Снятие и установка головки блока цилиндров

Перечень наиболее частых дефектов ГБЦ и способы решения проблемы

ГБЦ, устройство ГБЦ

Головка блока выполняет такие важные функции, как:

• Обеспечивает базировку и размещение элементов газораспределительного механизма, компонентов отвода и подвода горючего.
• Обеспечивает газодинамические характеристики воздушного заряда, отводит продукты горения из камеры сгорания.
• Формирует камеру сгорания и обеспечивает ее герметичность, подводит и отводит масло для элементов газораспределительного механизма.
• Обеспечивает соответствие транспортного средства экологическим стандартам по выбросу в атмосферу вредных веществ.

В состав головки блока цилиндров входят:

• Направляющие втулки.
• Седла клапанов.
• Гидрокомпенсатор (может идти в комплекте с коромыслом).
• Коромысло клапана.
• Траверса.
• Свечи зажигания ( для газовых и бензиновых моторов).
• Пружины для возврата в исходное положение клапанов.
• Топливные форсунки (обычно применяются в дизельных моторах).
• Выпускные и впускные клапана.

Материал с которого изготавливают ГБЦ может быть алюминиевым (к примеру, ГБЦ ВАЗ 2109) или чугунным (дизель). Как правило, для изготовителей в приоритете алюминиевые головки, так как они самые удобные в обработке, производстве и ремонте. Однако на некоторых дизельных моторах применяют чугунные головки, потому что детонационные свойства дизельного горючего превосходят прочностные параметры алюминиевых головок, что способно привести к сокращению срока эксплуатации либо к разрушению ГБЦ.

ГБЦ можно поделить на два типа — моноголовки и индивидуальные головки. Последние имеют ряд преимуществ, которые связаны с ремонтопригодностью, низкими затратами и простотой при обслуживании. Однако большая часть мировых изготовителей транспортных средств и автоэлементов предпочитает моноголовки, также имеющие свои преимущества.

Принцип работы ГБЦ: распредвал толкает штангу, которая давит на гидрокомпенсатор, а затем и на коромысло, которое оказывает давление на клапан, что открывается и проникает в камеру сгорания, где воспламеняется от искры свечи.

Это интересно: Как самостоятельно заменить радиатор отопления на Лада Калина

Дефекты распределительного вала

Неисправности распределительного вала (наиболее вероятные причины):

• Нагар на кулачке вала и коромысле (слишком сильный нагрев деталей в результате недостаточной подачи масла или блокировки масляных каналов).
• Сильный износ кулачка (загрязненное масло, слишком малый зазор толкателя или слишком сильное прижимное усилие пружины клапана).
• Преждевременный износ одного или нескольких кулачков и толкателей, вогнутая контактная поверхность, поврежденные края (несоответствие геометрии контактной поверхности кулачка и толкателя, например, из-за установки новых толкателей вместе со «старым» распределительным валом (или наоборот), а также недостаточная смазка из-за блокировки каналов или снижения давления масла.
• Обрыв распределительного вала (деформация корпуса распределительного вала или головки цилиндров, в том числе в результате неправильной последовательности или превышения допустимого момента затяжки болтов крепления).
• Обрыв коромысла (превышение нагрузки в результате заклинивания поршня, контакта поршня с клапаном; недостаточный прижим распределительным валом; слабая пружина клапана, слишком высокая нагрузка гидрокомпенсаторов, неправильная установка колпачка клапана, обрыв ремня газораспределительного механизма, неверная настройка клапанного механизма).
• Синяя окраска кулачков распределительного вала, подшипников и коромысел комплектно (перегрев двигателя).
• Забоины на поверхности кулачков, подшипников и толкателей (слишком высокое осевое перемещение в результате износа деталей, неверно установленные фазы газораспределения).
• Механическое повреждение подшипников распределительного вала (твердые частицы в системе смазки двигателя).

Осмотр, дефектовка и ремонт

Профиль седла клапана двигателей мод. 402 и 4021

А — седло впускного клапана;

В — седло выпускного клапана

1. После разборки головки блока промыть все детали в бензине, протереть и просушить. Очистить камеры сгорания от нагара.

2. Осмотреть головку блока. Если есть трещины на перемычках между седлами клапанов или на стенках камер сгорания, следы прогара, заменить головку блока.

3. Проверить с помощью металлической линейки и щупов, не нарушена ли плоскостность поверхности головки, прилегающей к блоку.

Для этого линейку поставить ребром на поверхность головки, посередине вдоль, а затем поперек и щупами измерить зазор между плоскостью головки и линейкой.

Если зазор превышает 0,1 мм, головку заменить.

4. Осмотреть клапаны. При обнаружении на рабочей фаске клапана трещин, коробления головки клапана, прогорания, деформации стержня клапан заменить.

Незначительные риски и царапины на рабочей фаске клапана можно вывести притиркой.

5. Проверить состояние пружин клапанов. Искривленные, поломанные или имеющие трещины пружины заменить.

6. Проверить состояние седел клапанов. На рабочих фасках седел не должно быть следов износа, раковин, коррозии и т.п.

Незначительные повреждения (мелкие риски, царапины и т.д.) можно вывести притиркой клапанов. Более значительные дефекты устраняют шлифовкой.

При шлифовке выдержать размеры седла, указанные на рисунке. После шлифовки проверить биение фаски седла относительно отверстия в направляющей втулке клапана, предельно допустимое биение 0,05 мм.

После шлифовки седел притереть клапаны. Затем тщательно очистить и продуть сжатым воздухом головку блока, чтобы в каналах, закрываемых клапанами, и в камерах сгорания не осталось абразивных частиц.

7. Проверить зазор между направляющими втулками и клапанами. Зазор вычисляется как разность между диаметром отверстия во втулке и диаметром стержня клапана.

Предельно допустимый зазор равен 0,25 мм. Если зазор превышает указанный, нужно заменить клапан и направляющую втулку.

Старую втулку выпрессовывают с помощью оправки со стороны камеры сгорания.

Перед установкой новые втулки нужно охладить в двуокиси углерода («сухой лед»), а головку блока нагреть до 160–175°С.

Затем вставить втулку в головку блока так, чтобы она выступала со стороны клапанных пружин над головкой блока на 20 мм.

Втулка должна вставляться в головку свободно или с небольшим усилием.

После установки развернуть отверстие во втулке до диаметра 9,0 +0,022 мм.

Затем прошлифовать седло клапана, центрируя инструмент по отверстию во втулке.

8. Проверить головку блока на отсутствие трещин можно следующим образом. Подвести к одному из отверстий рубашки охлаждения шланг для подачи сжатого воздуха.

Заглушить все отверстия в головке блока деревянными пробками. Опустить головку в ванну с водой и подать сжатый воздух под давлением 1,5 атм. В местах образования трещин будут выходить воздушные пузыри.

9. Прочистить проволокой и продуть сжатым воздухом отверстия в оси коромысел, в коромыслах и в регулировочных винтах.

Проверить плотность посадки втулок в коромыслах. Если втулка сидит не плотно, ее нужно заменить, так как во время работы двигателя она может провернуться и перекрыть отверстие для подачи масла к штанге толкателя.

Сборка

Собирают головку блока в порядке, обратном разборке. Перед установкой смазать моторным маслом маслоотражательные колпачки, стержни клапанов и ось коромысел клапанов.

Устанавливают клапаны в соответствии с метками, сделанными при разборке.

Прокладку корпуса термостата и прокладку задней крышки головки блока установить на герметик типа «Гермесил».

Установка

При установке головки блока рекомендуется заменить прокладку головки блока.

Установка головки блока производится в порядке, обратном снятию.

Момент затяжки 83–90 Нм (8,3– 9,0 кгс·м). После установки головки блока отрегулировать зазоры в приводе клапанов.

Устанавливают головку блока в порядке, обратном снятию.

Гайки крепления головки блока затянуть в два этапа:

1-й этап — 40–60 Нм (4,0–6,0 кгс·м);

2-й этап — 83–90 Нм (8,3–9,0 кгс·м).

Разборка и снятие головки блока цилиндров.

Для начала необходимо определить техническое состояние головки блока цилиндров, после чего ее снимают с двигателя.

Существуют операции, которые можно проводить без снятия головки блока цилиндров, такие как: замена уплотнений, маслосъемных колпачков. Для проведения профессионального ремонта головки блока цилиндров необходимо использовать набор, состоящий из: прокладок, сальников и т.д.

Перед снятием головки блока цилиндров обязательно не забудьте проверить положение коленчатого вала и распределительного вала по меткам. При проведении ремонта на двигателях отечественного производства такая операция не является обязательной, что нельзя сказать про двигатели иностранного производства, где необходимо придерживаться наивысшей точности с нанесением дополнительных меток. Подробнее о технологии снятия головки блока цилиндров можно узнать в руководстве по эксплуатации и ремонту автомобилей для конкретных моделей.

Общие приемы, которые используются при снятии головки блока цилиндров

— При отвертывании болтов крепления головки блока цилиндров, необходимо ослабить их на пол или один оборот (операция проводится с середины в стороны), после чего болты выворачиваются полностью (эти операции позволяют избежать коробления головки во время откручивания болтов из-за неравномерности усилий, возникающих в процессе отворачивания);

— Если болты головки блока цилиндров имеют шлицы, обязательно очистите их от нагара (такая предусмотрительность поможет вам правильно надеть ключ на болт и не приведет к срыву ключа).

— Проследите за схемой вакуумных соединений, если такой схемы у вас нету зарисуйте ее, во избежание ошибок при сборке.

— После разборки головки блока необходимо разобрать и вынуть клапаны и заменить прокладки коллекторов.

— Снять пружины клапанов (для снятия пружин клапанов используют рычажные приспособления).

Для разборки головки блока можно приобрести автоматизированный стенд, но цена такого стенда будет очень высока, поэтому можно воспользоваться съемниками ВАЗ, которые часто подходят для разных иностранных автомобилей.

Есть и другие способы например, сильным ударом молотка ударить по тарелке пружины клапана через стальную трубу, что приведет к повреждению стержня клапана и образования на нем осечек, как раз в том месте, где ходит масляный колпачок.

После разборки головка блока цилиндров подвергается полной очистке и вымывается, старые прокладки удаляются. Затем проводят дефектацию головки блока цилиндров, чтобы определить объем предстоящих работ. Для этого с помощью специальных инструментов выполним некоторые измерения.

Дефектация головки блока цилиндров

Для проверки технического состояния головки блока цилиндров необходимо использовать набор измерительных инструментов.

Контроль размеров и параметров головки блока цилиндров

1. С помощью специальной лекальной линейки и набора щупов проводим замеры нижней плоскости головки блока цилиндров. Максимальная допустимая толщина щупа должна быть в пределах 0,05-0,06 мм.
2. С помощью микрометра измеряют износ опорных шеек кулачкового вала и его подшипников.
3. С помощью нутромера замеряют диаметры шеек. Зазор в подшипнике не должен превышать 0,10 мм., (если на контролируемой поверхности обнаруживаются  риски, царапины, задиры распределительный вал подлежит замене и головка блока ремонту).
4. С помощью микрометра замеряют диаметр стержня клапана в верхней и нижней части. Износ стержня верхней и нижней части  не должен превышать 0,02-0,03 мм. Если износ составляет больше 0,02-0,03 мм. клапан подлежит замене.
5. Направляющие втулки замеряют нутромером (зазор не должен превышать 0,07-0,08 мм.). Если зазор находится в больших пределах, направляющие втулки меняют или ремонтируют.
6. Далее визуально определяем износ седел клапанов, толкателей, рычагов, коромысел, кулачков и других частей головки блока цилиндров.
7. Осмотреть головку блока цилиндров на различные дефекты, типа трещин и нагара.

Если трещина в камере сгорания, или ее стенки повреждены, то головка проверяется на герметичность. Для проверки головки блока на герметичность используют специальные – опрессовки.

1. Если обнаружена трещина головки блока цилиндров  ее необходимо купить и заменить или отремонтировать.

Ремонт трещин головки блока цилиндров это сложная процедура, которая требует совершенных и дорогих ремонтных технологий. Поэтому, если вы любитель надежности, лучше купите и замените головку блока цилиндров.

Решать вам.

Ремонт головки блока цилиндров стоимость 50-400 долларов.

Стоимость головки блока цилиндров двигателя: 200-2000 долларов.

Клапана

Мелкие повреждения рабочей фаски клапана устраняются притиркой с седлом клапана, как описано выше. Провести обмер клапанов на соответствие размерам, приведенным в таблицах

При несоответствии размеров клапана необходимо заменить, обратив внимание на спедующее:

• Стержень выпускного клапана заполнен натрием. Поэтому при утилизации необходимо соблюдать определенные правила безопасности. Из-за опасности взрыва нельзя отправлять заполненные натрием клапана в переплавку или обрабатывать инструментом (например, пробойником) до удаления натрия. При удалении натрия из клапана нужно учитывать, что натрий очень активно реагирует с водой и водосодержащими растворами с выделением водорода, что может привести к возникновению пожара. Нейтрализовать натрий можно в растворе из 2 л спирта и 1 л воды в емкости, находящей на открытой площадке.
• При заказе нужно указывать, для какой именно марки и модели автомобиля необходимы клапаны. Номер серии нанесен на конце стержня клапана.