Сила затяжки головки блока цилиндров: Момент затяжки головки блока цилиндров

болтов головки блока цилиндров, клапанной крышки, форсунок и т.д.

Содержание

• Важность правильной затяжки болтов или гаек ГБЦ

  • Последствия от перетяжки болтов крепления ГБЦ

  • Что будет, если недостаточно затягивать болты крепления ГБЦ

• Виды ключей для правильной затяжки резьбовых соединений

  • Какое усилие нужно прикладывать

  • Фотогалерея: виды динамометрических ключей

  • Общие правила затяжки креплений головки блока

  • Как сделать динамометрический ключ своими руками

• Момент затяжки и порядок затяжки болтов ГБЦ

• Можно ли правильно затянуть резьбовые соединения ГБЦ без динамометрического ключа

  • Видео: как проверить затяжку головки блока цилиндров

Головка блока цилиндров (ГБЦ) в двигателе играет чрезвычайно важную роль. 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.

Важность правильной затяжки болтов или гаек ГБЦ

Головка блока цилиндров (ГБЦ) — один из важнейших узлов автомобиля. 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.

Соблюдения правильного порядка затяжки болтов ГБК гарантирует правильность её прижатия к блоку цилиндров

Последствия от перетяжки болтов крепления ГБЦ

Если 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.

Работа динамометрическим ключом

Что будет, если недостаточно затягивать болты крепления ГБЦ

Если крепление головки выполняется с минимальным усилием, то это приведёт к слабому прижатию её к поверхности блока цилиндров. Между прокладкой и прилегающими к ней плоскостями блока и головки образуются микроскопические зазоры, которые обязательно приведут к прогоранию уплотняющего материала.

Проверка плосткости головки блока специальной линейкой

Недостаточная затяжка болтов крепления не обеспечивает нормального прилегания головки, что может вызвать коробление её стыковой поверхности.

Виды ключей для правильной затяжки резьбовых соединений

Затяжка резьбового соединения должна делаться с таким усилием, чтобы исключить:

• неплотное прилегание сопрягаемых поверхностей скрепляющихся деталей;
• срыв ниток резьбы;
• механическое разрушение тела болта;
• проворачивание граней у гайки или головки болта;
• разрушение гравёрных шайб.

Любой материал, из которого сделан блок (головка цилиндров, крепёжные болты), имеет свой предел прочности. Именно наименьший предел прочности самого слабого звена в узле крепления определяет наибольшее усилие затяжки. Самое слабое звено в креплении головки блока цилиндров — болты (шпильки) и резьба в отверстиях блока. Их слабость определяется не столько прочностью материала их изготовления, сколько несопоставимыми размерами (диаметром) с габаритами, массой блока и головки цилиндров. Понятно, что для разрушения солидного чугунного блока или массивной дюралевой головки нужно приложить гораздо больше усилий, чем для разрыва тонкого болта, сделанного из высокопрочной легированной стали.

Какое усилие нужно прикладывать

Пороговое или предельное значение прочности ответственных деталей обычно даётся в паспортных данных двигателя. Там же приводятся значения максимальных усилий затяжки болтов крепления ГБЦ. Для выполнения затяжки с требуемым усилием служат специальные динамометрические ключи.

По способу регулирования и индикации динамометрические ключи делятся на следующие категории:

• Нерегулируемые с постоянным моментом затяжки. Они применяются для затяжки ГБЦ на конвейерах при сборке двигателей. Их достоинства — высокая надёжность.
• Регулируемые на предельный момент затяжки. Это так называемые трещотки с возможностью установки определённого момента затяжки. При достижении этого усилия трещотка срабатывает, и дальнейшее закручивание становится невозможным. Трещоточная насадка часто оснащается реверсом. В этом случае ей можно не только закручивать болты и гайки, но и откручивать их. Трещоткой комплектуются многие наборы головок.
• Со шкалой и стрелкой. Таким ключом можно вести затяжку резьбовых соединений с разными усилиями. Главные условия: нужно много свободного места и возможность удобного наблюдения за шкалой. Входит в набор инструментов слесарей-мотористов.
• Цифровая индикация в компактном приборе, измеряющем приложенное усилие. Очень точный, надёжный, удобный в работе инструмент. С его помощью можно затягивать болты крепления головки блока с точностью до сотых долей Нм непосредственно на двигателе автомобиля.
• Комбинация выставляемого усилия затяжки с контролем по цифровой или стрелочной индикации. Такие ключи защищают резьбу от прикладывания чрезмерного усилия затяжки, одновременно позволяя контролировать величину момента с помощью прибора индикации.

Фотогалерея: виды динамометрических ключей

Нерегулируемые динамометрические ключи используются на производстве

Регулируемые трещоточные динамометрические ключи часто входят в состав профессиональных наборов для затяжки ГБЦ

Стрелочные динамометрические ключи имеют шкалу и стрелку

Циферблатные динамометрические ключи надёжны и удобны в работе

Комбинированные динамометрические ключи позволяют контролировать усилие затяжки и не превышать его

Общие правила затяжки креплений головки блока

У головок разных моделей двигателей параметры порядка и момента затяжки ГБЦ сильно отличаются друг от друга. Но есть общий набор универсальных правил, которые подойдут ко всем типам моторов:

1. Затяжка головки блока ведётся согласно схеме, разработанной производителем двигателя.
2. Момент затяжки болтов крепления или гаек также определён производителем и отражён в инструкции по эксплуатации этого легкового автомобиля.
3. Затяжка ведётся исправным и калиброванным динамометрическим ключом.
4. 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.
5. 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.
6. В глухих отверстиях в блоке под болты ничего не должно находиться. Маслом следует поливать резьбу болта, а заливать смазку в «слепое» гнездо не рекомендуется.
7. 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. Причина — повышенная прочность. Если наблюдается, что момент затяжки начал уменьшаться при нагрузке — это сигнал о начале разрушения болта. Его обязательно нужно менять.
8. Прокладку головки блока для замены нужно покупать только оригинальную, потому что она не даёт усадки.

Как сделать динамометрический ключ своими руками

Чтобы самостоятельно смастерить необходимый всем механикам инструмент, нужно знать его устройство. В принципе, конструкция динамометрического ключа проста. Это накидной ключ или четырёхгранник под головку с воротком, в который встроен динамометр.

Динамометрический ключ несложно сделать своими руками

Для работы вам понадобятся:

• вороток;
• ручной динамометр с пределом взвешивания 35–40 кг;
• удлинитель;
• таблица предельных усилий для затяжки крепления ГБЦ.

Усилие затяжки в таблице приводится в Нм (Ньютон-метрах), а динамометр измеряет вес в кг. Поэтому сначала нужно разобраться с числами.

Длина воротка постоянна. Её легко измерить. Если в таблице предельное усилие равно 30 Нм, а длина воротка равна 0,3 м, то усилие, показываемое динамометром, должно равняться 30 : 0,3 = 100 Н.

Один кг равняется 10 ньютон. Следовательно, прибор должен фиксировать усилие, равное 10 кг.

Чтобы сделать усилие меньше, нужно длину воротка увеличить. Для этого воспользоваться удлинителем. А дальше всё просто. На конце удлинителя сверлим дырку для верхнего крючка безмена. За нижний конец весов тянем до достижения нужного усилия.

Момент затяжки и порядок затяжки болтов ГБЦ

Разным моделям двигателей требуются различные усилия для затяжки головки блока. Имеются различия и в порядке затягивания болтов крепления. Все эти сведения указаны в паспорте двигателя. Ещё раз подчеркнём важность правильного выполнения затяжки и соблюдения величины её момента.

Порядок затяжки болтов крепления ГБЦ

Начинается затяжка крепления ГБЦ всегда со средних болтов. Это правило нужно соблюдать потому, что необходимо обеспечить наиболее плотное прилегание сопрягающих поверхностей. Каждая ГБЦ клапанного двигателя должна быть установлена без перекосов и ненужного напряжения металла. Затяжка резьбовых соединений обязательно делается в несколько заходов. Важно соблюдать постоянство усилия для каждого болта в каждом заходе.

Предельные крутящие моменты для болтов

Можно ли правильно затянуть резьбовые соединения ГБЦ без динамометрического ключа

Затягивать резьбовые соединения при отсутствии соответствующего оборудования категорически не стоит автолюбителям, которые решили самостоятельно поменять прокладку головки блока или притереть клапаны.

Динамометрическим ключом не всегда пользуются при затяжке опытные слесаря-ремонтники, которые способны почувствовать на практике предел прочности любого болта. Но такая способность приходит не сразу. Для этого нужно поработать динамометрическими ключами несколько лет.

Но даже специалисты с большим стажем болты крепления головки блока цилиндров на дорогих марках легковых автомобилей затягивают динамометрическим ключом, потому что эта операция напрямую влияет на долговечность работы силового агрегата. В экстренной ситуации, когда нет возможности воспользоваться динамометрическим ключом, можно применить вариант с механическим или электронным кантором. В приведённом ниже видео опытный слесарь объясняет зрителям, как можно правильно затянуть головку блока цилиндров без ключа. При этом стоит иметь в виду, что правильность выполнения работ стоит проверить с помощью угломера.

Видео: как проверить затяжку головки блока цилиндров

Затяжка болтов крепления ГБЦ на автомобилях с пробегом — дело ответственное, трудное, специфическое. Ответственное, потому что от правильной затяжки зависит нормальная и долговечная работа двигателя. Трудное, поскольку эту работу выполнять не совсем удобно из-за тесноты и недостаточной обзорности. Специфическое — потому что нужно болты подтягивать в несколько заходов, по определённой схеме, с помощью специального динамометрического инструмента.

Головка блока цилиндров: чем важен момент затяжки болтов

Головка блока цилиндров, чье название часто сокращают до аббревиатуры “ГБЦ”,  защищает двигатель, камеры сгорания, ГРМ и свечи. В ее конструкции предусмотрены отверстия для заливки масла и замены свечей. Между блоком цилиндров и головкой проложена прокладка, которая служит для герметизации соединения.

Узнать больше о конструкции ГБЦ, функциях и наиболее часто встречающихся поломках можно на сайте etlib.ru.

Пример моментов затяжки болтов ГБЦ из мануала

Для ремонта или замены практически любой детали авто (за редкими исключениями), приходится откручивать гайки, винты, болты и тому подобное. Об этом не часто вспоминают, но многие важные узлы имеют правильные моменты затяжки болтов. Для разных авто они отличаются, поэтому всегда прописаны в дополнении к руководству по ремонту и техническому обслуживанию автомобиля.

Казалось бы, что такого? Затянул плотненько и делов то. Но не все так просто. Особенно, если речь идет о моменте затяжки болтов головки блока цилиндров — тут эта, вроде бы “ерундовина”, может значительно повлиять на работу всего силового аппарата.

Если водитель сам занимается столь серьезным ремонтом, что приходится снимать ГБЦ, он просто обязан учитывать такой нюанс, как момент затяжки. Безразличие к этом вопросу может быть только у тех, кто отдает свою машину на ремонт в сервис.

Впрочем, адептам ремонта своими руками обольщаться и полагаться на опыт в этом деле тоже не стоит, если есть практические знания снятия/установки ГБЦ на каком-нибудь древнем изделии отечественного автопрома — отнюдь не факт, что пригодятся при аналогичной процедуре на современной иномарке. Поэтому предварительно стоит изучить документацию, узнать нюансы и обязательно — момент затяжки болтов.

Чем чреват неправильный момент затяжки болтов ГБЦ? К примеру, повреждениями прокладки — если одни болты головки будут затянуты слишком слабо, а другие слишком сильно, прокладка не будет выполнять свои обязанности по уплотнению, быстрее износится и прогорит.

Регулировка затяжки болтов здесь будет актуальной и при обнаружении подтеков масла, следов влаги и конденсата в местах соприкосновения ГБЦ с блоком. В таком случае затяжку нужно привести в норму, ориентируясь на данные мануала и динамометрического ключа. Момент затяжки может нарушаться при сильном перегреве двигателя и нарушении параметров формфактора блока цилиндров, но это одной регулировкой не исправить.

Подтек масла из под ГБЦ

Что касается периодичности регулировки затяжки болтов ГБЦ, то здесь никаких предписаний нет. Хотя особо рьяные мастера предпочитают контролировать момент затяжки каждую 1000 км пробега, внося коррективы по мере необходимости.

А вот здесь вы можете прочитать о непосредственном впрыске и ГБО.

Затяжка болтов двигателя, ПРАВИЛЬНЫЙ способ

15 февраля 2019 г.

В какой-то момент своей карьеры мы все сталкивались со следующим сценарием: клиент представляет автомобиль, на котором прокладка головки блока цилиндров была заменена на заводскую замену X -количество месяцев назад, и который теперь имеет безошибочные признаки того, что сменная прокладка снова взорвалась.

Заказчик утверждает, что с тех пор и до сих пор двигатель не перегревался и что за это время система охлаждения не теряла охлаждающую жидкость. Кроме того, чтобы доказать, что работа не была выполнена механиком на заднем дворе, заказчик представляет профессиональный счет, в котором четко указано, что были выполнены все необходимые инженерные работы и испытания, а водяной насос, термостат и шланги радиатора были заменены в то время. заменена оригинальная прокладка. Радиатор также был химически очищен, и исторических кодов неисправностей нет. Так что же пошло не так?

Хотя существует множество возможных причин, которые могли пойти не так, в нашем гипотетическом примере наиболее вероятной причиной является тот факт, что головка блока цилиндров не была затянута должным образом. Таким образом, в этой статье мы более подробно рассмотрим, как работают болты, что следует учитывать при затяжке критических болтов и, что более важно, почему болтовые соединения выходят из строя, начав с определения некоторых общих терминов, которые часто используются, но не всегда понимаются. , например-

Предварительная нагрузка

«Предварительная нагрузка» — это общий термин, описывающий натяжение или усилие зажима, которое болт оказывает на соединение при затягивании болта. На практике предполагается, что общая сила зажима на ненагруженном болтовом соединении, таком как головка блока цилиндров, прижатая к блоку цилиндров, равна и противоположна предварительному натягу всех болтов. Следовательно, если указанный предварительный натяг не применяется ко всем болтам головки блока цилиндров в равной степени, почти наверняка может возникнуть одна или несколько проблем, таких как усталостное разрушение одного или нескольких болтов, или вибрация может привести к самоослаблению одного или нескольких болтов, приводит к отказу сустава.

Пробная нагрузка

Пробная нагрузка всегда выражается в единицах силы, например, в ньютонах (Н) или фунт-сила (фунт-сила) и, как таковая, является одним из трех механических свойств, определяющих общую прочность на разрыв болт, двумя другими свойствами являются предел текучести и предел прочности.

По существу, «пробная нагрузка» относится к максимально допустимому растягивающему усилию, которое может выдержать болт без пластической деформации этого болта. Иными словами, болт должен оставаться в своей упругой фазе, когда к нему приложена заданная пробная нагрузка. На критических болтах двигателя и подвески испытательная нагрузка обычно колеблется от 85% до примерно 95% от предела текучести болтов.

Предел текучести

Предел текучести относится к силе растяжения, которая должна быть приложена к болту, чтобы вызвать в болте заданную величину остаточной деформации. В большинстве случаев указанная деформация ограничивается примерно 2% длины болта.

Предел прочности

Предел прочности относится к максимальному растягивающему усилию, которое болт может выдержать без разрушения.

Так что же все это значит?

На практике все вышеперечисленное можно применить к обычным болтам двигателя, которые нужно было просто затянуть с заданным значением крутящего момента, чтобы обеспечить необходимое усилие зажима в двигателях, которые не состоят из различных материалов, т. е. оба блока цилиндров а головка(и) блока цилиндров были изготовлены из чугуна.

В этих двигателях все части двигателя расширялись с одинаковой скоростью, когда были горячими, и сжимались с одинаковой скоростью, когда остывали. На практике это означало, что если бы правильное значение крутящего момента было приложено, скажем, ко всем болтам головки цилиндров, каждый болт был бы достаточно растянут, чтобы обеспечить зажимное усилие, необходимое для надежной герметизации прокладки как к головке цилиндров, так и к блоку цилиндров. .

Следует отметить, что хотя обычные болты несколько растягивались в процессе затяжки, их предел текучести никогда не превышался, а это означало, что эти болты восстанавливали свою первоначальную длину после снятия предварительного натяга. По этой причине можно было (и безопасно) повторно использовать обычные болты головки блока цилиндров несколько раз, если только они не были явно корродированы, изрыты или иным образом повреждены.

Однако новые конструкции двигателей, в которых использовались разные материалы, такие как чугун для блока цилиндров и алюминий для головок цилиндров, означали, что обычные болты больше не могли удерживать эти двигатели вместе, поскольку чугун и алюминий расширяются и сжимаются. по совершенно разным тарифам. Таким образом, чтобы решить проблему с разной скоростью расширения / сжатия, конструкторы двигателей были вынуждены разработать болты, которые можно было предварительно натянуть до их предела текучести без разрушения; эти болты известны как-    

Болты с крутящим моментом для текучести / Угловые болты

Как и в случае с обычными болтами, болты с крутящим моментом для текучести также затягиваются до тех пор, пока они не деформируются, но с тем основным отличием, что болты с крутящим моментом для текучести затягиваются до тех пор, пока они не деформируются, что с нашей точки зрения механика, является наиболее важной характеристикой, которую следует иметь в виду, и вот почему-

Когда момент затяжки болта головки блока цилиндров или любой другой критический момент затяжки болта двигателя затягивается, он проходит две важные фазы: это (для наших целей)

Эластичная фаза

На этом этапе болт растягивается при приложении к нему крутящего момента, но если крутящий момент будет снят, болт вернется к своей первоначальной длине. Важно помнить, что в упругой фазе болт не будет обеспечивать достаточную прижимную силу, чтобы надежно удерживать головку блока цилиндров.

Пластическая фаза

По мере того, как нагрузка на болт увеличивается, он подвергается пластической фазе, что означает, что болт растягивается до точки, после которой он не может восстановить свою первоначальную длину, если снять с него нагрузку. Именно в этом состоянии болт обеспечивает необходимую зажимную силу, чтобы надежно удерживать головку блока цилиндров.

Линия, разделяющая упругую и пластичную фазы, называется пределом текучести, отсюда и термин «момент до текучести» болта. Обратите внимание, что эта разделительная линия является функцией комбинированного воздействия нескольких факторов, включая крутящий момент, прикладываемый к болтам, материал, из которого изготовлен болт, наличие (или отсутствие) покрытий, гальванопокрытий или смазки на любой части болта. болта, угол шага резьбы, а также диаметр болта.

Все факторы, перечисленные выше, в дополнение к некоторым, не перечисленным, были включены в нечто, называемое «Фактор ореха», который обычно обозначается буквой «К» на инженерном языке. Однако нам не нужно углубляться в сложности вычисления фактора ореха здесь; достаточно сказать, что если техник использует должным образом откалиброванный динамометрический ключ и индикатор угла для затяжки головки цилиндров, маловероятно, что предел текучести болтов будет превышен.

Тем не менее, если предел текучести болта будет превышен, техник почувствует выраженное «смягчение» нагрузки, как если бы с болта содрали резьбу. В этот момент болт чрезмерно растянут (если он не сломается первым) и большая часть, если не вся прижимная сила, обеспечиваемая этим болтом, теряется, что приводит нас к следующему пункту: болты

Как и обычные болты, болты с предельным усилием затяжки также затягиваются в определенной последовательности и заданном количестве этапов, чтобы предотвратить деформацию головки блока цилиндров (или любых других компонентов), но с тем очень важным отличием, что начальная установка момента затяжки, которая известный как «плотный крутящий момент», всегда относительно низок. Например, типичная последовательность затяжки головки блока цилиндров может выглядеть так:

1.       Затяните все болты последовательно и в два этапа с моментом затяжки, скажем, 30 Нм
2.       Поверните все болты на 90 градусов в правильной последовательности затяжки
3.       Поверните все болты еще на 90 градусов в правильной последовательности затяжки

ПРИМЕЧАНИЕ: Приведенный выше пример процедуры затяжки является всего лишь иллюстративным примером. Всегда сверяйтесь с предписанными процедурами и спецификациями производителя при установке болтов, чтобы избежать проблем в дальнейшем.

Цель применения градусов вращения состоит в том, чтобы гарантировать, что все болты будут доведены до пределов текучести более точно, чем это возможно при простом значении крутящего момента, потому что предписанное вращение учитывает тот факт, что только от 10 до 15 процентов значение крутящего момента дает полезное усилие зажима. По сути, затяжка болтов в градусах вращения в значительной степени устраняет эффекты трения между резьбой и поверхностью подшипника между головкой болта и шайбой подшипника. Применение градусов вращения, в отличие от значения крутящего момента, также устраняет недостаточную или чрезмерную затяжку, вызванную плохо откалиброванными динамометрическими ключами, поскольку угол поворота не зависит от прикладываемого крутящего момента.

С практической точки зрения следует отметить, что при приложении градусов вращения к болтам головки блока цилиндров достигаемые конечные усилия зажима, как правило, находятся в пределах 10 % от указанных пределов текучести, тогда как при простом значении крутящего момента окончательные усилия зажима может быть на 30% ниже требуемой. Основная причина больших расхождений при использовании только значений крутящего момента связана с широким разбросом значений крутящего момента (также известным как разброс предварительного натяга), который в основном является результатом общего коэффициента трения, который является функцией комбинированного трения под болтом. головкой и между ответными нитями.

На практике затяжка болтов, которые были затянуты должным образом, надежно удерживает головку блока цилиндров на протяжении всего срока службы двигателя, за исключением, конечно, таких бедствий, как перегрев двигателя, поскольку предел текучести болтов рассчитан на с различными скоростями расширения/сжатия, которые вызывают относительные боковые перемещения между компонентами.

Другие вещи, о которых следует помнить

С учетом всего вышесказанного, есть и другие соображения, которые следует учитывать при установке болтов головки блока цилиндров, наиболее важными из которых являются-

НЕ используйте метчики для очистки резьбовых отверстий

Несмотря на то, что удаление коррозии и других дефектов на резьбе отверстий под болты головки цилиндров в блоках цилиндров крайне важно, не менее важно НЕ использовать обычный метчик для нарезания резьбы. В отличие от метчиков для нарезки резьбы, пример которых показан выше, обычные метчики для нарезания резьбы удаляют материал с резьбы, что может привести к выпадению ступеней из отверстия при затягивании болта.

Кроме того, обязательно используйте воздух из цеха для выдувания мусора из отверстий после процесса очистки и убедитесь, что в отверстиях не осталось масла или других жидкостей.

Смазывать или не смазывать новые болты

Хотя существует столько же мнений по этому вопросу, сколько техников, выступающих за или против этой практики, факт заключается в том, что для затяжки требуется гораздо больше усилий. сухой болт, чем смазанный.

Однако реальная проблема заключается в том, что некоторые смазочные материалы могут работать слишком хорошо, например, противозадирные составы. Имейте в виду, что любой резьбовой крепеж зависит от трения, чтобы оставаться затянутым, поэтому, если используется смазка, которая позволяет вибрациям и тепловым циклам преодолевать это трение, крепежный элемент отвинчивается сам. Имейте в виду тот факт, что противозадирные составы предназначены для использования на крепежных элементах, которые должны быть удалены без поломки, что НЕ относится к болтам головки блока цилиндров.

Тем не менее, большинство поставщиков сменных болтов предоставляют инструкции по смазыванию новых болтов головки блока цилиндров, но во многих случаях в инструкциях не упоминается конкретный смазочный материал или, что еще хуже, не исключается или запрещается использование определенных смазочных материалов. В таких случаях лучше всего обратиться к поставщику за подробной информацией о рекомендуемых смазочных материалах или использовать специально изготовленную смазку для болтов в строгом соответствии с инструкциями, прилагаемыми к изделию.

Заключение

Из всего вышеизложенного должно быть очевидно, что установка критических болтов двигателя представляет собой гораздо больше, чем просто ввинчивание болтов и затягивание их до щелчка динамометрического ключа. На самом деле, большой процент отказов прокладок головки блока цилиндров может быть напрямую связан с плохой или неправильной процедурой затяжки болтов неопытными механиками, которые, если они прочитают это, должны принять к сведению четыре наиболее распространенных причины, почему болты, и особенно головка блока цилиндров, болты, «откручиваются» сами-

•  Использование ранее использовавшегося крутящего момента для деформации болтов
•  Недостаточный предварительный натяг, достигнутый при установке болтов, что обычно вызывает чрезмерные относительные поперечные перемещения между компонентами
•  Упругое взаимодействие между болтами: это может произойти, когда затягивание одного болта в многоболтовых соединениях (например, в головках цилиндров) влияет на предварительный натяг соседних болтов. Основной причиной упругих взаимодействий между болтами является несоблюдение предписанной последовательности затяжки болтов.
•  Ослабление предварительной нагрузки болтов в результате проскальзывания прокладки или застревания прокладки в головке блока цилиндров. Основной причиной этого явления является использование нестандартных прокладок головки блока цилиндров, которые имеют тенденцию к расширению и/или сжатию при термоциклировании. Единственный надежный способ избежать этого — использовать сменные прокладки головки блока цилиндров OEM.

Серия двигателей — Уплотнительные головки прямо вверх —

Насколько важны различные крепления в двигателе?
Обратите внимание: болты головки цилиндров должны выдерживать огромные нагрузки, чтобы обеспечить плотное прилегание головки цилиндров к прокладке головки и блоку цилиндров. В двигателе с четырехдюймовым диаметром цилиндра и максимальным давлением сгорания около 1100 фунтов на квадратный дюйм каждый цилиндр создает около 13 827 фунтов. давления на головку блока цилиндров при полностью открытой дроссельной заслонке. На самом деле болты с головкой могут выдерживать нагрузку более пяти тонн на болт при полностью открытой дроссельной заслонке!

Усилие зажима, которое обычно требуется для сохранения герметичности прокладки головки в этих условиях эксплуатации, примерно в три раза превышает пиковое давление, оказываемое на головку (это называется усилием отрыва). В результате болты вокруг камеры сгорания должны оказывать суммарное усилие около 41 500 фунтов. держать голову на месте. Если каждый цилиндр имеет четыре болта с головкой вокруг него, каждый болт должен оказывать зажимную нагрузку в 10 375 фунтов. Если на цилиндр приходится пять болтов с головкой, нагрузка должна составлять 8300 фунтов. за болт. Если на каждое отверстие приходится шесть болтов, то требуемая нагрузка падает до 6,9.16 фунтов за болт.

Головные болты действительно являются одним из самых важных крепежных элементов в любом двигателе. Следовательно, чрезвычайно важно, чтобы все болты с головкой были в идеальном состоянии, были установлены и смазаны должным образом, чтобы они не были перегружены.

Болт S-t-r-e-t-c-h и нагрузка
Хотя болты с головкой кажутся довольно жесткими крепежными элементами, на самом деле они рассчитаны на растяжение. Растягивание болта похоже на растяжение резиновой ленты. Это позволяет застежке прикладывать усилие к поверхности, удерживая детали вместе. Это особенно важно для поверхностей с прокладками, потому что прокладки имеют определенную деформацию, которую должны преодолевать крепежные детали для обеспечения герметичности.

Когда вы затягиваете головной болт, усилие, прилагаемое гаечным ключом, выполняет две функции. Во-первых, это преодоление трения между резьбой на крепежном элементе и резьбой отверстия в блоке и трение нижней стороны головки болта при ее вращении о головку блока цилиндров. На это приходится около 90% усилия, прикладываемого к гаечному ключу! Во-вторых, затягивание застежки растягивает ее, создавая зажимное усилие. Это составляет оставшиеся 10% силы, действующей на ключ.

Помните, мы говорили, что каждый болт головки должен прилагать усилие от четырех до пяти тонн (от 8 000 до 10 000 фунтов), чтобы удерживать прокладку головки герметичной.

Таким образом, показания динамометрического ключа 80 футо-фунтов не означают, что болт имеет 80 фунтов. нагрузки на него. Шаг резьбы действует как винтовой домкрат, увеличивая коэффициент нагрузки. В результате каждый болт может оказывать зажимную нагрузку, в 100 и более раз превышающую показания вашего динамометрического ключа! Это также объясняет, как затяжка болта с головкой может оказать достаточное давление, чтобы фактически растянуть его на 0,006–0,010 или более в зависимости от длины крепежной детали.

По мере того, как головка нагревается, тепловое расширение еще больше растягивает болты головки, особенно в двигателях с алюминиевыми головками. Алюминий расширяется более чем в два раза быстрее, чем чугун, что создает еще большую нагрузку на болты с головкой. В типичном двигателе простой прогрев двигателя до нормальной рабочей температуры может привести к растяжению болтов головки цилиндров на 0,005 или более.

Болт с головкой оказывает максимальное зажимное усилие, когда он растягивается до предела текучести. Это точка, в которой болт не может больше растягиваться без постоянной деформации. Подобно резиновой ленте, болт с головкой под нагрузкой растянется и вернется к своей первоначальной длине, когда нагрузка будет снята. Но если растянуть слишком сильно, болт либо удлинится навсегда, либо сломается. Болты с головкой, которые стали постоянно удлиненными, могут деформироваться по длине стержня или в области резьбы. Таким образом, проверка болтов с головкой на предмет очевидного «сужения» в хвостовике или в верхней части резьбовой области может выявить болты, которые были слишком сильно растянуты и должны быть заменены. Повторное использование деформированного болта сопряжено с риском, потому что болт может не удерживать надлежащий крутящий момент и может выйти из строя, когда вы попытаетесь снова затянуть его. Или, что еще хуже, в какой-то момент позже он может выйти из строя, что приведет к протечке прокладки головки блока цилиндров и/или перегреву двигателя.

Получите информацию о крутящем моменте
Термин «крутящий момент до предела текучести» (TTY) вам должен быть знаком, поскольку он описывает тип болта с головкой, который используется на многих двигателях последних моделей. В отличие от обычных болтов с головкой, болты с головкой TTY предназначены для деформации, но делают это контролируемым образом. Как и стандартный болт с головкой, болт TTY будет растягиваться и пружинить до своего предела текучести. Но как только предел текучести пройден, болт постоянно растягивается и не возвращается к своей первоначальной длине. По этой причине болты TTY нельзя использовать повторно.

Зачем намеренно растягивать болты головки? Инженеры обнаружили, что они могут получить гораздо более равномерный зажим прокладки головки блока цилиндров, если все болты будут равномерно нагружены. Поскольку различия в трении между болтами всегда вызывают некоторую неравномерную нагрузку, растяжение болтов гарантирует, что все болты будут оказывать одинаковое усилие зажима независимо от показаний крутящего момента на ключе. Результатом является улучшенная герметизация цилиндра, увеличенный срок службы прокладки головки блока цилиндров и меньшая деформация отверстия цилиндра (для уменьшения прорыва газов и повышения мощности).

Как отличить болты с головкой TTY от болтов с обычной головкой? Болты с головкой TTY обычно длиннее и уже, чем болты со стандартной головкой. Заводские руководства по обслуживанию сообщат вам, в каких случаях используются болты TTY, и вы часто можете определить по процедуре затяжки головных болтов, являются ли болты TTY или стандартными. Болты TTY обычно имеют спецификацию затяжки под углом, а не конкретное значение крутящего момента (что требует использования углового манометра при затяжке болтов).

Процедура затяжки болта с головкой TTY с крутящим моментом включает его затяжку до достижения определенного крутящего момента. Затем болту делают дополнительный оборот на заданный угол (скажем, на дополнительные 45–9°).0 градусов), чтобы нагрузить болт выше его предела текучести для максимального давления зажима.

Уловки с крутящим моментом
Как мы уже говорили ранее, величина крутящего момента, необходимая для достижения заданной зажимной нагрузки при затяжке болта с головкой, будет варьироваться в зависимости от степени трения между резьбой крепежного элемента и головкой болта о головку цилиндра. Таким образом, все, что уменьшает трение в резьбе, также уменьшает величину крутящего момента, необходимого для крепления. Другими словами, все, что снижает трение, также увеличивает зажимную нагрузку, создаваемую болтом с головкой при заданном значении крутящего момента.

Как правило, перед установкой болтов резьбу и нижнюю сторону головки большинства стандартных автомобильных болтов следует смазывать моторным маслом. Значения крутящего момента, указанные производителем двигателя, обычно основаны на смазанных маслом резьбах и крепежах, а не на сухих крепежах. В большинстве руководств по техническому обслуживанию рекомендуется использовать чистое масло 30W или мультивязкое масло 10W-30. Хотя 10W-30, очевидно, является более жидким маслом, чем обычное масло 30W, один инженер по прокладкам, с которым мы беседовали, сказал, что разница незначительна и почти не оказывает заметного влияния на нагрузку на болты.

Однако при использовании других смазок для резьбы результаты могут отличаться. Сборочные смазки на основе молибдена, графит, продукты на основе тефлона и даже пчелиный воск можно использовать для смазки резьбы и головок болтов. Но эти смазочные материалы обычно снижают трение намного больше, чем обычное моторное масло, поэтому использование любого из этих продуктов требует соответствующего уменьшения прикладываемого крутящего момента. Некоторые эксперты рекомендуют использовать на 20% меньший крутящий момент при затягивании болта с головкой, смазанного молибденом, графитом, тефлоном или воском. Следуйте рекомендациям производителя смазочного материала или болтов (болты и шпильки с головкой вторичного рынка обычно поставляются со специальной смазкой).

Те же меры предосторожности применимы к болтам с головкой, которые ввинчиваются в водяные рубашки. Резьба должна быть покрыта герметиком, чтобы предотвратить утечку охлаждающей жидкости, а герметик будет действовать как смазка для уменьшения трения. При использовании герметика следуйте рекомендациям OEM-производителя или поставщика герметика в отношении того, какой крутящий момент следует прикладывать к болту (болтам).

Установка болтов с головкой всухую может привести к проблемам, поскольку повышенное трение в резьбе может снизить усилие зажима до 25 процентов и более при том же указанном значении крутящего момента.

Грязная, деформированная или поврежденная резьба также может вызвать проблемы при затяжке болтов с головкой. Вы можете подумать, что приложили правильный крутящий момент, но болт может оказывать гораздо меньшее усилие зажима, чем обычно, в зависимости от того, насколько велико трение в резьбе. Грязная резьба может снизить усилие зажима до 50 и более процентов!

Количество спусков болта с головкой также влияет на крутящий момент и усилие зажима. Новая резьба более шероховатая, чем использованная, и создает большее трение (что снижает усилие зажима). Когда болт с головкой сбивается, новая резьба слегка полируется. Это уменьшает трение и увеличивает усилие зажима при следующем повторном использовании того же болта. После четырех или пяти циклов может наблюдаться значительное снижение трения и значительное увеличение силы зажима. В результате болты со стандартной головкой могут быть растянуты или сломаны, если болт со стандартной головкой используется повторно более нескольких раз.

Это твой первый раз?
Одна вещь, которую вы, как изготовитель двигателя, никогда не знаете, это то, был ли двигатель ранее перестроен или сколько раз головка блока цилиндров была включена и снята с двигателя в течение его срока службы. С двигателем с небольшим пробегом, вероятно, можно с уверенностью предположить, что головки никогда не снимались с двигателя, а если и снимались, то только один раз. Поэтому, вероятно, безопасно повторно использовать оригинальные болты с головкой, если они не являются болтами с головкой TTY (которые не следует использовать повторно). На двигателе с большим пробегом или высокопроизводительном двигателе рискованно повторно использовать оригинальные болты головки блока цилиндров, потому что двигатель уже мог быть разобран несколько раз. Гораздо безопаснее выбросить старые болты и установить новые.

Когда используются новые болты с головкой, некоторые эксперты рекомендуют несколько раз «задействовать» болты для повышения точности загрузки. Несколько раз затяните болты примерно до 50 процентов от их конечного значения крутящего момента, прежде чем окончательно затянуть их до полного значения.

В гоночных двигателях большинство гонщиков все равно не используют болты с головкой. Все они используют шпильки. Шпильки обеспечивают более равномерный зажим, чем болты, и не изнашивают резьбу в блоке, если головки приходится неоднократно снимать для демонтажа и проверки.

Точность момента затяжки
Многие никогда не проверяют точность своих динамометрических ключей. «Старомодные» динамометрические ключи с отклоняющей балкой являются наименее дорогими ключами, но также наиболее точными с точки зрения удерживающей калибровки. К сожалению, их труднее всего читать из-за указателя и шкалы на ручке. Динамометрические ключи с циферблатом легче считываются, но они дороже и могут быть повреждены при падении. Ключи с регулируемым крутящим моментом, которые можно предварительно настроить на «щелчок» или проскальзывание при достижении определенного значения крутящего момента, являются самыми простыми в использовании, но они дороги и требуют регулярной повторной калибровки (каждые 100 двигателей или шесть месяцев, в зависимости от использования). .

Знаете ли вы Когда инженеры проектируют новый двигатель, одной из многих задач, которые они должны решить, является определение размера болтов с головкой и того, какой крутящий момент потребуется для достижения надлежащего усилия зажима. Что-то из этого исходит из предыдущего опыта, а что-то приходит путем проб и ошибок. Учитываются сжимаемость и упругость прокладки головки блока цилиндров, конфигурация головки блока цилиндров, количество болтов вокруг каждого цилиндра, сравнительная длина болтов головки блока цилиндров (все они одинаковой длины или разной длины) и т. д. учитывать при расчете того, какой крутящий момент требуется для достижения определенной зажимной нагрузки.

Знаете ли вы Когда инженеры проектируют новый двигатель, одна из многих задач, которые они должны решить, это выяснить, какой размер болтов с головкой использовать и какой крутящий момент потребуется болтам для достижения надлежащего усилия зажима. . Что-то из этого исходит из предыдущего опыта, а что-то приходит путем проб и ошибок. Учитываются сжимаемость и упругость прокладки головки блока цилиндров, конфигурация головки блока цилиндров, количество болтов вокруг каждого цилиндра, сравнительная длина болтов головки блока цилиндров (все они одинаковой длины или разной длины) и т. д. учитывать при расчете того, какой крутящий момент требуется для достижения определенной зажимной нагрузки.

Где найти TTY Болты с головкой TTY обычно используются в двигателях с алюминиевыми головками цилиндров (с большим тепловым расширением) и многослойными стальными (MLS) прокладками головок. Прокладки головки блока цилиндров MLS представляют собой очень жесткие прокладки с гораздо меньшей сжимаемостью, чем стандартные прокладки головки блока цилиндров с мягким покрытием. С другой стороны, прокладки ГБЦ MLS почти пуленепробиваемы и вызывают гораздо меньшую деформацию отверстия, чем другие типы прокладок ГБЦ, потому что они требуют меньшего усилия зажима. Но для правильной герметизации прокладкам головки MLS требуются очень гладкие (почти полированные) плоские поверхности головки и блока. Это, в свою очередь, требует очень точных и равномерных прижимных усилий головными болтами. Вот почему в этих двигателях используются болты с головкой TTY.

Представления Смита Другой первопроходец, Кэрролл Смит, добился больших успехов в качестве руководителя экипажа/менеджера команды в некоторых величайших гоночных командах, включая Кэрролла Шелби в Ле-Мане, выигравшего команду Ford Cobra Team. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт Наверх