Прокладка головки блока устанавливается между блоком цилиндров и головкой блока цилиндров в двигателях внутреннего сгорания. Функцией этой детали является предотвращение утечки газов из камеры сгорания, а также масла и охлаждающей жидкости из каналов, соединяющих упомянутые массивные детали [1] .
Типы прокладок [ править | править код ]
- Многослойная стальная [2] . Содержит от 2 до 5 (обычно трёх) тонких стальных слоёв, прослоенных эластомером. Лицевые поверхности имеют дополнительно нанесённые силиконом окантовки каналов.
- Сплошные медные. Отличаются чрезвычайно высокой надёжностью, применяются на машинах особого назначения.
- Композитные (это старая технология). Обычно построены на асбесто-графитовой основе. Газовый стык имеет стальные кольца, ходы герметиком не окантованы [3] .
- Эластомерные. Имеют стальную основу, на которой с обеих сторон нанесён пластичный материал. Газовый стык имеет стальные кольца, ходы окантованы силиконовым (обычно красным) герметиком.
Цена заменяемой прокладки не особенно велика, но стоимость её замены значительно выше, потому что около 75 % времени ремонта расходуется на снятие и установку головки блока, чтобы освободить прокладку. Однако, несвоевременная замена пробитой прокладки может серьёзно повредить двигатель.
Неисправности [ править | править код ]
В обычном 4-тактном двигателе с жидкостным охлаждением имеются три основных контура:
- рабочее тело (топливо-воздушная смесь, воздух, или продукты сгорания);
- охлаждающая жидкость, обычно на основе этиленгликоля;
- моторное масло для смазывания двигателя.
Все они необходимы, но не должны смешиваться между собой. Поэтому, кроме уплотнения цилиндра, прокладка также предотвращает утечку жидкостей, их смешивание между собой, и прорыв газов в рубашку. Достаточно одного разрушенного контура, чтобы двигатель быстро вышел из строя. Определение иногда вызывает трудности, так как пробой развивается постепенно, и компрессия может сохраниться прежней.
Синий дым указывает на потерю масла, белый — на пробитие контура охлаждения. Потеря формы прокладки под давлением газов чаще происходит в двигателях с алюминиевой головкой блока. Алюминиевые сплавы сильнее расширяются и сжимаются, чем чугун, и потому усилие прижима меняется. Пробитие прокладки при этом происходит на холодном двигателе, когда прижим меньше всего. Именно поэтому рекомендуется прогревать двигатель перед началом движения [4] .
Пробитие прокладки обычно вызывает попадание газов в систему охлаждения, что сразу увеличивает там давление. Циркулирующий антифриз насыщается пузырьками газа, и его начинает выбрасывать из расширительного бачка. Однако, это бывает также при отказе термостата или других неисправностях системы охлаждения. Но при попадании охлаждающей жидкости в масляный поддон образуется белая эмульсия, являющаяся верным признаком пробитой прокладки [5] .
Назначение головки блока цилиндров
В двигателях внутреннего сгорания головка блока цилиндров (ГБЦ), (ее часто называют просто головкой) устанавливается и крепится на блоке цилиндров.
Головка блока цилиндров закрывает цилиндры, образуя закрытые камеры сгорания. Между головкой блока и блоков цилиндров устанавливается прокладка головки блока цилиндров. Устройство головки блока может быть разным и значительно отличаться в зависимости от типа двигателя. В головке блока монтируются клапана с пружинами, свечи зажигания и форсунки.
Материал изготовления головки блоков цилиндров
На легковых автомобилях головка блока двигателя, как правило, изготавливается из алюминиевого сплава литьем в кокиль или под давлением.
На тяжелых (дизельных двигателях) двигателях применяют головку блока, изготовленную из чугуна методом литья. В таких двигателях седла клапанов охлаждаются и затем запрессовываются. В головке блоков имеются каналы для газов, охлаждающей жидкости, масла, и отверстия под болты для крепления головки к блоку цилиндров.
Для крепления головки к блоку цилиндров используются силовые болты и шпильки с гайками. Прокладка головки блока служит для уплотнения. Затяжка болтов головки блока проводится в определенной последовательности в рекомендуемом порядке заводом изготовителем.
Головка цилиндров нижне- клапанного двигателя
Головка для нижне- клапанных двигателей имеет простую конструкцию, где созданы каналы для охлаждающей жидкости, и отверстия под шпильки, резьбы под свечи. Примеры головки нижне- клапанного двигателя установлены на таких автомобилях: ЗИЛ 157, ГАЗ-А, ГАЗ 51. Такие двигатели являются не экономичными, что делают эту конструкцию не популярной.
Верхне- клапанная головка цилиндров
Может быть исполнена индивидуально для каждого цилиндра, так и для ряда цилиндров. Привод клапанов осуществляется штангами, которые передают усилие от распредвала.
Верхне- клапанные головки имеют несколько вариантов компоновки:
– Привод клапанов от штанг;
– Верхний распредвал (OHC);
– Два верхних распредвала (DOHC).
Индивидуальные головки цилиндров
Преимущество индивидуальных головок цилиндров в меньшей массе головки и в простоте монтажа. Чаще всего индивидуальные головки применяются на дизельных и крупноразмерных двигателях, что значительно облегчает монтаж.
Неисправности головки блока цилиндров:
- прорыв газов, причины: искривление газового стыка, коррозия, повреждение крепежа;
- трещина, выпадение седла;
- износ посадки под распределительный вал или толкатели;
- износ направляющих клапанов;
- облом крепежа, срыв резьбы под свечу или болты, трещины.
К неисправностям головки блока также относятся поломки или износ таких деталей головки блока как: клапанов, пружин, рокеров, компенсаторов.
Срывы резьбы под свечу устраняют установкой ввёртыша, сорванный крепёж заменяют ремонтными шпильками.
К дефектам головки блока цилиндров можно отнести трещины. Трещина головки блока, как правило, приводят к прорыву газов в рубашку охлаждения и отказу работы двигателя (в этом случае ремонт головки блока не целесообразен). Чаще всего трещина блока цилиндров является показанием к замене детали. Трещины вне газового стыка могут быть заварены.
Если появились лишние стуки и снизилось давление масла, это может быть следствием износа постелей под распредвал. В таком случае постели восстанавливают бронзовыми втулками.
Повреждения от коррозии и детонации также могут сделать ремонт невозможным.
Выпавшее седло, необходимо заменить.
Если вы столкнулись с износом головки блока следует правильно провести дефектацию головки, для того, чтобы определить ремонтировать или купить головку блока цилиндров.
Двигатель автомобиля – сложный механизм, состоящий из множества деталей. Внутри двигателя при работе непрерывной циркулируют различные технические жидкости, часть которых находится под большим давлением. Для поддержания давления на постоянном уровне и предупреждения выхода жидкостей наружу корпус двигателя должен быть герметичен. Для обеспечения герметичности служат прокладки разной формы, сделанные из различных материалов.
Виды и назначение прокладок двигателя
Форма и материал, из которого сделана прокладка, зависят от физических свойств той среды, с которой она будет соприкасаться. Часть прокладок служит для удержания в отведенных им местах технических жидкостей – моторного масла и охлаждающей жидкости. Другие служат для уплотнения мест прилегания деталей и противодействия внутреннему давлению в сочетании с высокой температурой – например, блока и головки блока цилиндров, образующих камеру сгорания.
Дополнительное преимущество прокладок в том, что их применение позволяет не добиваться идеальной обработки прилегающих поверхностей. Мягкая прокладка примет форму детали, сгладив шероховатости
Третьи, их принято называть сальниками, уплотняют места соприкосновения подвижных деталей с неподвижными. Конкретная форма прокладок зависит от конфигурации прилегающих плоскостей. У каждого производителя встречаются детали уникальные формы, поэтому прокладки не унифицированы между собой, и при замене необходимо приобретать прокладки, рекомендованные фирмой-изготовителем.
Прокладка головки блока цилиндров
Прокладка ГБЦ устанавливается в месте соединения блока цилиндров и его головки. В области размещения прокладки находятся каналы водного охлаждения двигателя и системы смазки, кроме того внутрь цилиндра поступает топливо-воздушная смесь, которая при сгорании вырабатывает большое количество энергии. Среда очень неблагоприятная, поскольку происходят постоянные скачки температуры и давления. Соответственно, чтобы выдерживать такие серьезные нагрузки, прокладки ГБЦ изготавливают из прочных, стойких к высоким температурам материалов.
Детали, которые мы называем сальниками, на самом деле ими не являются. Сальник – устаревшая конструкция из металлической обоймы и набивки (пропитанной маслом пеньковой веревки)
Материалы, из которых изготавливают прокладки ГБЦ, можно поделить на две группы: металлические и неметаллические.
Неметаллические прокладки, в свою очередь, делятся на асбестовые и безасбестовые. Первые делаются из листового асбеста. Как правило, центральные отверстия для цилиндров таких прокладок укрепляют стальными кольцами, надетыми на кромку вырезов. Такими же кольцами снабжены отверстия для крепежа, проходящего сквозь прокладку. Существует разновидность прокладок из резиновой смеси, которую прессуют с добавлением асбестового волокна и порошка графита.
Существует безасбестовая разновидность материала; сформированные из него прокладки дороже в производстве, но отличаются повышенной износостойкостью. Его изготавливают из синтетического волокна и каучука, которые прессуют при высокой температуре.
Металлические прокладки ГБЦ – наиболее распространенный тип. Чаще всего прокладки изготавливают из многослойной тонкой листовой стали или листовой меди. Места, соприкасающиеся с плоскостями деталей, нередко покрывают похожим на резину составом для обеспечения надежного уплотнения. Такие прокладки, в отличие от неметаллических, обладают большей износостойкостью и служат дольше. Прокладки из меди встречаются реже из-за высокой стоимости материала. Следует помнить о том, что прокладка ГБЦ – изделие одноразового использования, даже если вы не видите на ней признаков повреждений. При затяжке она принимает форму соприкасающихся с ней поверхностей, и поставить ее на сто процентов в то же положение невозможно. По этой причине, каждый раз, снимая ГБЦ, необходимо приобрести новую прокладку.
Основная причина преждевременного выхода из строя прокладки ГБЦ – перегрев двигателя. При замене прокладки необходимо правильно затянуть крепежные болты или шпильки с соблюдением момента затяжки. Делать это необходимо при помощи надежного и качественного динамометрического ключа и строго в порядке, описанном в руководстве по ремонту данного двигателя.
Прокладки клапанной крышки
Для изготовления прокладок клапанной крышки используется резина (в прошлом встречались прокладки из пробки). Прокладка крышки герметизирует место стыка крышки клапанов и соответствующего ей паза в верхней кромке ГБЦ. Служит для защиты от протечек моторного масла, смазывающего расположенный в головке блока механизм ГРМ.
Впускной и выпускной коллекторы уплотняют прокладками на месте стыка с блоком цилиндров. Уплотнить стык впускного коллектора проще, так как в нем необходимо соблюдать только постоянство давления. Температура в коллекторе не повышается, поэтому чаще всего для уплотнения используют прокладки из прессованного картона. Прокладка выпускного коллектора препятствует прорыву раскаленных отработавших газов в подкапотное пространство. Выпускной коллектор, находится в зоне повышенных температур, поэтому прокладка должна быть из материала, который выдерживает температурные перепады и высокое давление. Часто применяют металлические прокладки и прокладки из безасбестового паронита.
Прокладки в системе охлаждения
От корректной работы системы охлаждения зависит рабочая температура внутри блока цилиндров, и, как следствие, ресурс двигателя. Для охлаждения двигателя используют вентилятор, обеспечивающий циркуляцию воздуха, радиатор и охлаждающую жидкость, которая подается по каналам с помощью насоса. Для того чтобы на месте стыков в системе охлаждения не произошла разгерметизация, также используются прокладки.
Материалом для прокладок теплообменника служит синтетический каучук, который хорошо выдерживает воздействие жидкостей и масел. Диапазон температур, который выдерживает синтетический каучук: от -45 до +110 градусов. Такими прокладками оснащают крышку водяного насоса, крышку термостата и другие прилегающие детали.
Другие типы прокладок в конструкции двигателя
Благодаря большому количеству подвижных частей, прежде всего, приводных валов, в двигателе применяется большое количество различных прокладок, препятствующих просачиванию моторного масла наружу. Особо в этой категории следует выделить сальники – прокладки особого типа, применяющиеся для герметизации торцевых посадочных мест валов (коленчатого, распредвала и так далее). Детали, которые мы называем сальниками, на самом деле на техническом языке принято называть манжетами – это круглая прокладка П-образного профиля, усиленная кольцевой пружиной. Основной параметр сальника – внешний и внутренний диаметр. Внешний диаметр соответствует посадочному месту в блоке, внутренний – диаметру торцевой части вала. Делают сальники из прочного искусственного каучука, а профилированная форма (в разрезе) придает изделию жесткость.
В комплекте с прокладкой клапанной крышки для многих двигателей идет дополнительная прокладка, состоящая из нескольких колец, защищающих от масла свечные колодцы
Для герметизации различных стыков в узлах двигателя применяются десятки каучуковых и паронитовых прокладок различной формы. Их количество так велико, что зачастую прокладки продаются наборами и ремкомплектами, например, "ремкомплект карбюратора" и тп. Искусственный каучук, из которого они делаются, устойчив не только к воздействию моторного масла, но и бензина. Прокладки не унифицированы по размеру и форме даже в рамках линейки двигателей отдельного производителя, поэтому приобретать их можно, только если известен точный номер детали, полученный при помощи оригинального каталога и VIN автомобиля.
