Для выполнения работы потребуются специальный шаблон или широкая слесарная линейка.

Последовательность выполнения

1. Снимаем головку блока цилиндров (см. «Головка блока цилиндров — снятие, замена прокладки и установка »).
2. Очищаем головку блока и крышки опор распределительных валов от грязи и нагара, отмываем её от масляных отложений, металлической щёткой удаляем нагар со стенок камер сгорания.
3. Внимательно осматриваем головку блока и крышки опор распределительных валов. На них не должно быть трещин. На рабочих поверхностях опор распределительных валов и на их крышках не должно быть задиров и следов наволакивания металла. Направляющие и сёдла клапанов должны плотно сидеть в теле головки, без следов их смещения при работе ГРМ. Клапаны и их сёдла не должны иметь трещин и следов прогорания.
4. Проверяем плоскостность головки блока цилиндров специальным шаблоном.

Проверить нижнюю привалочную плоскость головки блока цилиндров, если шаблона нет, с достаточной степенью точности можно при помощи широкой слесарной линейки. Линейку ребром прикладывают к плоскости головки по диагонали. Убеждаются в отсутствии зазора между ребром линейки и плоскостью головки. Зазор может наблюдаться как в средней части плоскости, так и по её краям. Замер зазора выполните набором плоских щупов по обеим диагоналям.

Максимально допустимый зазор — 0,1 мм.
Если зазор больше допустимого, головка подлежит фрезерованию привалочной плоскости или замене.

Заменять головку блока цилиндров следует только в комплекте с крышками опор распределительных валов.

5. Проверяем герметичность головки блока цилиндров: для этого на торцевой поверхности головки заглушаем окно подачи охлаждающей жидкости к термостату (можно установить патрубок термостата, подложив под него прокладку, вырезанную из листовой резины). Переворачиваем головку и заполняем керосином её внутренние полости (по которым циркулирует охлаждающая жидкости). Убеждаемся в отсутствии утечки керосина из головки блока цилиндров.

В случае обнаружения утечки, а также при обнаружении раковин на привалочной плоскости, можно попытаться отремонтировать головку блока с помощью ремонтного состава типа «холодная сварка» или заменить её.

6. Для проверки герметичности клапанов головки блока укладываем ее на горизонтальную поверхность привалочной плоскостью вверх.
7. Заполняем камеры сгорания головки блока керосином. Если уровень керосина в какой-нибудь камере будет понижаться, значит, негерметичен один или несколько клапанов.

ВИЗУАЛЬНЫЙ КОНТРОЛЬ

После того как детали полностью очищены, необходимо осмотреть их на наличие дефектов. Обнаружить мелкие дефекты помогает увеличительное стекло. Самые ответственные детали должны быть проверены на отсутствие трещин с помощью специальных приборов магнитной и проникающей дефектоскопии. Внутренние детали, такие как поршни, шатуны и коленчатые валы, при обнаружении трещин подлежат замене. Трещины в блоке цилиндров и головке блока цилиндров часто удается отремонтировать. Технологии ремонта таких дефектов описаны в последующих разделах (рис. 10.10).

Рис. 10.10. Для проверки того, что след на стенке цилиндра представляет собой трещину, в охлаждающую рубашку был подан сжатый воздух и на поверхность цилиндра был нанесен мыльный раствор. Пузырьки воздуха подтвердили, что след на стенке цилиндра, несомненно, является трещиной

МАГНИТНАЯ ДЕФЕКТОСКОПИЯ ТРЕЩИН

Метод проверки на наличие трещины с использованием магнитного поля имеет общепринятое название - магнитопорошковая дефектоскопия. Визуальным осмотром часто бывает невозможно обнаружить трещины в блоке цилиндров, головке блока цилиндров, коленчатом валу и других деталях. Именно по этой причине на ремонтных предприятиях и моторостроительных заводах широко используются специальные методы для проверки на отсутствие трещин всех ответственных деталей двигателя.

Метод контроля с использованием магнитного поля чаще всего используется для контроля стальных и чугунных деталей. Металлическая деталь двигателя (например, чугунная головка блока цилиндров) вносится в магнитное поле, создаваемое мощным электромагнитом. Силовые линии магнитного поля легко пронизывают чугун. Концентрация силовых линий магнитного поля возрастает на краях трещины. На поверхность проверяемой детали напыляется тонкодисперсный железный порошок, который скапливается в том месте, где концентрация силовых линий магнитного поля выше - по краям трещины (рис. 10.11-10.14).

Рис. 10.11. Эта трещина в блоке цилиндров старого восьмицилиндрового V-образного двигателя Ford 289 была сделана, по-видимому, автомехаником, слишком усердно пытавшимся выкрутить пробку из блока. Он должен был бы прогреть перед этим пробку и пропитать резьбу парафином - не только для того чтобы облегчить себе работу, но и для того, чтобы уберечь двигатель от повреждения

Рис. 10.12. Магнитопорошковый контроль, выполняемый на крупном ремонтном предприятии

Рис. 10.13. Светлый железный порошок концентрируется по краям трещин. На этой фотографии видна трещина в седле выпускного клапана, обнаруженная при проверке головки блока цилиндров

КОНТРОЛЬ МЕТОДОМ ПРОНИКАЮЩЕГО КРАСИТЕЛЯ

Контроль методом проникающего красителя используется для дефектоскопии поршней и других деталей, изготовленных из алюминия или другого немагнитного материала. Сначала на проверяемый участок поверхности разбрызгивается темно-красный прони-кающии краситель. После очистки на проверяемый участок поверхности напыляется белый порошок. При наличии трещины сквозь белый слой в месте дефекта проступит след красителя. Хотя этот метод применим также для контроля деталей, изготовленных из чугуна и стали (магнитных материалов), но обычно он применяется для контроля только изделий из немагнитных материалов, потому что методы магнитной дефектоскопии для их контроля непригодны.

КОНТРОЛЬ МЕТОДОМ ПРОНИКАЮЩЕГО ФЛУОРЕСЦЕНТНОГО ВЕЩЕСТВА

Флуоресцентный проникающии состав светится при облучении его ультрафиолетовыми лучами. Этот метод применим для контроля деталей из стали, чугуна и алюминия. Общепринятое название этого метода - Zyglo, является торговой маркой корпорации Magnaflux Corporation При ультрафиолетовом освещении в тех местах, где имеются трещины, видны яркие линии.

Рис. 10.14 . Прибор для магнитопорошковой дефектоскопии (а). Так выглядит трещина в стенке цилиндра после того, как на стенку был нанесен мелкодисперсный железный порошок (публикуется с любезного разрешения компании George Olcott Company) (б)

КОНТРОЛЬ ПОВЫШЕННЫМ ДАВЛЕНИЕМ

Головки блока цилиндров и блоки цилиндров часто испытывают на наличие утечек иод давлением сжатого воздуха. Все каналы охлаждения запечатываются резиновыми пробками или прокладками и в водяную рубашку(и) подается сжатый воздух от компрессора. Проверяемая головка или блок цилиндров погружается в воду и воздушные пузырьки указывают места утечек. Для большей точности результатов контроля вода должна быть горячей. Под воздействием горячей воды отливка расширяется примерно настолько же, как и в работающем двигателе.

Рис. 10.15. Контроль повышенным давлением блока цилиндров восьмицилиндрового V-образного двигателя Chevrolet с использованием горячей воды. Головки блока цилиндров также проверяются под давлением на аналогичном оборудовании. Под действием горячей воды металлические детали расширяются и малеишие утечки обнаруживаются легче, чем в случае, когда при контроле повышенным давлением используется холодная вода

Альтернативный метод заключается в пропускании через цилиндр или блок горячей воды с растворенным в ней красителем. Просочившаяся вода указывает места трещин.

Дефектоскопия трещин

Ил. 19.1. Для проверки чугунной головки блока цилиндров на наличие трещин используется мощный электромагнит. Головка блока цилиндров должна быть тщательно очищена и установлена на рабочем столе, обеспечивающем хорошие условия наблюдения

Ил. 19.2. Электромагнит включается выключателем, расположенным сверху на его корпусе, и между полюсами магнита распыляется мелкодисперсный железный порошок. Концентрация силовых линий магнитного поля на краях трещины выше, и в этом месте, вокруг трещины, концентрация железного порошка также будет выше

Ил. 19.3. Особенно тщательно проверяйте участки вокруг и между седлами клапанов

Ил. 19.4. В этой головке блока цилиндров от двух седел клапанов расходятся трещины. Эту головку придется либо заменять, либо ремонтировать

Трещина в ГБЦ возникает в результате неправильной работы двигателя вследствие перегрева и сдвига напряжений в металле.

Симптомы трещины в головке блока цилиндров

Трещины могут появляться в разных местах, отсюда и разные последствия. В основном бытует мнение, что при пробитой головке из выхлопной трубы идёт белый дым, но это только один частный случай. Трещина в головке может возникнуть между разными каналами, соответственно и признаки наличия трещины в ГБЦ будут разными.

Масляная система — при смешивании масла и тосола в двигателе вместо масла появляется эмульсия, беловатая пена, как у бисквитного теста, а в расширительном бачке системы охлаждения образуется масляная плёнка.

Впускной канал — если в него начинает попадать ОЖ, то в первую очередь она отмоет поршни до блеска, можно посмотреть через свечное отверстие,- поршни будут как новые. И при попадании в камеру сгорания- это как раз то случай, когда может пойти белый дым из выхлопной трубы, хотя не факт, что он пойдёт.

С каналом выпуска — тут ОЖ просто вылетит в трубу в виде пара. Двигатель постоянно выпускает пар и заметить что-либо в данном случае вряд ли получится, проста будет уходить жидкость из бачка. Скорее всего, даже запаха отработавших газов в бачке не будет.

С камерой сгорания — через трещину часть жидкости пойдёт в камеру сгорания, но очень малое количество, всё из-за разницы давления. В двигателе при сгорании топлива образуется большое давление, и выхлопные газы через эту самую трещину попадают в систему охлаждения, повышая давление в ней. Из-за этого раздуваются патрубки, а из бачка воняет выхлопными газами. Но жидкость также может пойти и в камеру сгорания- система охлаждения всё ещё находится под давлением, а в камере сгорания уже пошло разрежение и начал засасываться воздух. Из-за разницы в давлении ОЖ начинает просачиваться в камеру сгорания. Признаком такой трещины будут чистые поршни (не всегда), запах в бачке, упругие патрубки и холодный радиатор печки (воздушная пробка).

Типичные места образования трещин в ГБЦ

Автопроизводители допускают образование трещин в головке, и это не будет считаться неисправностью, так как трещина будет неглубокой и она не будет соединять две ёмкости. В дизельных двигателях VW головка с трещиной между клапанами допускается к использованию.

Но найти все трещины- задача проблематичная даже для опытного моториста. Казалось бы, на одних и тех же моторах трещины должны образовываться в одних и тех же местах. Но от этого поиск не упрощается. Есть места, которые можно обнаружить одним взглядом на головку:

—между клапанами — трещина сразу видна, проходит под сёдлами двух соседних клапанов.

—между свечой и клапаном — та же ситуация, опять же, всё на виду и никуда не надо заглядывать

—в дизельном двигателе трещина может пойти от клапана в сторону форкамеры , такую трещину легко заметить, но как её увидеть, если она образуется под форкамерой и не выходит наружу?

—под направляющей клапана — ещё одно злачное место, где не видно трещины, во-первых, в канале и так темно, а во-вторых, трещина прикрыта направляющей втулкой. Тут нужен другой подход, а не только визуальный. Да и какая польза от обнаружения трещины между клапанами, если через неё не прорываются газы? Не будем полагаться на случай, тем более метод диагностики придуман давно и зарекомендовал себя с лучшей стороны.

Проверка ГБЦ на трещины

Чтобы проверить ГБЦ на трещины, её надо опрессовать, то есть герметично закрыть все отверстия, и дунуть воздуха в каналы. Если опустить головку в воду, то из трещины пойдут пузырьки. Или наоборот- заглушить все отверстия и налить воды в канал, после чего накачать насосом туда воздуха, создав давление 0,6-0,7МПа, и дать постоять так головке 1=2 часа. Если вода уйдёт- значит головка пробита.

Существуют ещё красители, которыми подкрашивают воду. Их очень хорошо видно на трещине.

А закрываются отверстия в охлаждающей рубашке очень легко: на ник кладётся резиновая прокладка, которая чуть больше отверстия, сверху накладывается металлическая пластина, которая прикручивается болтом к головке. И никакая вода так не пройдёт. А к штуцеру, который будет выступать из головки, подсоединяют насос и накачивают воздух. Такая опрессовка позволяет выявить все трещины.

Ремонт трещин

Качественно заделать трещину получится только с помощью сварки. Никаким клеевым составом не получится качественно заделать трещину в головки, потому что при нагревании до рабочих температур головка будет расширяться и трещина будет становиться больше, то есть нужен состав для заделывания трещины, который имел бы такие же линейные температурные расширения, как и материал головки, к тому же быть устойчивыми к другим нагрузкам. Всего этого возможно добиться только сваркой.

Подготовка головки для сварки

Перед сваркой трещину необходимо разделать, для этого фрезерной машинкой высверливают металл по всей длине трещины. Канавка должна получиться достаточно глубокой, 6-8 мм в глубину и примерно такая же по ширине, по форме желательно сделать клиновидной. Это поможет лучше проварить металл. Для разделки трещины между сёдел, сначала нужно , а только потом разделать трещину.

После разделки трещин головку надо нагреть до температуры 200-250°C, но не выше, чтобы головку не повело. Нагрев позволяет снизить напряжения в металле, возникающие при сварке. Для нагрева лучше всего использовать ацетиленовую горелку либо печь, но нельзя использовать паяльную лампу, потому что её можно легко перегреть ГБЦ.

Сварка ГБЦ

Для сварки головки блока цилиндров можно использовать газовую сварку с использованием присадочного материала, но лучшие результаты даёт аргонно-дуговая сварка (TIG). К головке подключается масса, а дуга горит в среде аргона между вольфрамовым электродом и головкой, куда подсовывают алюминиевую присадочную проволоку.

После сварки шов надо зачистить, повторно опрессовать, и если всё хорошо, то поверхность, прилегающую к блоку, отфрезеровать, чтобы была идеально ровной.

Независимо от того, какой металлический сплав применяется в изготовлении блока, со временем в ходе работы может образоваться трещина в блоке цилиндров двигателя.

Визуально можно выявить глубокие разрывы, а вот микротрещины «на глаз» не определить.

Вероятные симптомы и причины

Ниже описаны признаки, по которым можно косвенно определить трещину в блоке или головке. Хотя, описанные признаки могут означать и иные неисправности.

• Перегрев двигателя, из системы полностью вытекает антифриз. Если не стоит вопрос о герметичности самой системы охлаждения, в этом случае необходимо проверить насколько хорошо затянуты болты ГБЦ. Важно: будьте осторожны, при протяжке болтов они могут лопнуть.
• Некорректная работа прибора управления температурой (термопары), вследствие перегрева происходит деформация головки блока цилиндров.
• Неисправность пробки расширительного бачка, в которой клапан не держит давления, образуются воздушные пробки.
• В тёплую погоду происходит колебание температуры двигателя. Стрелка термодатчика производит резкие скачки в сторону увеличения, либо уменьшения температур.
• Вибрация двигателя или «троение», особенно это ощутимо при подъёме в гору. Как показывает практика, это один из распространенных симптомов образования именно микротрещин. Важно: чтобы подтвердить наличие микротрещин на блоке цилиндров или убедиться, что есть трещина в ГБЦ, выкрутите свечу зажигания. Если свеча мокрая, попробуйте жидкость на язык. Сладкий вкус означает что это антифриз, попадающий через микротрещину в масло. Долейте охлаждающую жидкость и включите двигатель, не закрывая капот и крышку расширительного бака. Если жидкость сразу начнёт кипеть, это верный признак наличия трещины в ГБЦ.
• Велика вероятность появления трещин возле направляющей втулки или втулки впускного клапана. В этом случае головку придется менять.
• Уходят газы. Для определения утечки можно надеть резиновую медицинскую перчатку на расширительный бачок, или горловину радиатора, и закрепить канцелярской резинкой. Если перчатка надувается, значит проблема есть.

Антифриз лучше использовать импортный и безсиликатный G-11 – для алюминиевых блоков. Для чугунных блоков цилиндров лучше использовать антифриз красный, штатный. Он рассчитан под температуру -80 +135.

На заметку: на верхней плоскости блока цилиндров могут появиться трещины вследствие плохой промывки и продувки блока перед сборкой. В результате этого в резьбовых отверстиях под болты остается грязь и жидкость.

Методы определения

Чтобы окончательно убедиться в образовании микротрещин, существует несколько способов определения дефектов.

• Производится установка магнитов по корпусу устройства или ГБЦ. Сверху насыпается металлическую стружку. Она начинает двигаться к местам установки магнитов, забиваясь в трещины.
• На тщательно промытую ацетоном либо керосином поверхность ГБЦ наносим особую жидкую краску и ждем 10 минут. После этого чистой тряпкой стираем оставшуюся краску. Дефекты после такого метода обнаруживаются сразу.
• Для проверки целостности можно использовать жидкость. Для этого необходимо герметично закрыть все отверстия и залить в канал воды. С помощью насоса закачиваем в канал воздух под давлением 0,7 Мпа. Оставляем блок в таком состоянии на несколько часов. Ушедшая вода скажет о том, что в головке блока присутствуют дефекты. Таким же образом целостность проверяется путем погружения блока в емкость с водой. В этом случае пузырьки покажут место трещин.

Места расположения дефектов, за устранение которых браться не стоит.

• на клапанных гнёздах;
• на зеркалах цилиндров;
• на плоскости прилегания блока и головки.

Как заделать поврежденные места

Заделывание электросваркой

Засверлить трещины сверлом, чтобы они не пошли дальше и не начали увеличиваться во время работы. Зашлифовать.

Разогреваем блок до 600-650 градусов. Для заделки используем пруток присадочный из чугунно-медного сплава, диаметром 5 мм и флюс. Шов предохранить от окисления с помощью буры.

На поверхности в блоке двигателя должен остаться ровный слой с выступом не более 2 мм. После этого охлаждаем блок в термошкафу.

Электродуговая сварка

В этом случае подогрев блока не требуется. Электронная проволока идёт в качестве присадочного материала. Аргон используется как среда для сварки. Не допускайте перегрева свыше 60 градусов.

Заделка трещин ГБЦ

Нагреваем головку до температуры 200 градусов. Используем для этого ацетиленовую горелку. Заделывание производится при помощи постоянного тока. Диаметр электрода выбираем в зависимости от ширины и толщины стенки.

Подбираем кусок металла, размером с трещину. Жестянкой обворачиваем медные электроды из медного сплава и привариваем заплату. Шлифуем и в довершение покрываем эпоксидной пастой.

Применение эпоксидной пасты

Разлом разделать шлифовкой и засверлить концы трещин сверлом, диаметром не более 85 мм. В отверстия засадить медные заглушки. По очертаниям трещин проходимся насечкой, для создания искусственной шероховатости.

Поверхность обезжириваем с применением ацетона, подогреваем с помощью инфракрасной лампы до температуры 80 градусов. На разлом наносим эпоксидную пасту в следующей последовательности:

• 1 слой 1 мм,
• второй 2-3 мм,
• третий 3-4 мм.

Выдержать в течение суток при температуре 20 градусов, затем необходимо просушить место ремонта в сушильной камере, при температуре 90 градусов, в течение одного часа.

После просушки склеенный участок зачистить и выровнять шлифовкой.

Если вашу головку блока цилиндров повело от перегрева и вам пришлось ее шлифовать, то возьмите просто металлическую линейку и приложите ее ребром к плоскости головки блока цилиндров по длине, ширине и диагоналям как показано на рисунке.

В каждом из действий прилаживая линейку к головке блока цилиндров во всю длину, берите щуп 0.1 мм и проверяйте подсовывая его под линейку как показано на рисунке

Если головку блока цилиндров шлифовали из-за перегрева двигателя, то головку блока не лишним будет сразу проверить на герметичность системы охлаждения. Так как при перегреве головки блока цилиндров очень часто появляются микротрещины и потом начинаются проблемы в виде ухода охлаждающей жидкости, пар из выхлопной трубы, троение мотора… и т.д. Проверка головки блока цилиндров в домашних условиях.

Пока все разобрано оцените выработку на шейках клапанов и самих направляющих клапана. При необходимости произведите замену деталей с дефектом. Произведите притирку клапанов к своим седлам и после их установки и засухаривания пружин, проверьте на герметичность впускные и выпускные клапана, залив в отверстия впуска и выхлопа в головке блока тормозную жидкость/керосин/дизельное топливо. Если просачивается жидкость, то производите притирку повторно.

Не забудьте после всех произведенных работ прочистить каналы масло-подачи, от остатков абразива и сошлифованного металла.

Проверить головку блока цилиндров в принципе и не так уж и сложно.

Очистить ГБЦ от грязи, масла, стружки. Внимательно осмотреть со всех сторон головку на предмет того, чтобы не было раковин и трещин.

В специализированных мастерских плоскость головки блока проверяют специальным шаблоном.

В домашних условиях когда этого шаблона нет, можно проверить плоскостность металлической широкой длинной линейкой. Её надо прикладывать к плоскости головки ребром, на рисунке показано в каких местах делать прикладывания

И проверять зазоры щупом. Зазор проверяется по всему периметру В идеале - зазоров быть не должно. Но если зазор имеется не более 0,01 мм, то это допускается.

Подчеркну и выделю: новая или шлифованная головка блока цилиндров, зазор именно НЕ БОЛЕЕ 0,01 мм.

Потому как при оставленных зазорах в 0,1мм (в некоторых инструкциях по ремонту допущена именно эта опечатка) будет большая вероятность пробития прокладки головки блока. А это снова разбор и ремонт ГБЦ, а то и всего двигателя, вплоть до его замены.

Головку блока цилиндров надо также проверить на герметичность. Это можно сделать например залив керосин в полости охлаждения, заткнув отверстие подачи жидкости. Опрессовку делают ещё и сжатым воздухом примерно в 1,5 - 2 атмосферы, но это конечно нужен компрессор, ванна, то есть - определённые условия.

Когда головка проверена прошлифована, и снова проверена на плоскостность, на герметичность, тогда можно устанавливать клапана, предварительно притерев их, а после сборки, также проверить их на протекание керосином. Если керосин не протекает примерно в течении получаса, то это уже хорошо значит притёрты клапана.

Блок цилиндров ясное дело тоже не забыть почистить от нагара, промыть от грязи, прочистить и продуть все каналы. Помыть картер, приёмную сетку маслонасоса, убедиться в работоспособности самого маслонасоса. Ну и можно приступать к окончательной сборке мотора.