Механическая часть двигателя / Неисправности механической части двигателя / Трещина головки блока цилиндров

Трещина головки блока цилиндров

Трещина головки блока цилиндров - это нарушение целостности металла головки, которое может соединить камеру сгорания, систему охлаждения, масляный канал, впускной или выпускной тракт.

Последствия зависят не только от длины трещины, но и от ее расположения. Небольшой дефект между камерой сгорания и рубашкой охлаждения способен создавать высокое давление в системе. Более крупная поверхностная трещина в ненагруженной зоне иногда не вызывает внутренней утечки.

Причинами могут быть перегрев, замерзание воды, тепловой удар, детонация, повреждение клапанного механизма, дефект литья или неправильный ремонт.

Основное правило: симптомы трещины очень похожи на повреждение прокладки ГБЦ. Окончательно различить их часто можно только после снятия, очистки, опрессовки и специального контроля головки.

Чистое моторное масло не исключает трещину между цилиндром и системой охлаждения.
Отсутствие белого дыма не исключает прорыв газов в антифриз.
Видимая трещина может быть не единственным дефектом.
Холодная опрессовка иногда не показывает трещину, открывающуюся при нагревании.
Сварка без дефектовки может оставить скрытые повреждения.
Новая головка снова повредится, если не устранить перегрев.

Содержание

Назначение головки блока
Материалы головок
Расположение трещин
Камера сгорания и система охлаждения
Трещина между клапанами
Зона форсунки или свечи
Масляные каналы
Наружная трещина
Основные причины
Перегрев двигателя
Тепловой удар
Замерзание жидкости
Детонация
Механическое повреждение
Коррозия
Ошибки ремонта
Основные симптомы
Уходит антифриз
Пузырьки и давление
Белый дым
Неровная работа после запуска
Смешивание масла и антифриза
Низкая компрессия
Перегрев под нагрузкой
Порядок диагностики
Наружные течи
Опрессовка системы
Тест на продукты сгорания
Измерение компрессии
Пневмотест
Эндоскопия
Проверка после демонтажа
Визуальный контроль
Капиллярный контроль
Магнитопорошковый контроль
Опрессовка головки
Проверка с нагреванием
Проверка геометрии
Похожие неисправности
Ремонтопригодность
Сварка алюминиевой головки
Ремонт чугунной головки
Когда нужна замена
Правильная сборка
Проверка после ремонта
Последствия эксплуатации
Профилактика
Товарные группы TESMA
Частые вопросы

Назначение головки блока цилиндров

Головка блока цилиндров закрывает цилиндры сверху и формирует камеры сгорания.

В ней расположены:

впускные и выпускные каналы;
клапаны и седла;
направляющие клапанов;
распределительные валы;
свечи и форсунки;
каналы охлаждающей жидкости;
каналы моторного масла;
элементы системы изменения фаз.

Головка испытывает давление сгорания, усилие болтов, механические нагрузки и постоянные тепловые циклы.

Материалы головок

Алюминиевый сплав

Алюминий имеет небольшую массу и хорошо отводит тепло, но значительно расширяется при нагревании.

Алюминиевая головка чувствительна к перегреву, резкому охлаждению, коррозии и неправильной механической обработке.

Чугун

Чугунные головки жестче, но также трескаются после перегрева, замерзания и локального температурного напряжения.

Методы проверки и ремонта алюминия и чугуна различаются.

Где возникают трещины

между клапанами;
между седлом и камерой сгорания;
между седлом и каналом охлаждения;
возле свечи или форсунки;
в выпускном канале;
между маслом и охлаждающей жидкостью;
в постели распределительного вала;
возле болтовых отверстий;
на наружной стенке.

Трещина между камерой сгорания и охлаждением

Газы под высоким давлением поступают в рубашку охлаждения.

Возникают:

быстрое повышение давления;
пузырьки в бачке;
выброс антифриза;
воздушные пробки;
перегрев под нагрузкой;
положительный химический тест.

После остановки антифриз может поступать обратно в цилиндр.

Трещина между клапанами

Перемычка между клапанами сильно нагревается, особенно возле выпускного седла.

Трещина способна распространиться к каналу охлаждения, нарушить посадку седла и вызвать негерметичность клапана.

Трещина возле форсунки или свечи

Возможные причины:

локальный перегрев;
неправильная затяжка;
прорыв газов через уплотнение форсунки;
коррозия;
неправильное удаление закисшей детали;
повреждение резьбы.

Трещина между масляным каналом и охлаждением

Во время работы масло может поступать в антифриз, а после остановки антифриз - в масляный канал.

Перед снятием головки исключают масляный теплообменник.

Наружная трещина

Через нее наружу выходит масло или охлаждающая жидкость.

Сначала исключают клапанную крышку, патрубки, термостат, прокладку ГБЦ и другие расположенные выше источники.

Основные причины

сильный перегрев;
многократные перегревы;
резкое охлаждение;
замерзание воды;
детонация;
чрезмерный наддув;
повреждение клапана или поршня;
обрыв или перескок ГРМ;
неправильная затяжка;
коррозия;
дефект литья;
ошибка ремонта.

Перегрев двигателя

Неравномерное расширение создает внутреннее напряжение металла.

Причинами перегрева бывают:

низкий уровень антифриза;
неисправный термостат;
неисправный водяной насос;
забитый радиатор охлаждения двигателя;
неработающий вентилятор;
воздушная пробка;
неисправная крышка бачка.

Тепловой удар

Резкое охлаждение горячей головки создает большое температурное напряжение.

Нельзя заливать холодную воду в перегретый двигатель или резко охлаждать горячую головку.

Замерзание жидкости

Вода расширяется при замерзании и давит на стенки каналов.

Результатом могут стать трещины головки, блока, радиатора и корпусов системы.

Детонация и преждевременное воспламенение

Ударные волны и высокая температура нагружают камеру сгорания.

Проверяют топливо, смесь, зажигание, форсунки, наддув и программное обеспечение двигателя.

Механическое повреждение

Головка может треснуть после обрыва клапана, столкновения клапана с поршнем, разрушения седла, гидроудара или неправильного удаления форсунки.

Коррозия и неправильный антифриз

Работа на воде, смешивание несовместимых жидкостей и превышенный срок службы антифриза разрушают стенки каналов.

Ошибки предыдущего ремонта

головка не была опрессована;
не проверена плоскость;
дефект заварен поверхностно;
использован неправильный материал;
головка перегрета при сварке;
снято слишком много металла;
не проверены седла и направляющие;
повторно использованы болты;
не устранена причина перегрева.

Основные симптомы

антифриз уходит без наружной течи;
пузырьки в бачке;
патрубки быстро твердеют;
антифриз выбрасывается наружу;
двигатель перегревается под нагрузкой;
после прогрева остается белый дым;
после запуска двигатель троит;
в цилиндре появляется жидкость;
масло попадает в антифриз;
антифриз попадает в масло;
снижается компрессия;
замена прокладки не устраняет проблему.

Антифриз уходит без видимой течи

Жидкость может сгорать в цилиндре, попадать в масло, выбрасываться через крышку или уходить через EGR, турбокомпрессор и отопитель.

Подробнее: «Почему антифриз уходит, а течи не видно».

Пузырьки и избыточное давление

При прорыве газов пузырьки появляются вскоре после холодного запуска.

Другими причинами бывают воздушная пробка, локальное кипение и низкий уровень жидкости.

Белый дым после прогрева

Антифриз создает густой белый выхлоп, сладковатый запах, пропуски и снижение уровня жидкости.

Связанные страницы: «Анализ цвета выхлопного дыма» и «Белый дым из выхлопной трубы».

Неровная работа после запуска

За время стоянки антифриз может накопиться в цилиндре. После запуска возникают пропуски, которые уменьшаются после испарения жидкости.

Смешивание масла и антифриза

Антифриз ухудшает смазку, вызывает коррозию, отложения и повреждение подшипников двигателя.

Светлый налет только под крышкой может быть обычным конденсатом.

Низкая компрессия

Компрессия снижается при выходе трещины в камеру, повреждении седла или деформации головки.

Нормальная компрессия не исключает малую утечку в систему охлаждения.

Перегрев под нагрузкой

Малый дефект может проявляться только при высоком давлении сгорания во время разгона, подъема или движения с высокой скоростью.

Порядок диагностики

Проверить уровни масла и антифриза.
Найти наружные течи.
Проверить крышку системы.
Уточнить историю перегрева.
Проверить насос, термостат, радиатор и вентилятор.
Опрессовать систему.
Провести тест на продукты сгорания.
Проверить пропуски.
Осмотреть свечи и цилиндры.
Измерить компрессию.
Провести пневмотест.
Выполнить эндоскопию.
Проверить теплообменники.
Снять головку.
Очистить и опрессовать ее.
Проверить трещины и геометрию.

Поиск наружных течей

Проверяют патрубки, насос, радиатор, термостат, бачок, отопитель, EGR, турбокомпрессор и масляный теплообменник.

Опрессовка системы охлаждения

К холодной системе подключают насос с манометром.

Проверяют падение давления, наружные капли, жидкость в цилиндрах и повышение уровня масла.

Тест на продукты сгорания

Положительный результат подтверждает поступление газов, но не различает прокладку, головку, блок или гильзу.

Измерение компрессии

Измерение компрессии двигателя показывает герметичность цилиндров, но не точное расположение трещины.

Пневмотест цилиндров

При пневмотесте цилиндров пузырьки в бачке подтверждают связь камеры с системой охлаждения.

Воздух во впуске указывает на впускной клапан, в выпуске - на выпускной, в картере - на поршневую группу.

Эндоскопия

Эндоскопия цилиндров двигателя показывает жидкость, чистый поршень, коррозию, минеральные отложения и механические повреждения.

Проверка после демонтажа

До очистки фиксируют отпечаток прокладки, следы газов, вымытые зоны, коррозию и механические повреждения.

Затем головку полностью очищают и проверяют специальными методами.

Визуальный контроль

Используют яркое освещение, увеличение и осмотр труднодоступных зон.

Метод находит только дефекты, выходящие на видимую поверхность.

Капиллярный контроль

Метод подходит для алюминия и других материалов.

На очищенную поверхность наносят проникающую жидкость, затем проявитель. Индикаторный след показывает поверхностную трещину.

Магнитопорошковый контроль

Подходит только для ферромагнитных материалов, например определенных чугунных головок.

Для алюминия он не применяется.

Опрессовка головки блока

Каналы закрывают, создают давление и контролируют появление пузырьков или падение давления.

Проверяют контуры охлаждения, масла, форсунок и отремонтированные зоны.

Проверка с нагреванием

Трещина может открываться только при тепловом расширении.

Специализированная мастерская выполняет контроль при заданной температуре и давлении.

Проверка геометрии

плоскость привалочной поверхности;
высота головки;
постели распределительных валов;
посадка седел;
направляющие клапанов;
резьбовые отверстия.

Связанная страница: «Деформация головки блока цилиндров».

Можно ли отремонтировать трещину

Возможность ремонта зависит от материала, расположения, глубины, состояния седел, деформации и остаточной высоты головки.

Мастерская должна иметь возможность выполнить опрессовку и механическую обработку после ремонта.

Сварка алюминиевой головки

Полностью разобрать головку.
Очистить металл.
Определить границы дефекта.
Удалить поврежденную зону.
Контролируемо нагреть деталь.
Выполнить сварку подходящим материалом.
Медленно охладить.
Обработать поверхность.
Восстановить седла и направляющие.
Проверить геометрию.
Повторно опрессовать.

Ремонт чугунной головки

Могут применяться специальная сварка, механическое сшивание, ремонтные вставки или замена головки.

Неправильный нагрев чугуна создает новые трещины.

Когда головку лучше заменить

повреждено несколько критических зон;
трещина проходит через постель распределительного вала;
ослаблена посадка седла;
разрушена камера сгорания;
головка многократно ремонтировалась;
не остается допустимой высоты;
имеется значительная деформация;
стоимость ремонта слишком высока.

Бывшую в употреблении головку также необходимо опрессовать и измерить.

Правильная сборка двигателя

Проверить плоскость блока.
Проверить гильзы.
Очистить болтовые отверстия.
Подобрать правильную прокладку.
Использовать новые одноразовые болты.
Соблюсти последовательность, момент и углы.
Не применять герметик без требования производителя.
Проверить фазы ГРМ.
Залить правильный антифриз.
Удалить воздух.
Заменить загрязненное масло и фильтр.

Проверки после ремонта

отсутствие наружных течей;
стабильный уровень антифриза;
отсутствие пузырьков;
нормальное давление;
работа термостата и вентилятора;
стабильная температура под нагрузкой;
отсутствие белого дыма;
отсутствие пропусков;
чистое моторное масло.

Последствия эксплуатации

перегрев;
выброс антифриза;
коррозия цилиндра;
гидроудар;
деформация шатуна;
повреждение катализатора;
износ вкладышей;
заклинивание двигателя;
распространение трещины;
выпадение седла;
замена двигателя.

Профилактика

контролировать уровень антифриза;
использовать правильную жидкость;
не эксплуатировать двигатель на воде зимой;
не открывать горячую систему;
не заливать холодную воду в перегретый мотор;
ремонтировать насос, термостат и вентилятор;
контролировать радиатор;
не игнорировать детонацию;
соблюдать процедуру затяжки головки;
опрессовывать головку после сильного перегрева;
проверять бывшие в употреблении детали.

Товарные группы TESMA

Детали головки блока

Система охлаждения

Обслуживание после ремонта

Головку подбирают по VIN-коду, коду двигателя, OEM-номеру, типу топлива, конструкции клапанного механизма и комплектации.

Частые вопросы

Как определить трещину головки блока?

На нее указывают потеря антифриза, белый дым, газы в системе и повторный перегрев. Окончательно дефект подтверждают опрессовкой снятой головки.

Чем трещина отличается от поврежденной прокладки?

Симптомы часто одинаковы. Различие устанавливают после разборки и проверки деталей.

Всегда ли трещина видна?

Нет. Она может быть очень тонкой, скрытой внутри канала или открываться только при нагревании.

Может ли компрессия быть нормальной?

Да. Небольшая утечка в систему охлаждения иногда почти не влияет на статическую компрессию.

Можно ли заварить алюминиевую головку?

В некоторых случаях можно, но необходимы правильная сварка, обработка и повторная опрессовка.

Надежна ли отремонтированная головка?

Это зависит от расположения дефекта, технологии и устранения причины перегрева.

Можно ли поставить бывшую в употреблении головку без проверки?

Нет. Ее нужно опрессовать и проверить геометрию.

Поможет ли герметик системы охлаждения?

Он не восстанавливает металл и может засорить радиатор и отопитель.

Почему двигатель снова перегревается после замены головки?

Причиной могут быть насос, термостат, радиатор, вентилятор, воздух в системе, трещина блока или ошибка сборки.

Можно ли ездить с небольшой трещиной?

Опасно. Дефект способен быстро распространиться и привести к гидроудару или повреждению системы смазки.

Связанные страницы базы знаний TESMA

Что еще прочитать по этой теме

Вывод

Трещина головки блока цилиндров может соединить камеру сгорания с системой охлаждения, масляный канал с антифризом или создать наружную утечку. Ее симптомы часто повторяют повреждение прокладки ГБЦ.

Диагностика включает опрессовку системы, тест на продукты сгорания, компрессию, пневмотест и эндоскопию. Окончательное заключение часто требует снятия, очистки, капиллярного контроля, стендовой опрессовки и проверки геометрии.

Надежный ремонт предусматривает проверку седел, направляющих, постелей валов, плоскости, блока и системы охлаждения. Без устранения первичного перегрева даже новая или восстановленная головка может снова повредиться.