​Прокладка головки блока цилиндров

Одним из самых важных уплотнительных элементов любого двигателя внутреннего сгорания является прокладка между головкой блока и блоком цилиндра. Современные тенденции увеличения литровой мощности двигателя, за счет высокой степени сжатия, заставляют производителей прокладок постоянно модернизировать и усовершенствовать свою продукцию. 

Прокладки головки блока цилиндров должны плотно закрывать камеру сгорания для газов и одновременно надежно уплотнять масляные каналы и каналы для охлаждающей жидкости.
Требования, предъявляемые к современным прокладкам головки блока:

1. Надежное и длительное макро - и микроуплотнение.
2. Устойчивость против таких сред как газ, вода и охлаждающая жидкость (тосол и антифриз)
3. Устойчивость к разности температур и высоким давлениям сгорания топлива.
4. Стабильность и высокая эластичность при выравнивании короблений плоскостей прилегания, блока цилиндров к головке блока.
5. Устойчивость к сдвигу и и разрыву в месте перемычки.
6. Выдерживание усилий при затяжке болтов головки блока.
7. Тепловой поток в уплотняемом стыке.

Современные технологии изготовления прокладок головок блока:

• Прокладка головки блока из мягкого материала (классическая) – (Composite cylinder head gasket.)
  
  Прокладка головки блока из мягкого - эластичного материала является плоским компрессионным уплотнением. Она состоит из перфорированного несущего листа, на который с обеих сторон навальцован мягкий материал. Металлические окантовки уплотняют камеры сгорания и защищают чувствительный мягкий материал от перегрева. Импрегнирование наружной поверхности препятствует просачиванию через контактную поверхность текучих сред, таких как масло, вода или антифриз. Так называемые «витон»- элементы из эластомерных материалов обеспечивают повышение удельного давления в местах расположения каналов с высоким масляным давлением. Благодаря удельному давлению рабочий материал деформируется таким образом, что он идеально ложится на уплотняемые поверхности. Для уплотнения требуются очень большие усилия болтов при низких упругих свойствах обратного подпружинивания. Минимальная ширина перемычки составляет 6 мм, для того что бы выдерживать высокие давления и температуры при сгорании.
  При монтаже прокладок головки блока цилиндров из мягких материалов с витон- элементом следует обращать пристальное внимание на то, чтобы прокладка головки блока цилиндров и головка блока цилиндров были бы точно позиционированы. Из за неправильного позиционирования витон-элемент может быть запрессован со слишком большим усилием и разрезан острыми кромками деталей. Дополнительные уплотняющие массы (герметики) нужны только тогда, когда это особо предписывается изготовителем.
• Прокладки головки блока цилиндров из многослойной стали ( Multi-layer steel -MLS ).
  
  Они появились на свет как альтернатива асбестосодержащим прокладкам запрещенных к применению в конце 80-х годов. Прокладки головки блока цилиндров из многослойной стали состоят из от двух до пяти листов углеродистой, пружинной стали, расположенных послойно в прокладке головки блока.
  Для надежного уплотнения газов и среды желобчатая формовка у камер сгорания, а так же у мест прохода масла и воды увеличивает локальные прижимные усилия (макроуплотнение). Расположенные по всей поверхности или частичные эластомерные покрытия дополнительно повышают уплотняющее действие. Уплотнения из многослойной стали, благодаря их специальной конструкции, хорошо приспосабливаются к любой шероховатости наружной поверхности, при условии, что качество наружной поверхности находится в пределах описанных полей допусков. Высококачественные MLS прокладки головки блока оптимально сглаживают, благодаря контролируемому давлению придавливания, неровности и коробления деталей.

Требования к уплотняемым поверхностям деталей:

1. Неровность на длине 100 мм не более 0,03 мм в продольном направлении.
2. Неровность на длине 400 мм не более 0,05 мм в продольном направлении.
3. Неровность на длине 100 мм не более 0,03 мм в поперечном направлении.
4. Волнистость не более 20 μм.
5. Шероховатость от 7 до 20 μм .

Если приведенные значения превышены, следует обработать плоскости прилегания.

Прокладки головки блока из мягких материалов и прокладки из листовой стали предъявляют одинаковые требования к качеству наружных поверхностей. При монтаже не следует учитывать никаких особенных различий, за исключением метода затяжки.

Подбор необходимой толщины прокладки головки блока цилиндров.

Почти все производителей прокладок предлагают, для некоторых типов двигателей варианты прокладок, отличающиеся друг от друга по толщине. Можно идентифицировать толщину прокладки еще перед началом сборочных работ. Следует найти в одном из углов блока выступающий угол прокладки. Там должны быть выбиты несколько насечек, пробито несколько отверстий или есть выступающие зубцы. Насечки, зубцы и отверстия обозначают условную толщину прокладки. Как правило, чем больше отверстий (насечек, зубцов), тем толще установленная прокладка.

Изменяемые по толщине прокладки устанавливаются на многие дизельные двигатели, где с помощью высоты прокладки головки блока можно корректировать объем камеры сгорания. Как правило, выпускается 3-4 варианта (от 1-4 отверстий/ насечек/зубцов) различающиеся по толщине на 0,05-0,1 мм. Подбор необходимой толщины прокладки производится в два этапа:

1. Измерение высоты выступания поршня относительно плоскости блока цилиндров.
2. Определение по таблице нужной толщины прокладки в зависимости от полученных измерений. Таблицы соответствия размеров для каждого двигателя свои, и как правило печатаются в каталогах производителей поршней.

Для примера, таблица подбора для AUDI двигатель AAZ.

Следует заметить, что подобный, тщательный подбор обязателен и необходим только при замене поршней или демонтаже поршневых колец. А в случае, если замена прокладки головки блока цилиндров производится отдельно без снятия установки поршней, то, как правило, устанавливают новую прокладку толщины такой же, как и у старой.

Ремонтные прокладки.

В процессе длительной эксплуатации двигателя, в следствии нарушения температурного режима, детонации и использования не качественного топлива и антифриза плоскости прилегания блока цилиндров и головки блока деформируются. Особенно для рядных много цилиндровых моторов. Как следствие требуется фрезеровка или шлифовка этих «привалочных» плоскостей, что приводит к уменьшению объема камеры сгорания. В тех случаях, когда при обработке значительно уменьшается высота камеры сгорания, во избежание изменения степени сжатия, предусматривается установка ремонтной прокладки головки блока с увеличенной толщиной.

Пример: прокладка головки блока для двигателя BMW M 20 B 20. Почти все производители прокладок выпускают ремонтные прокладки головки блока, имеющие ремонтное увеличение по толщине на 0,20 мм – 0,40 мм.

Источник: motorzona.ru