.

Не подбирайте болты только по внешнему виду.
Не используйте старый TTY-болт, если требуется новый комплект.
Не смазывайте резьбу, рассчитанную на сухую установку.
Не устанавливайте сухой болт, если предусмотрено смазывание.
Не оставляйте масло, антифриз или воду в глухих отверстиях.
Не очищайте резьбу неподходящим режущим метчиком.
Не меняйте местами болты разной длины.
Не применяйте ударный гайковерт для окончательной затяжки.
Не выполняйте повторную протяжку без требования производителя.
Не устанавливайте новую прокладку без проверки головки, блока и резьбы.

Назначение болтов головки

Давление сгорания стремится отделить головку от блока. Одновременно алюминиевая головка, чугунный или алюминиевый блок, стальная прокладка и болты расширяются при нагреве по-разному.

прижимают головку к блоку;
сжимают прокладку до рабочей толщины;
удерживают давление в цилиндрах;
герметизируют масляные и охлаждающие каналы;
ограничивают микроперемещения головки;
компенсируют тепловое расширение;
распределяют нагрузку между точками крепления;
сохраняют герметичность при тепловых циклах.

Как создается усилие прижатия

При затяжке резьба перемещает болт относительно блока. Головка болта или шайба упирается в головку цилиндров, а стержень удлиняется.

На фактическое усилие влияют:

трение в резьбе;
трение под головкой и шайбой;
чистота отверстия;
масло, герметик или коррозия;
диаметр и шаг резьбы;
длина болта;
жесткость стержня;
толщина прокладки;
плоскостность головки и блока;
последовательность затяжки.

Типы болтов

Обычный высокопрочный болт

Затягивается преимущественно в пределах упругой деформации. Повторное применение допустимо только при прямом разрешении производителя и соответствии всем допускам.

Растяжимый TTY-болт

Затягивается до контролируемого удлинения. Процедура обычно включает начальный момент и один или несколько угловых доворотов.

Большинство TTY-болтов являются одноразовыми. Повторная установка может вызвать:

недостаточное прижатие прокладки;
чрезмерное удлинение;
локальное сужение стержня;
повреждение резьбы;
обрыв при затяжке;
обрыв после нагрева двигателя.

Шпилька с гайкой

В отдельных двигателях применяются шпильки. Они вкручиваются в блок, а головка прижимается гайками.

Болт и шпильку нельзя заменять друг другом без инженерно подтвержденной процедуры.

Конструкция болта

Головка. Передает момент инструмента.
Опорный фланец. Распределяет давление.
Шайба. Формирует опорную поверхность и условия трения.
Гладкий стержень. Определяет жесткость и удлинение.
Суженная зона. Обеспечивает контролируемое растяжение TTY-болта.
Резьба. Соединяет болт с блоком.
Покрытие. Защищает от коррозии и влияет на трение.

Материал и изготовление

Болты изготавливают из легированной высокопрочной стали и подвергают термической обработке. Контролируются твердость, предел прочности, пластичность и геометрия.

Резьба часто формируется накатыванием. Защитное покрытие может одновременно задавать расчетный коэффициент трения.

Поэтому нельзя без необходимости смывать заводское покрытие или наносить произвольную смазку.

Разная длина болтов

Разные участки головки и блока имеют неодинаковую высоту и глубину отверстий.

Слишком длинный болт может упереться в дно до создания прижима. Слишком короткий болт уменьшает количество рабочих витков и способен сорвать резьбу блока.

болты заранее раскладывают по длине;
используют заводскую схему расположения;
не ориентируются только на длину выступающей части;
проверяют глубину отверстий.

Шайбы

Шайба распределяет давление и обеспечивает расчетное скольжение под головкой болта. Она может быть отдельной или неразъемной.

Универсальная шайба не является равноценной заменой. Проверяют твердость, толщину, диаметр, фаску и возможность повторного применения.

Момент и фактическое натяжение

Значительная часть момента расходуется на трение. При загрязненной резьбе заданное число может быть достигнуто при недостаточном удлинении.

При чрезмерно смазанной резьбе тот же момент может создать слишком большое осевое усилие и повредить резьбу или болт.

Моментно-угловая затяжка

предварительный момент;
основной момент;
первый угловой доворот;
второй угловой доворот;
отдельная затяжка дополнительных болтов.

Значения зависят от двигателя, материала блока, ревизии крепления и конструкции прокладки.

Порядок затяжки

Нагрузка обычно распределяется от центральной части к краям, но точная нумерация берется из документации.

Нарушение порядка вызывает:

деформацию головки;
неравномерное сжатие прокладки;
перегрузку отдельных болтов;
смещение головки;
утечку масла или антифриза;
прорыв газов в систему охлаждения.

Отверстия в блоке

В глухих отверстиях могут оставаться масло, антифриз, вода, очиститель и продукты коррозии.

Жидкость при вкручивании болта может:

создать ложный момент;
не позволить болту занять нужную глубину;
повредить нижние витки;
вызвать трещину блока;
нарушить равномерность прижатия.

Отверстия очищают и высушивают с применением защиты глаз и контролем направления сжатого воздуха.

Очистка резьбы

Применяют инструмент правильного профиля. Режущий метчик может снять материал и увеличить зазор.

проверяют все витки;
удаляют коррозию и герметик;
измеряют глубину;
проверяют свободное вкручивание рукой;
контролируют диаметр и шаг;
осматривают старые ремонтные вставки.

Ремонт резьбы блока

Ремонтная вставка должна выдерживать расчетное осевое усилие болта головки.

подбирают правильный тип и длину;
сохраняют соосность;
контролируют глубину;
не повреждают каналы масла и антифриза;
проверяют соседние отверстия;
учитывают допустимость ремонта блока.

Неисправности болта

остаточное удлинение;
сужение стержня;
вытягивание резьбы;
трещина под головкой;
деформация фланца;
повреждение граней или шлица;
коррозия;
изгиб;
обрыв резьбовой части;
обрыв головки;
неподходящая длина или прочность.

Причины повреждения

повторное применение TTY-болта;
чрезмерный момент или угол;
пропущенный этап;
неправильная последовательность;
загрязненная резьба;
жидкость в отверстии;
неправильная смазка;
неоткалиброванный ключ;
ударный инструмент;
неправильная длина;
неподходящая шайба;
деформированная головка или блок;
неправильная прокладка;
перегрев;
детонация;
низкое качество крепежа.

Признаки недостаточного прижатия

газы в расширительном бачке;
быстрое повышение давления после холодного запуска;
выброс антифриза;
перегрев;
снижение уровня охлаждающей жидкости;
утечка по стыку головки;
белый пар из выхлопа;
антифриз в моторном масле;
масло в системе охлаждения;
низкая компрессия соседних цилиндров;
пропуски при холодном запуске;
повторное повреждение прокладки головки блока цилиндров.

Эти признаки также могут быть связаны с трещиной, коррозией или деформацией головки блока цилиндров.

Можно ли подтянуть старые болты

Проверка момента на собранном двигателе не показывает фактическую предварительную нагрузку. Статическое трение и коррозия искажают результат.

Дополнительная затяжка может:

перерастянуть болт;
сорвать резьбу;
изменить распределение нагрузки;
нарушить прокладку;
вызвать обрыв.

Повторную протяжку выполняют только по заводской процедуре.

Проверка снятых болтов

измерить общую длину;
сравнить с предельным значением;
осмотреть стержень на сужение;
проверить резьбу;
осмотреть переход под головкой;
проверить фланец и шайбу;
проверить профиль инструмента;
отбраковать корродированные и изогнутые болты.

Соответствие длины не отменяет требование использовать новый одноразовый комплект.

Подбор болта головки блока

Болты головки блока цилиндров подбирают по точным данным двигателя.

VIN;
код и номер двигателя;
дата производства;
материал блока и головки;
OE-номер;
количество болтов;
общая длина;
длина резьбы;
диаметр и шаг;
форма головки;
тип шайбы;
TTY или обычная конструкция;
покрытие;
расположение коротких и длинных болтов;
техническая ревизия.

Проверка перед сборкой

плоскостность головки;
плоскостность блока;
шероховатость поверхностей;
трещины и коррозия;
толщина и ориентация прокладки;
направляющие втулки;
масляные и охлаждающие каналы;
резьба отверстий;
глубина отверстий;
комплект болтов;
калибровка ключа;
угломер;
схема затяжки.

Подготовка болтов

Сверить комплект с кодом двигателя.
Разложить болты по длине.
Осмотреть резьбу и опорные поверхности.
Не удалять заводское покрытие.
Уточнить необходимость смазки.
Уточнить смазывание шайбы или фланца.
Применить только указанный материал.
Не погружать болт полностью в масло.
Не оставлять жидкость на конце болта.

Установка головки

Очистить и проверить плоскости.
Установить направляющие втулки.
Уложить новую прокладку.
Установить головку без смещения.
Установить шайбы.
Расположить болты по схеме.
Наживить каждый болт рукой.
Убедиться в свободном вращении.
Выполнить заводскую процедуру затяжки.

Поэтапная затяжка

Пройти все болты первым моментом.
Выполнить следующий момент.
Установить угломер.
Выполнить первый доворот.
Отметить завершенные позиции.
Выполнить следующий доворот.
Затянуть дополнительные болты отдельно.
Не повторять завершенный этап без точного подтверждения.

Инструменты

динамометрический ключ;
угломер;
правильная торцевая головка;
допустимый удлинитель;
инструмент очистки резьбы;
штангенциркуль или глубиномер;
линейка и щупы;
средства удаления жидкости;
схема затяжки;
контрольный маркер.

Удлинители и адаптеры

Прямой удлинитель обычно не меняет плечо ключа. Боковой адаптер изменяет эффективную длину и может потребовать пересчета момента.

Нельзя увеличивать рукоятку ключа трубой или произвольным рычагом.

Снятие головки

Болты ослабляют на холодном двигателе в предусмотренной последовательности, часто обратной порядку затяжки. Ослабление выполняют постепенно в несколько проходов.

Полное выкручивание одного болта при остальных затянутых может деформировать алюминиевую головку.

Извлечение сломанного болта

определить глубину обломка;
защитить цилиндры и каналы;
точно отцентрировать сверло;
не повредить резьбу;
удалить стружку;
проверить отверстие;
при необходимости установить ремонтную вставку;
установить причину обрыва.

Проверка после сборки

все этапы затяжки завершены;
болты не ослаблялись после доворота;
прокладка не смещена;
каналы подключены правильно;
система охлаждения заполнена;
давление масла появилось вовремя;
наружные утечки отсутствуют;
газы в антифризе отсутствуют;
температура стабильна;
после охлаждения проверены уровни.

Повторная негерметичность

проверить номера болтов;
проверить их расположение;
сверить моменты и углы;
проверить смазку;
осмотреть резьбу блока;
исключить упор болта в дно;
проверить головку и блок;
проверить прокладку;
найти причину перегрева;
исключить трещины;
проверить теплообменник и охлаждение.

Герметичность цилиндров оценивают с помощью измерения компрессии двигателя и пневмотеста цилиндров.

Практические случаи

Момент достигнут, но головка не прижата

Длинные болты установили в короткие отверстия, и они уперлись в дно.

Болт оборвался при последнем довороте

Повторно использовали TTY-болт с остаточным удлинением.

После ремонта появился наружный антифриз

В одном отверстии оставалась жидкость, поэтому болт не занял требуемую глубину.

Новые болты сорвали резьбу блока

Сухое заводское покрытие дополнительно смазали, что увеличило фактическое осевое усилие.

Прокладка снова прогорела

Порядок затяжки был правильным, но плоскость блока после перегрева не проверили.

Болт не вкручивался рукой

В нижних витках оставались коррозия и старый герметик.

Возле отверстия появилась трещина

В глухом отверстии находился антифриз, создавший гидравлическое давление.

Старые болты соответствовали длине

Несмотря на это, на стержнях обнаружили коррозию и трещину под головкой.

Типичные ошибки

повторно использовать одноразовые болты;
подбирать только по модели автомобиля;
путать длину;
не очищать отверстия;
оставлять в них жидкость;
применять режущий метчик;
не проверять алюминиевую резьбу;
произвольно смазывать болты;
ставить универсальную шайбу;
использовать неисправный ключ;
затягивать ударным инструментом;
нарушать порядок;
пропускать угловой этап;
не проверять плоскость;
дополнительно протягивать современную прокладку;
устранять перегрев только заменой крепежа.

Связанные товарные группы

Болты головки блока цилиндров
Головки блока цилиндров
Комплекты прокладок головки блока
Прокладки головки блока цилиндров
Уплотнения двигателя
Резьбовые ремонтные вставки
Динамометрические ключи
Угломеры затяжки

Частые вопросы

Нужно ли всегда менять болты головки?

TTY-болты обычно заменяют. Повторное использование обычного болта допускается только производителем.

Как определить растянутый болт?

Проверяют длину, сужение стержня, резьбу и переход под головкой. Одноразовый болт заменяют независимо от внешнего состояния.

Можно ли использовать момент от другого двигателя?

Нет. Отличаются резьба, длина, материал блока, покрытие и конструкция прокладки.

Зачем нужен угломер?

Он контролирует дополнительное удлинение болта после начальной затяжки моментом.

Нужно ли смазывать резьбу?

Только по заводской инструкции. Смазка существенно изменяет усилие.

Зачем очищать отверстия?

Грязь увеличивает трение, а жидкость может создать ложный момент или повредить блок.

Можно ли подтянуть болты после перегрева?

Произвольная протяжка опасна. Сначала выполняют диагностику головки, прокладки и системы охлаждения.

Что произойдет с длинным болтом в коротком отверстии?

Он упрется в дно до создания правильного прижатия.

Почему новая прокладка снова повреждается?

Возможны деформация, неправильные болты, поврежденная резьба, ошибки затяжки, трещина или неустраненный перегрев.

Нужна ли повторная протяжка после запуска?

Только по прямому требованию производителя. Для большинства современных MLS-прокладок и TTY-болтов она не выполняется.

Связанные страницы базы знаний TESMA

Что еще прочитать по этой теме

Вывод

Болт головки блока цилиндров создает усилие, прижимающее головку, прокладку и блок. Надежность соединения зависит от правильного комплекта, состояния резьбы, чистоты отверстий, смазки, последовательности, моментов и углов затяжки.

Растяжимые TTY-болты преимущественно одноразовые. Повторная установка может дать недостаточный прижим или привести к обрыву. Обычные болты используют повторно только по разрешению производителя.

При повторном повреждении прокладки проверяют не только крепеж, но и плоскость головки и блока, резьбовые отверстия, толщину прокладки, систему охлаждения и причину перегрева.