Ремонт головки блока цилиндров: Когда следует задуматься о восстановлении?

Головка блока цилиндров (или сокращенно ГБЦ) является важной составляющей конструкции любого двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Это целый технологический комплекс, состоящий из нескольких отдельных узлов, деталей и механизмов. Половина всей нагрузки приходится как раз на головку. Поэтому важно регулярно проверять техническое состояние этого комплекса, проведя диагностику. Ремонт головки блока цилиндров если и требуется, то обычно на сроке от 250 до 500 тысяч км пробега. В связи с чем, неисправности обычно устраняются вместе с ремонтом двигателя. Но что представляет собой этот элемент?

Ремонт головки блока цилиндров

Общие сведения

Важная составляющая располагается сверху основного блока двигателя с цилиндрами. Внутри находится распределительный вал, который управляет фазами газораспределения. У некоторых моделей автомобилей их предусмотрено 2. Корпус выполнен в виде цельнометаллической конструкции из нескольких сплавов алюминия.

Это позволяет получить высокую прочность. Также это достигнуто благодаря ребрам жесткости, которые пересекают всю площадь поверхности. Клапанные механизмы снаружи прикрыты легкой крышкой, оснащенной резиновой прокладкой.

Все устройство представлено несколькими элементами:

  • впускными и выпускными клапанами;
  • направляющими втулками;
  • пружинами клапанов;
  • сухарями;
  • маслосъемными колпачками;
  • толкателями;
  • седлами.

Практически у любого современного двигателя распредвал располагается сверху и по этой причине предусмотрено посадочное место для него, называемое постелью. Сами клапана выполняют сугубо свои задачи:

  • Впускные — через них в камеру сгорания поступает топливовоздушная смесь.
  • Выпускные — благодаря им отработанные газы выводятся в выхлопную систему.

Их поднятие и опускание ведется кулачками, закрепленными на распределительном валу. Их движение осуществляется по направляющим.

Маслосъемные колпачки нужны, чтобы уплотнить соединения. Также они позволяют предотвратить попадание масла в камеру сгорания. Под тарелками есть седла, присутствие которых не стоит недооценивать. Когда клапан находится в закрытом состоянии, благодаря седлу обеспечивается полная герметизация в головке блока цилиндров, что не мешает топливу сгорать в камере.

Когда нужно задуматься о восстановлении

Восстановление головки блока цилиндров

Любой автомобильный силовой агрегат (к сожалению) не вечен и через какое-то время появляется та или иная поломка. И это в лучшем случае, в худшем — нельзя исключать смерть двигателя.

Ломаться важный элемент может по-разному, однако на перечисление всех неисправностей (от мелких до больших) можно составить целый роман, сопоставимый с мировой эпопеей — «Война и мир». Поэтому в данном материале стоит ограничиться лишь самыми распространенными случаями (раздел приведен ниже).

Когда же следует задуматься о ремонте головки блока цилиндров? Поводов для этого несколько:

  • Прогоревшие клапана.
  • Выраженная деформация, что обычно бывает при перегреве.
  • Трещина в гильзе.
  • Износ седел, включая направляющие втулки.
  • Обрыв шатуна.

Случаи обрыва крайне редки, зачастую поводом для восстановления становится перегрев. Нельзя также исключать и банального человеческого фактора — неправильная сборка двигателя после проведения соответствующих процедур.

Предварительный этап

Выполнить все необходимые операции прямо на автомобиле при открытом капоте не представляется возможным, за редким исключением. И как раз заменить, к примеру, маслосъемные колпачки можно прямо на месте.

Стоит заметить, что большую часть технологического процесса ремонта головки блока цилиндров автолюбители способны выполнить самостоятельно и без привлечения со стороны профессионалов. При этом все зависит от того насколько сложно устроен силовой агрегат, а также навыком и умений самого ремонтника.

До того как снимать ГБЦ, нужно для начала заняться сверкой положение обоих валов — коленчатого и распределительного по соответствующим меткам. И если в отношении автомобилей российского производства такую процедуру можно опустить. Однако в отношении некоторых зарубежных силовых агрегатов желательно даже нанести несколько дополнительных меток.

Сама технология демонтажа во всех подробностях приведена в руководстве по ремонту каждого конкретного автомобиля. Однако можно привести ряд общих примеров. До того как начинать отворачивать болты крепления, их нужно предварительно поочередно ослабить на пол или целый оборот, начиная с середины. И только после этого вывернуть полностью. Это обусловлено тем, что может возникнуть коробление ГБЦ по причине неравномерного усилия, когда одно из креплений затянуто сильно, а другой слабо.

У большинства двигателей зарубежного производства к головке подключено несколько вакуумных трубок. Если нет конкретной схемы, какая из них куда ведет, следует все магистрали разметить, схематично разрисовать либо сфотографировать. Главное не полагаться на собственную память даже при минимальном количестве трубок. Хоть и многие уверены в ней ведь она имеет свойство подводить в самые неподходящие моменты. Если будет допущена ошибка, то ремонт затянется на неопределенный срок.

Разборка

После того как механизм будет снята с блока двигателя ее саму нужно разобрать, вынуть клапаны. Чтобы снять пружины удобнее воспользоваться приспособлением рычажного типа. Они позволяют нажимать на тарелку с пружинами и одновременно толкать закрывающий и открывающий шток в другом направлении. Однако, когда таковых нет в наличии, подойдет традиционный съемник.

Ряд «мастеров» приноровились разбирать ГБЦ сугубо «народной» методикой — сильный удар через стальную трубу по тарелке. Только так делать ни в коем случае не стоит! Особенно в тех случаях, когда шток не планируется менять. «Ударная» разборка оставляет засечки на стержнях клапанов от тарелок. А ведь именно в этом месте двигается маслосъемный колпачок.

К тому же легко просто согнуть шток, в особенности те, у которых тонкий стержень. Да и сухари в ходе такой манипуляции разлетаются в разные стороны, и их вряд ли потом отыщешь. А после того, как узел будет разобран, его нужно очистить и хорошо промыть. После этого стоит переходить к анализу объема предстоящих работ.

Запланированный ремонт

Столь важный элемент всего двигателя в лице ГБЦ нуждается в квалифицированной диагностике с привлечением опытных мастеров и соответствующего оборудования. Во избежание непреднамеренных повреждений браться за работу следует людям, прекрасно знающим свое дело.

Дефекты головки блока цилиндров

Все видимые дефекты можно выявить визуально в ходе осмотра снятой узла. Хорошо заметные такие поломки:

  • износ седел;
  • раковины от коррозии;
  • обломанные шпильки;
  • трещины.

Если же владелец личного транспортного средства чувствует, что ему не хватает каких-либо навыков, умений или просто испытывает опасения, то оптимальный вариант — обратиться в ближайший автосервис.

Свечная резьба

Устройства для поджигания рабочей смеси нельзя причислить к крепежным элементам, тем не менее для надежной фиксации свечи предусмотрена резьба. Самая распространенная проблема, которая случается — это срывание резьбы колодца. К такому повреждению могут привести несколько факторов:

  • Применение свечного ключа, который не позволяет правильно закрепиться искровому устройству.
  • Загрязнение резьбового соединения.
  • Затяжка искрового устройства с более сильным усилием, нежели предназначено регламентом.

Касательно последнего — согласно стандарту 37.003.081.98 допустимый предел находится в диапазоне 30-45 Н·м (3-4,5 кгс·м). Это относится к тем свечам зажигания, у которых уплотнительное кольцо обладает толщиной 1,4-2 мм. Если у элементов конические уплотнения, то затягивать их следует с моментом равным от 20 до 25 Н·м (2-2,5 кгс·м).

Точное значение можно найти в руководстве к своей машине. При возникновении проблемы с резьбовым соединением она устраняется несколькими способами.

Разработка с опорным фланцем

Реализация этого способа в следующем:

  • Узел ставится на расточный либо фрезерный станок.
  • Сверлится отверстие и тем самым удаляется сорванное соединение.
  • Формируется новое резьбовое соединение.

Деталь делается обычно из бронзы при помощи токарного станка. Внутри нарезается «орнамент» (при размерности М14×1,25 наружная делается М18×1,25, однако самая распространенная — М18×1,5). Это обусловлено тем, что если сделать меньше наружный диаметр, то бронзовая вставка не будет прочной.

Для лучшего отвода тепла деталь должна быть плотно зафиксирована. Поэтому наружная ее резьба отлична от номинала, причем в большую сторону. Нарезка обрабатывается бакелитовым лаком и свечой заворачивается в ГБЦ. Развальцовка края небольшой толщины детали по отношению к камере сгорания позволяет надежно закрепить элемент.

Несмотря на полезность, у способа имеются свои противопоказания:

  • Положение свечи отличается от штатной позиции, что не подходит для деталей с коническими уплотнениями.
  • Вставка из бронзы и алюминиевый корпус образуют между собой электрохимическую коррозию. А за счет воздействия раскаленных газов явление усиливается.

Стоит уяснить, что к этому способу стоит прибегать преимущественно владельцам старых машин. То есть стенки более толстые, а свечной колодец обладает подходящим диаметром.

Спиралевидная деталь

Данная методика может проводиться на месте (без демонтажа узла) либо на уже снятой головке. Подготовка отверстия для свечей в цилиндрах выполняется при помощи комбинированного метчика. При этом если работа делается непосредственно на двигателе, то в углубление метчика нужно закладывать пластичную смазку (литол или что-то подобное).

У самого метчика две размерности:

  • М14×1,25 — для свечи.
  • М16×1,25 — для спиральной вставки.

Метчик центрируется в поврежденном отверстии, резьба нарезается без перекоса. При этом и внутренний диаметр, и шаг спирали полностью совпадает с резьбой свечи. А вот наружный параметр превышает ремонтную размерность с целью более надежного крепления. То есть если габариты равны М14×1,25, то параметры наружного диаметра составляют 16,4 мм.

Технология здесь такова. Используя специальный ключ спиралевидная деталь вворачивается за технологический поводок. В результате спираль сжимается, наружный ее диаметр становится меньше, что позволяет «спирали» встать куда нужно.

Монтаж выполняется со стороны колодца свечи, причем делается это до того момента, пока наружный виток спирали не опустится под уплотнительное кольцо свечи зажигания на 0,5 мм. Далее поводок срубается при помощи специального инструмента. В том случае, когда ГБЦ не снята, излишки обламываются, удерживая длинногубцами, дабы они не попали внутрь цилиндра.

Самонарезная технология

Для данного способа механизм предварительно снимается с двигателя и в свечном колодце делается ремонтная резьба с использованием комбинированного метчика М14×1,25 и 5/8«, что близко к размерности М16×1,25. При этом инструмент заворачивается на определенную глубину, которой будет достаточно, чтобы срезать выступающую часть ремонтной резьбы.

Сама технология основывается на взаимном положении витков как внутренней, так и наружной резьбы. В результате можно сделать наружную резьбу меньшей, нежели в случае вставок с опорными фланцами, но сохраняя прочность.

Вставка устанавливается с использованием специального приспособления путем нарезания ею резьбы, за счет чего в итоге обеспечивается надежная фиксация. Термостойкий клей позволяет достигнуть хорошей герметичности. Состав следует нанести на вставку с наружной ее части до ее установки.

Направляющую втулку возможно убрать только с камеры сгорания. Как раз поэтому ГБЦ снимается, по-другому этого не сделать. Также стоит учесть, что способ пригоден для ремонта отверстий только тех свечей, у которых имеется уплотнительное кольцо.

Вставка с фиксирующим пояском

А вот здесь снимать весь комплекс необязательно — все манипуляции без проблем совершаются на месте. Только предварительно нужно выяснить положение клапанов и поршня (касательно ремонтируемого цилиндра), дабы определить место, куда вворачивать инструмент.

Новое резьбовое соединение формируется при помощи комбинированных метчиков — М14×1,25 и М17×1,25. Тело инструмента стоит наполнить пластичной смазкой, чтобы улавливать стружки в холе работы.

В ходе производства вставки внутренняя и наружная резьба делается по-особенному, дабы выступы и впадины профиля не совпадали. В результате достигается высокая прочность детали. Благодаря специальному приспособлению детали можно ставить в глубокие колодцы, а также с легкостью демонтируются с внешней стороны ГБЦ. Герметизация достигается благодаря термостойкому клею.

Данная методика актуальна по отношению к свечам, имеющие уплотнительные кольца. Также он пригодится и к остальным устройствам поджига смеси, у которых уплотнения конической формы.

Заплавление

Здесь восстановление проводится на снятой головке — отверстие с дефектов заплавляется. Для другого этапа потребуется специальный станок, и с помощью этого оборудования выполняется обработка углубления для свечи механическим способом. Также выполняется восстановление привалочных плоскостей.

В дальнейшем сверлится новое отверстие, а потом формируется резьба. Для соединения М14×1,25, диаметр отверстия нужно делать не менее 12,7 мм. На завершающем этапе выполняется опрессовка головки — то есть проверяется герметичность посредством избыточного давления непосредственно в ванне с водой с подогревом.

Стоит учитывать, что интенсивное нагревание зоны сварки приводит к появлению трещин там, где делался ремонт. По этой причине этот способ нужно использовать в тех ситуациях, когда другие методики не помогают. По крайней мере, он является единственно верным в следующих случаях:

  • Нет возможности поставить резьбовую вставку по причине трещины.
  • Возникает необходимость в замене дорогостоящего элемента.
  • Тонкие стенки промеж свечных отверстий и охлаждающими каналами.
  • Моторы, у которых имеются по 4-5 клапанов на каждый цилиндр.

Во всех остальных случаях лучше воспользоваться вставками.

Прокладка

Прокладка головки блока цилиндров

Еще один распространенный случай — выход из строя прокладки, которая располагается между головкой и основным блоком двигателя. В некоторых случаях ее можно повредить на последнем этапе ремонта, просто не соблюдая порядок затяжки болтов крепления.

Как раз за счет прокладки достигается герметичность камеры сгорания и при наличии каких-либо дефектов мощность силового агрегата серьезно падает. При этом охлаждающая жидкость может просачиваться как наружу, так и в полость цилиндров. И она же начинает смешиваться с маслом.

Для замены прокладки головки блока цилиндров после выворачивания болтов их следует выбросить, поскольку повторно использовать их уже нельзя вместо них использовать новый крепеж.

До установки прокладки нужно хорошо зачистить обе поверхности, с которыми она контактирует. При наличии нагара в камерах сгорания, включая и тарелки клапанов, от него лучше сразу избавиться, проведя очистку. Далее продуть ГБЦ сжатым воздухом, дабы не осталось загрязнений.

Теперь можно постелить на блок двигателя прокладку и накрыть сверху головкой, после чего закрутить болты, в точности соблюдая схему. Она указывается всеми производителями в соответствующем руководстве.

Микротрещины

Все производители допускают образования трещин, что не следует воспринимать как неисправность, поскольку размеры ее очень малы и сами они неглубокие. Даже дизельные моторы, где промеж клапанов имеется трещина, допускаются к эксплуатации.

Отыскать все трещины даже для опытных мотористов становится непростой задачей. Однако имеются такие места, где обнаружение микротрещин в ГБЦ не составит труда:

  • промеж клапанов;
  • в пространстве, что между клапаном и свечой зажигания;
  • от клапана в направлении форкамеры (актуально для дизельных моторов);
  • ниже направляющей клапана.

Проверка ГБЦ напредмет трещин проводится опрессовкой — иными словами нужно закрыть все имеющиеся отверстия, опустить головку в ванную с водой и дать воздуха на каналы. С тех мест, где есть трещинки, пойдут пузырьки.

Восстановление

Ремонт трещин возможен только сваркой и никак иначе. Никакой клеящий состав не заделает дефект, как бы того не хотелось, ведь при нагревании трещина увеличивается. Иными словами устранить неисправность можно только тем же материалом, как и ГБЦ с теми же температурными параметрами. То есть сварка, и только сварка!

Для устранения трещин подходит газовая горелка вместе с присадочным материалом. Однако аргонно-дуговая сварка (TIG) обладает высокой эффективностью. Масса соединяется с головкой, а сама дуга горит в среде аргона, которую образуют вольфрамовый электрод и металлическая поверхность. В качестве присадочного материала используется алюминиевая проволока.

По завершению «операции» шов хорошо зачищается, после чего узел опрессовывается. Если проблем больше нет, поверхность (та, что соприкасается с блоком двигателя через прокладку) равняется (фрезеруется) для достижения идеально ровного состояния.

Стоимость работ

В большинстве случаев ремонт ГБЦ выполняется с использованием необходимого оборудования, стоимость которого может превышать цену самого автомобиля. По этой причине, чтобы устранить поломки автолюбители обращаются в автосервисы, где имеются соответствующие мастера с большим опытом.

Цена на ремонт головки блока цилиндров зависит от ряда факторов:

  • Сложность транспортного средства, подлежащего ремонту.
  • Расположение СТО.
  • Уровень работников автосервиса.
  • Сложность операций по отношению к ГБЦ.

Ремонт в специализированных автомастерских, где есть профессиональное современное оборудование, а также мастера высшей квалификации, обойдется дороже, нежели на других СТО.

Также читайте:

Способы как увеличить мощность, крутящий момент вашего двигателя

Двигатель компании Mercedes-Benz М102: Слабые места, устранение проблем

Принцип работы ДВС: Виды двигателей, Устройство двигателя, Рабочий цикл ДВС

Двигатель М274 : Технические характеристики, обслуживание, проблемы, Чип-Тюнинг

Проблемы с двигателем 276 серии: Металлический шум, натяжитель, обратные клапаны

Ссылка на основную публикацию