Как затягивают болты или шпильки крепления головок цилиндров

13

16. Порядок затяжки болтов (гаек) крепления головки блоков цилиндров

Крепление головки блоков цилиндров, картеров и крышек распределительных шестерен, многоболтовых фланцев производят в определенной последовательности — от середины к краям и крест-на-крест, с многократным постепенным затягиванием крепежных деталей ( фиг. Такой способ крепления обеспечивает равномерное прилегание деталей друг к другу без перекосов и местных перенапряжений и обеспечивает равномерное и надежное уплотнение прокладок.

Болты и гайки крепления головки блока цилиндров затягивают динамометрическим ключом

17. Технология то и тр кривошипно-шатунного механизма

Детали кривошипно-шатунного механизма во время работы сильно нагреваются и воспринимают переменные нагрузки большой величины, поэтому для обеспечения длительной работы двигателя в исправном состоянии необходимо выполнять следующие рекомендации:

применять моторные масла только рекомендованные в соответствии с климатическими и температурными условиями;

новый или отремонтированный двигатель необходимо подвергать обкатке;

пуск двигателя при температуре окружающей среды ниже -5°С следует производить при помощи предпускового подогревателя или только после предварительного прогрева водой;

не давать двигателю полной нагрузки, пока он не прогреется;

не перегружать двигатель длительное время и не допускать во время работы ненормальных стуков и дымления;

поддерживать температуру охлаждающей жидкости в пределах 82 — 85°С;

не допускать длительной работы на холостом ходу.

Основными внешними признаками неисправности кривошипно-шатунного механизма являются: повышенный расход масла, дымный выхлоп отработавших газов и ненормальные стуки. Все это происходит в результате износа деталей и увеличения зазоров в сопряжениях, что вызывает падение давления масла в магистрали. Прежде чем проверять зазор в подшипниках, следует убедиться в правильности показаний манометра, проверить загрязненность фильтров и состояние других элементов системы смазки. Предварительная оценка состояния подшипников коленчатого вала по давлению масла в масляной магистрали производится приспособлением КИ-4940: номинальное давление прогретого двигателя до нормального теплового состояния при номинальной частоте вращения должно быть 250 — 350 кПа (2,5 — 3,5 кгс/см2), а предельно допустимое 100 кПа (1,0 кгс/см2). Падение давления масла в магистрали ниже предельно допустимого является одной из причин износа шеек коленчатого вала и подшипников. Допустимый зазор в шатунных и коренных подшипниках коленчатого вала должен быть 0,3 мм.

Зазоры в подшипниках можно проверить следующим способом. После слива масла и снятия поддона необходимо ослабить гайки крепления крышек коренных и шатунных подшипников, и снять крышку проверяемого подшипника вместе с нижним вкладышем. Затем положить на него вдоль оси коленчатого вала прокладку из латуни размером 25x13x0,3 мм, т.е. толщиной, равной максимально допустимому зазору, поставить крышку на место и затянуть гайки. Затяжку производят при помощи динамометрического ключа. Гайки шатунных болтов следует стопорить новыми шплинтами. Момент затяжки гаек коренных подшипников составляет 200 — 220 Н м (20 — 22 кгс-м), а шатунных 150 — 180 Н м (15 — 18 кгс-м).

Затем проверяют возможность вращения коленчатого вала, предварительно включив декомпрессионный механизм. Если вал будет вращаться свободно, то зазор в подшипнике превышает допустимое значение.

Увеличение зазора между деталями цилиндро-поршневой группы приводит к падению мощности двигателя, повышенному угару масла и выделению газов из сапуна. Чтобы оценить состояние цилиндропоршневой группы, можно воспользоваться различными способами, но наиболее простыми являются такие, которые позволяют определить техническое состояние деталей без разборки двигателя. К этим способам относятся: определение компрессии в цилиндрах двигателя при помощи компрессиметра КИ-861 или технического состояния цилиндропоршневой группы по утечке газов в картер двигателя при помощи индикатора расхода газов КИ-4887-1.

Окончательное решение о техническом состоянии цилиндропоршневой группы можно принять только после частичной разборки двигателя с замером зазоров между отдельными сопряженными деталями. Например, предельные зазоры между основными деталями цилиндропоршневой группы, по которым оценивают техническое состояние двигателя А-ОЗМЛ, равны:

зазор между юбкой поршня и гильзой цилиндра в верхнем рабочем пояске — 0,60 мм;

зазор между канавкой поршня и верхним компрессионным кольцом — 0,50 мм;

зазор между остальными кольцами — 0,40 мм; зазор в стыке компрессионного кольца — 6,00 мм; зазор в стыке маслосъемного кольца — 3,00 мм; зазор между бобышками поршня и пальцем — 0,10 мм; зазор между верхней головкой шатуна и пальцем — 0,30 мм; выступание гильзы цилиндра относительно плоскости блока — 0,165 мм.

Для установки поршневых пальцев поршни перед сборкой нагревают в масле до температуры 80 — 100°С. Поршневые кольца подбирают по гильзе, а затем по канавкам в поршне. Для проверки зазора в замке кольца его устанавливают в гильзу при помощи Поршня на глубину 25 мм от верхнего торца. Подгонка зазора в замке осуществляется при помощи личного напильника, а под гонка кольца по канавкам в поршне по высоте осуществляется притиркой на чугунной плите.

Гильзы цилиндров меняют на новые, если их износ в верхней зоне первого компрессионного кольца превышает 0,60 мм. Поршни заменяют, если зазор между канавкой и новым компрессионным кольцом по высоте превышает 0,50 мм. Затяжку гаек на шпильках при креплении головки цилиндров двигателя производят в определенной последовательности, момент составляет 200 — 220 Н м (20 — 22 кгс-м)

Затяжка резьбового крепления головки блока

Ни для кого не станет открытием, что головка блока цилиндров — это серьезный механизм, играющий чрезвычайно важную роль в работе мотора. В ней размещён газораспределительный механизм, который отвечает за порядок впрыска топлива и отвода отработанных газов. ГБЦ находится под постоянным воздействием большого давления газов и высокой температуры. Крепится ГБЦ при помощи болтов, шпилек и гаек, к правильной затяжке которых предъявляются повышенные требования. Она закрывает блок цилиндров. В ней расположены распределительные валы, клапанные крышки и другие детали газораспределительного механизма. На ГБЦ постоянно воздействуют огромные переменные силы давления и температуры. Поэтому к её резьбовому креплению предъявляются особые требования. Головка блока постоянно должна испытывать силу сжатия, которая задаётся определённым моментом затяжки резьбового крепления. Для того чтобы сила сжатия была равномерно распределена по поверхностям стыка головки с блоком цилиндров предусмотрено большое количество стяжных болтов или шпилек с гайками. Равномерность прижатия ГБЦ к блоку цилиндров обеспечивается определённой схемой порядка затяжки резьбовых соединений. Для уплотнения стыка используется прокладка головки блока, сделанная из особого материала, устойчивого к высокой температуре. При затяжке крепления головки она даёт усадку в тысячные доли миллиметра, что обеспечивает надёжную герметизацию стыка.

К чему может привести перетяжка?

Затяжка резьбовых соединений головки блока ведётся с превышением усилия от номинального, то сила растяжения, которая воздействует на болт или шпильку, начнёт разрушать резьбу в блоке или вытягивать тело крепёжного элемента. Наступает так называемый момент текучести, когда при дальнейшем увеличении силы затяжки сила прижатия начнёт уменьшаться. Итог: быстрое прогорание прокладки в месте наихудшего сжатия. Если же резьба в отверстиях блока будет сильно повреждена, то она уже не сможет обеспечить необходимое прижатие головки при правильном моменте затяжки. Её потребуется восстанавливать, а это дополнительные затраты. Опытные ремонтники мотористы на практике чувствуют предельную силу затяжки, которую может выдержать резьбовое соединение. Они никогда не допустят дефектов от перетяжки болтов или гаек.

Затяжка болтов ГБЦ: рекомендации

Момент затяжки болтов крепления или гаек также определён производителем и отражён в инструкции по эксплуатации этого легкового автомобиля. Затяжка ведётся исправным и калиброванным динамометрическим ключом. Болты крепления или шпильки с гайками используются в идеальном состоянии без повреждения резьбы и тела болта или шпильки. Резьба должна быть чистой, без зазубрин и заусенцев.Свою специфику имеют болты для затяжки головки блока типа TTY. У них указывается не момент силы, а установочный градус. Нужные сведения содержатся в инструкции по эксплуатации силового агрегата. В глухих отверстиях в блоке под болты ничего не должно находиться. Маслом следует поливать резьбу болта, а заливать смазку в «слепое» гнездо не рекомендуется. Перед использованием болтов следует произвести контрольную проверку их состояния. Если при воздействии на болт моментом в 20 кГм момент текучести не достигается — его нужно менять. Если наблюдается, что момент затяжки начал уменьшаться при нагрузке — это сигнал о начале разрушения болта. Его обязательно нужно менять. Прокладку головки блока для замены нужно покупать только оригинальную, потому что она не даёт усадки.

Как правильно затягивать болты головки блока цилиндров?

При капитальном ремонте двигателя важно в точности соблюдать технические параметры и нормы, необходимые для корректной его работы. Соблюдая нужные параметры и следуя указаниям по ремонту, итоговый результат будет успешный.

Назначение и строение ГБЦ

Современные автомобили в подавляющем большинстве используют различные виды топлива для совершения работы за счет его сгорания. Воспламенение воздушно-топливной смеси происходит в двигателе внутреннего сгорания.

При детонации топлива в камере сгорания происходит «взрыв» смеси и при этом выделяется газы, которые и толкают поршень к нижней мертвой точке. Чтобы работа двигателя была корректна, все отработавшие газы через выпускной коллектор выводятся в атмосферу. Для этого в конструкции двигателя предусмотрена система газораспределения. Наиболее важной составляющей этого механизма является головка блока цилиндров.

Головка блока цилиндров механизма газораспределения предназначена для обеспечения герметичности между поршнем и поверхностью камеры сгорания двигателя.

В зависимости от конструкции автомобильного двигателя, головки блока цилиндров могут изготавливаться из чугуна или более легкого алюминия. Форму ГБЦ обычно придают путем литья. Конструктивные особенности могут быть различны, но в основном головка содержит такие части, как:

• камеры сгорания;
• клапана (различают впускные и выпускные, в соответствие с их назначением – впускные открывают доступ рабочей смеси из топлива и воздуха в цилиндр, выпускные – осуществляют вентиляцию цилиндра за счет выталкивания поршнем отработавших газов в выпускной коллектор);
• участок газораспределительного механизма;
• рубашка охлаждения;
• отливка для форсунок или свечей зажигания;
• масляные каналы.

Между блоком цилиндров и головкой обычно устанавливается прокладка, которая не допускает прорыва газов из-под камеры сгорания, а также масла и охлаждающей жидкости из каналов, соединяющие ГБЦ и сам блок.

Важно! При неправильной и не равномерной затяжке болтов крепления головки блока цилиндров, будет нарушена герметичность камеры сгорания, а это приведет к потере мощности, прогоранию прокладки и выходу из строя самой головки (возможна деформация или растрескивание корпуса).

О силах, действующих на ГБЦ во время работы мотора

При работе мотора автомобиля, головка подвергается воздействию высокого давления (за счет такта сжатия в камере сгорания давление может достигать до 15 атмосфер), высокой температуры сгорания смеси (около 550-600 ºС), вибрации со стороны кривошипно-шатунного механизма.

Между блоком цилиндров и головкой устанавливается прокладка, которая имеет определенную толщину – при затягивании болтов крепления головки, эта толщина уменьшается (дает усадку) и ГБЦ плотно прилегает к корпусу двигателя. Но во время затяжки, головка имеет свойство деформироваться на тысячные доли миллиметра, поэтому болты всегда заворачивают в определенном порядке.

Силы, действующие на ГБЦ во время затягивания болтов

В процессе затягивания болтов в местах их крепления давление на поверхность значительно повышается, что в свою очередь приводит к V- образной деформации «подошвы». При не соблюдении порядка затягивания, а также с не регламентированным моментом (усилием), монтаж головки может привести к прогоранию прокладки в следствии прорыва газов, что поведет за собой более серьезные последствия.

Когда необходимо производить затяжку ГБЦ?

На современных автомобилях уже не требуется повторная протяжка болтов крепления головки цилиндров – данные работы ранее осуществлялись на старых автомобилях семейства ВАЗ, УАЗ, МОСКВИЧ – эта операция являлась основной при прохождении машины ТО-1.

При замене прокладки нужно иметь нужное оборудование, благоприятные погодные условия (или учитывать существующие), прямые руки и светлую голову. Нужно учитывать, что температура окружающей среды довольно сильно может повлиять на процесс установки ГБЦ.

Применяемый инструментарий

Из оборудования необходим динамометрический ключ с калибровкой усилия под конкретный автомобиль (на разных машинах момент затяжки креплений может существенно отличаться), торцевая головка нужного размера, которая подходит к конкретному виду крепежа.

Итак, динамометрические ключи бывают нескольких видов:

• щелчковый;
• стрелочный;
• цифровой;
• иные приспособления.

Щелчковый ключ

Щелчковый (также предельный или пружинный) ключ применяется для быстрой затяжки резьбовых соединений с заданным крутящим моментом. При достижении нужного усилия, внутри ключа срабатывает пружинный механизм, в следствии чего слышен щелчок, свидетельствующий об необходимости прекращения затяжки текущим моментом (усилием). Погрешность такого ключа не превышает 4% (при условии корректного хранения и использования).

Стрелочный ключ

Стрелочный (торсионный) ключ являет собой рычаг со стрелкой и шкалой усилия (или индикатором часового вида), что делает его самым простым в использовании. При использовании такого ключа стрелка указывает на текущий момент затяжки при проворачивании рычага. Из минусов таких ключей стоит отметить довольно большую погрешность (от 5 до 20%), и со временем сталь утрачивает свою упругость, что делает невозможным его регулировку.

Цифровой ключ

Цифровой ключ (или цифровой адаптер) является самым точным инструментом в своей категории – его погрешность составляет всего 1%. Поэтому такие ключи часто используют при монтаже «ответственных» резьбовых соединений.

Иные приспособления

Самодельными динамометрическими ключами пользуются тогда, когда других приспособлений под рукой не имеется – обычно это самодельные механизмы, состоящие из трещотки и старых пружинных весов или современных цифровых. Но погрешность таких приспособлений намного выше, чем заводские ключи – это обусловлено неправильной калибровкой усилия.

Момент затяжки болтов (усилие)

Момент затяжки болтов для каждого автомобиля разный (в виду конструктивных особенностей). Для конкретного автомобиля есть своя таблица моментов затяжки креплений. В следующем разделе рассмотрим усилия крепежа ГБЦ на примере «вазовской» головки.

Правильный порядок затяжки

Существует определенный порядок затяжки болтов, почти на всех автомобилях он одинаковый – от центра головки к ее краям, крест на крест. Так, например, первыми затягиваются два центральных болта правого и левого рядов, затем два болта, находящиеся слева от центральных, затем два справа от центральных, потом два болта находящиеся слева в обоих рядах и завершают порядок болты находящиеся справа в обоих рядах.

Важно помнить, что крепеж всегда выполняется в три — четыре подхода:

1. Первый подход – усилие 3-4 кгс.
2. Второй подход – усилие 7 кгс.
3. Третий подход – усилие 9 кгс.
4. Последний подход – усилие 11,5 – 12 кгс.

Ошибки при монтаже головки

Если не использовать динамометрический ключ при монтаже головки блока цилиндров, то можно ошибиться с усилием, что приведет к неравномерному моменту. В таких случаях будет чрезмерное или недостаточное усилие, которое повлечет за собой либо деформацию поверхности головки, либо допуск прорыва газов, масла или охлаждающей жидкости. В обоих случаях это чревато тяжелыми последствиями для двигателя.

При соблюдении правил затягивания крепежных болтов, а также нужного момента, всегда можно рассчитывать на надежную и долговечную работу установленных деталей. Механизм газораспределения в двигателе играет основную роль, поэтому пренебрегать правилами монтажа составляющих элементов не стоит.

Момент и порядок затяжки гбц на автомобилях разных марок

Моменты затяжки головки блока цилиндров (гбц) имеют значения указанные в таблице №1. Двигатели, которые устанавливают на автомобили семейства Шевролет нива (ВАЗ-2123) — 4-х цилиндровые, с рядным вертикальным расположением цилиндров и верхним расположением распределительного вала. Оснащенные системой распределенного впрыска топлива.

Затяжку болтов головки производят в четыре этапа (указаны в таблице). А вот что пишут об этом в руководстве по эксплуатации ВАЗ-2123:

Рис.1 Порядок затяжки болтов головки блока цилиндров (гбц)

Установите головку блока цилиндров, отцентрировав её по двум направляющим втулкам, вверните болты её крепления и затяните их в четыре приема в определенной последовательности.

Таблица №1. Момент затяжки болтов головки блока цилиндров (гбц) на нива шевроле (ВАЗ-2123).

Момент затяжки гбц ВАЗ-2112 16 клапанов (ПРИОРА)

Момент затяжки гбц на приоре взяты из руководства по эксплуатации автомобиля и указаны в табличке №2.

Установите головку на блок, предварительно убедившись, что коленчатый и распределительные валы находятся в положении ВМТ (оба клапана 1-го цилиндра должны быть закрыты). Затяните болты крепления головки блока в последовательности, указанной на рис. 5.6, в четыре этапа:
1-й – моментом 20 Н·м (2 кгс·м);
2-й – моментом 69,4–85,7 Н·м (7,1–8,7 кгс·м);
3-й – доверните болты на 90°;
4-й – окончательно доверните болты на 90°.

Таблица №2. Момент затяжки головки блока цилиндров (гбц) приора.

Необходимо учитывать что:

Болты крепления головки блока цилиндров вытягиваются при многократном использовании. Болты, длина которых (без учета высоты головки) превышает 98 мм, замените новыми. Перед установкой головки блока смажьте болты тонким слоем моторного масла.

Момент затяжки гбц КАЛИНА, ГРАНТА

Момент затяжки головки блока цилиндров на двигателях модели 21114-50, установленные на автомобилях Lada Kalina указаны в таблице №3. Двигатель 21114-50 со­здан на базе двигателя ВАЗ-2111. Уве­личение рабочего объема двигателя модели 21114 до 1,6 л. по сравнению с объемом двигателя 2111 достигнуто за счет большего хода поршня при неизменном ди­аметре цилиндра.

Камера сгорания в головке блока двигателя модель 21114 стала больше по сравнению с двигателем 2111: ее длина увеличи­лась с 79 до 81 мм, а ширина — с 48 до 50 мм. Для различия головок блока рядом с резьбо­вым отверстием для свечи 1-го цилиндра го­ловки двигателя модель 21114 есть прилив с но­мером «11183».

Вот что нам говорит руководство по эксплуатации о моменте затяжки гбц на калине:

Установите головку на блок, предвари­тельно убедившись, что коленчатый и распре­делительный валы находятся в положении ВМТ (оба клапана 1-го цилиндра должны быть закрыты). Затяните болты крепления головки блока в указанной последовательности в че­тыре этапа:
1-й — моментом 20 Н-м (2 кгс*м);
2-й — моментом 69,4-85,7 Н-м (7,1-8,7 кгс*м)
3-й — доверните болты на 90°;
4-й — окончательно доверните болты на 90°.

Таблица №3. Момент затяжки головки блока цилиндров (гбц) КАЛИНА двигатель модель 21114, ГРАНТА .

Момент затяжки гбц ВАЗ 2106, 2107, 2103

Момент затяжки головки блока цилиндров на двигателях 2106 и 21011, 2103 одинаковый и приведен в таблице №4. В зависимости от модели или модификации автомобиля устанавливались двигатели трех типов:

• 2106 — с рабочим объемом 1.6литра. Это основной двигатель для автомобиля ВАЗ-2106.
• 2101 — с рабочим объемом 1.3литра. Устанавливался на автомобили ВАЗ-21063. От двигателя 2106 он отличается уменьшенным на 14мм ходом поршня, поэтому имеет другие блок цилиндров, коленчатый вал и другие детали цепного привода механизма газораспределения.
• 2103 — с рабочим объемом 1.45литра.

Таблица №4. Момент затяжки головки блока цилиндров (гбц) ВАЗ-2106.

Момент затяжки гбц ВАЗ 2108, 2109

Момент затяжки гбц на двигателях ВАЗ-2108, ВАЗ-2111-80 совпадают, и приведены в таблице №5.

Затяните болты крепления головки в указанной последовательности в четыре этапа:
1 — моментом 20 Н-м (2 кгс-м);
2 — моментом 69,4-85,7 Н-м (7,1-8,7 кгс-м);
3 — доверните болты на 90°;
4 — окончательно доверните болты на 90°.

Таблица №5. Момент затяжки головки блока цилиндров (гбц) ВАЗ-2108, 2109.

Болты крепления головки блока цилин­дров вытягиваются при многократном ис­пользовании. Замените новыми болты, длина которых превышает 135,5 мм. Перед установ­кой головки блока смажьте болты тонким слоем моторного масла.

Момент затяжки гбц ваз 2108, 2110, 2114 8 клапанов инжектор, 2115

Таблица №6. Момент затяжки гбц ваз 2108, 2110, 2114, 2115.

Момент затяжки гбц ваз 2101

Момент затяжки гбц, приведенный в таблице№7, применяется для двигателей следующих моделей:

• ВАЗ-2101 с рабочим объемом 1.2 литра. Это основной двигатель для автомобилей ВАЗ-2101;
• ВАЗ-21011 с рабочим объемом 1.3 литра. Устанавливался на автомобили ВАЗ 21011 и ВАЗ-21021. От предыдущей модели он отличается увеличенным на 3мм диаметром цилиндров, поэтому у него другие блок цилиндров и поршень; Момент затяжки гбц аналогичный с ВАЗ 2101;
• ВАЗ-2103 с рабочим объемом 1.45литра. От первой модели отличается увеличенным на 14мм ходом поршня, поэтому у него другие блок цилиндров и шатунно-поршневая группа. Момент затяжки болтов гбц аналогичен двигателю ВАЗ-2101.

Таблица №7. Момент затяжки головки блока цилиндров (гбц) ваз 2101.

Момент затяжки головки блока цилиндров (гбц) ОКА-1111, 11113

Таблица №8. Момент затяжки головки блока цилиндров (гбц) ОКА-1111, 11113.

Момент затяжки головки блока цилиндров (гбц) НИВА

Моменты затяжки для двигателей ВАЗ-21214 евро3.

Рис.3 Порядок затяжки гбц НИВА

Для обеспечения надежного уплотнения и исключения подтяжки болтов головки блока цилиндров при техническом обслуживании автомобиля затягиваем их в четыре приема. Порядок затяжки указан на рисунке.

Таблица №9. Момент затяжки головки блока цилиндров (гбц) НИВА, двигатели.

Момент затяжки гбц на двигателях ЗМЗ.

Двигатели ЗМЗ представлены модификациями ЗМЗ-402.5, ЗМЗ-402.6, ЗМЗ-4061, ЗМЗ-4063, ЗМЗ-40522, ЗМЗ-40524. Моменты затяжек гбц у этих моделях двигателей имеют разные значения.

Момент затяжки головки блока цилиндров (гбц) на 402-х двигателях (ГАЗЕЛЬ), модификации двигателей ЗМЗ-4025,4026.

Таблица №10. Момент затяжки головки блока цилиндров (гбц) ЗМЗ 4025 и ЗМЗ-4026.

Момент затяжки головки блока цилиндров (гбц) на 406-х двигателях, модификации ЗМЗ-4061, ЗМЗ-4063, ЗМЗ-40522.

Таблица №11. Момент затяжки головки блока цилиндров (гбц) ЗМЗ-4061, ЗМЗ-4063, ЗМЗ-40522.

Момент затяжки головки блока цилиндров (гбц) на 405-х и 405 евро3 двигателях, модификации ЗМЗ-40524.

Таблица №12. Момент затяжки головки блока цилиндров (гбц) ЗМЗ-40524.

Момент затяжки головки блока цилиндров (гбц) на двигателях ЗМЗ-409.

Таблица №13. Момент затяжки головки блока цилиндров (гбц) ЗМЗ-409.

Последовательность затяжки болтов крепления головки блока цилиндров показана на рисунке

Момент затяжки гбц ГАЗ-53.

Таблица №14. Момент затяжки головки блока цилиндров (гбц) ГАЗ-53.

Момент затяжки головки блока цилиндров КАМАЗ-740

Момент затяжки на двигателях КАМАЗ-740.10, КАМАЗ-7403.10 или КАМАЗ-740.11-240 совпадает и приведен в таблице №15.