Как устроена ГБЦ
Это сложная и продуманная часть бензиновых и дизельных двигателей. Головки цилиндров в автомобильных двигателях изготавливаются из легких металлов или алюминиевых сплавов и отлиты. Компоненты гбц отличаются в зависимости от типа топлива, на котором работает двигатель.
Компоненты головок цилиндров, назначение.
- Впускные и выпускные клапаны, используются для ввода воздушно-топливной смеси и вывода выхлопных газов.
- Распредвалы открывают и закрывают клапаны, приводятся в действие цепью ГРМ или ремнем привода, соединенными с коленчатым валом двигателя.
- Инжекторы (бензин), через них бензин впрыскивается непосредственно в ДВС;
- Инжекторы (дизель), используются для впрыска дизельного топлива непосредственно в камеру сгорания или во впускную камеру;
- Свечи зажигания (бензин) или свечи накаливания (дизель), инициируют сгорание в двигателе (бензин) или являются вспомогательным средством для холодного запуска (дизельное топливо).
На фото показана работа 4-тактного бензинового двигателя.
- В 1 положении поршень в нижней мертвой точке; кулачок распредвала открывает впускной клапан, цилиндр принудительно (стартером) заполняется смесью бензина с воздухом.
- Во 2 – поршень достиг верхней точки, при закрытых клапанах происходит сжатие смеси, температура и давление в камере сгорания повышаются.
- В 3 – смесь воспламеняется, образуются газы, которые толкают поршень вниз; рабочий ход, коленчатый вал, соединенный шатунами с поршнем, преобразует поступательное движение во вращение вала.
- В 4 – поршень проходит нижнюю точку и движется вверх по инерции за счет маховика, выпускной клапан открывается, отработанные газы отводятся по каналам в выхлопную трубу.
Температура сжатия достигает 300-400°С, а давление 0.1-0,15 Мпа, а в момент воспламенения – 2500°С и 3-4 МПА. Наличие сложных компонентов в ГБЦ приводит к дорогостоящему ремонту, если вовремя не устранить проблему: стук клапанов, износ кулачков распределительного вала, разрушение прокладки.
ШТАТНОЕ применение цепей ГРМ в двигателях ЗМЗ семейства 409 по нормам ЕВРО:
Это — лидер по надёжности, из всех ШТАТНО устанавливаемых цепей.
Втулочные цепи привода механизма газораспределения двигателя
применяются при относительно низких рабочих скоростях в условиях, где невозможно избежать загрязнения, пыли, влажности и иных воздействий окружающей среды. Такие цепи отличаются большей площадью шарнира по сравнению с роликовыми цепями, что достигается за счет большего диаметра валика и втулки при сохранении основных размеров цепи.Цепи приводные втулочные выпускаются по стандартам ГОСТ 13568-97, ISO 1395.
1 — внутреннее звено; 2 — наружное звено; 3 — соединительное звено
1 — внутреннее звено; 2- наружное звено; 3 — соединительное звено; 4 — промежуточная пластина
Условное обозначение цепи ISO606 06В-2
5.13.3 Замена прокладки головки блока цилиндров / УАЗ 31519
Прокладку головки блока цилиндров заменяют при повреждении.
Основные признаки повреждения прокладки головки блока:
– недостаточная компрессия — ниже 1 МПа (10 кгс/см2) в одном или нескольких цилиндрах;
– прорыв газов в систему охлаждения (бурление, вспенивание жидкости в радиаторе, быстрое падение уровня жидкости в расширительном бачке при отсутствии наружных течей);
– попадание охлаждающей жидкости в систему смазки (эмульсия на указателе уровня масла, расслоение слитого из картера масла, что особенно заметно в прозрачной емкости);
– попадание масла в систему охлаждения (масляная пленка на поверхности жидкости в расширительном бачке).
Для замены прокладки нужно снять головку блока цилиндров с ресивером и выпускным коллектором. Если головку блока цилиндров снимают с двигателя, установленного на автомобиле, нужно предварительно слить охлаждающую жидкость (см. «Замена охлаждающей жидкости»).
Вам потребуются: ключи «на 12», «на 13», «на 17», шестигранники «на 6», «на 12», отвертка.
1. Отсоедините провод от клеммы «минус» аккумуляторной батареи.
2. Слейте жидкость из системы охлаждения (см. «Замена охлаждающей жидкости»).
3. Снимите генератор (см. «Снятие и установка генератора на автомобилях с бензиновым двигателем»).
| 4. Отверните четыре пары гаек крепления приемной трубы к выпускному коллектору. | 5. Выверните болт крепления приемной трубы к кронштейну на коробке передач и отведите приемную трубу от выпускного коллектора. |
| 6. Отсоедините колодки жгутов проводов от датчиков массового расхода воздуха… | 7. …положения дроссельной заслонки… |
| 8. …и положения коленчатого вала. | 9. Ослабьте затяжку хомута крепления воздухоподводящей трубы, снимите трубу и отведите ее в сторону. |
| 10. Отсоедините конец троса от сектора привода дроссельной заслонки. | 11. Ослабьте крепление наконечника оплетки троса к кронштейну… |
12. …извлеките наконечник оплетки троса из кронштейна и отведите трос в сторону.
13. Снимите крышку головки блока цилиндров (см. «Замена прокладки крышки головки блока цилиндров»).
14. Снимите гидронатяжитель верхней цепи (см. «Снятие и разборка гидронатяжителей цепей»).
15. Снимите распределительные валы (см. «Снятие, дефектовка и установка распределительных валов»).
| 16. Отсоедините колодки моторного жгута от форсунок. | 17. Отверните переднюю гайку крепления ресивера и снимите со шпилек «массовые» провода. |
| 18. Отсоедините колодку жгута проводов от регулятора холостого хода. | 19. Отверните заднюю гайку крепления ресивера, снимите со шпильки держатель 2 топливоподводящего шланга и второй «массовый» провод 1 жгута, а затем отведите в сторону жгут проводов. |
| 20. Ослабьте хомуты шлангов на дроссельном узле и отсоедините шланги. | 21. Отверните гайки подающей и сливной топливных магистралей и отведите магистрали в сторону. |
22. Снимите распределительные валы (см. «Снятие, дефектовка и установка распределительных валов»).
23. Выверните болты крепления успокоителя верхней цепи и снимите его.
24. Выньте указатель уровня масла.
| 25. Отсоедините колодку жгута проводов от датчика температуры воздуха. | 26. Отверните крайнюю правую гайку выпускного коллектора… |
| 27. …и снимите со шпильки держатель трубопровода системы охлаждения. | 28. Выверните болты 1 крепления головки блока цилиндров в последовательности, обратной затяжке. |
29. Снимите головку блока цилиндров.
30. Снимите прокладку.
31. Тщательно очистите от нагара, остатков старой прокладки и герметика привалочные поверхности головки и блока цилиндров.
32. Смажьте новую прокладку с обеих сторон тонким слоем графитной смазки, а в месте контакта с передней крышкой блока — термостойким клеем-герметиком.
33. Уложите прокладку на блок цилиндров, проследив, чтобы установочные втулки блока вошли в соответствующие отверстия прокладки.
 |
Рис. 5.7. Последовательность затяжки болтов крепления головки блока цилиндров |
34. Установите головку блока в порядке, обратном снятию. Порядок затяжки болтов крепления головки блока показан на рис. 5.7. Болты крепления головки блока цилиндров затяните в два этапа:
1-й – 40–60 Н·м (4,0–6,0 кгс·м);
2-й – 130–145 Н·м (13,0–14,5 кгс·м).
ЗАМЕНА ПРОКЛАДКИ ПОД ГОЛОВКОЙ, 402 МОТОР.
УазиКоин. Экстренная замена прокладки ГБЦ в лесу
ГБЦ УАЗ Буханка.Снятие установка головки дилетантом.Нюансы.
ЗМЗ-409 Замена прокладки ГБЦ (УАЗ Патриот)
Патриот. Проблемы охлаждения, демонтаж ГБЦ.
Почему пробивает прокладку ГБЦ
В большинстве случаев причиной, по которой возникают проблемы с прокладкой ГБЦ, является банальный перегрев. Из-за него крышку блока может “повести”, и нарушится плоскость, по которой прокладка прилегает к двум соприкасающимся поверхностям. Как следствие, возникает разгерметизация внутренней полости со всеми вытекающими последствиями. Изменяют свою геометрию, в основном, алюминиевые головки. Чугунные таким неисправностям не подвержены, они скорее дадут трещину, чем искривятся, да и то в самых крайних случаях.
Схема протяжки болтов ГБЦ на ВАЗах «классике»
Также из-за перегрева прокладка может накалиться до таких температур, при которых она изменит свою геометрию. Естественно, в этом случае также произойдет разгерметизация. Особенно это актуально для железо-асбестовых прокладок.
Еще одна причина — нарушение момента затяжки болтов. Пагубное влияние оказывает как очень большое, так и малое значение момента. В первом случае прокладка может разрушиться, особенно если она выполнена из некачественных материалов. А во втором — пропускать выхлопные газы наружу, не препятствуя им. При этом газы вместе с атмосферным воздухом будут пагубно влиять на материал прокладки, постепенно выводя ее из строя. В идеале болты необходимо закручивать с помощью динамометра, показывающего значение момента, кроме этого, соблюдать при этом последовательность их закручивания. Справочную информацию об этом можно найти в мануале.
Как правило, последовательность затяжки заключается в том, что сначала закручивают центральные болты, а после этого остальные по диагонали. При этом закручивание происходит поэтапно. В частности, в автомобилях ВАЗ “классических” моделей шаг момента составляет 3 кгс. То есть, все болты в указанной последовательности затягиваются на 3 кгс, после этого дотягиваются до 6 кгс, и до 9…10 кгс.
По статистике, в около 80% случаев, когда прокладка выходила из строя причиной этому служили неправильные моменты затяжки или несоблюдение ее последовательности (схемы).
И самая очевидная причина — низкое качество материала, из которого сделана прокладка. Тут все просто. Старайтесь покупать изделия в проверенных магазинах. При выборе необходимо руководствоваться правилом “золотой середины”. Прокладка, конечно же, стоит недорого, поэтому не стоит переплачивать, как и покупать откровенно дешевый мусор. Главное, чтобы вы были уверены в магазине, где совершаете покупку.
Также не исключено что прокладка головки блока прогорела попросту от износа материала, ведь у всего есть свой строк службы.
Примеры мест пробоя прокладки ГБЦ
Также иногда причинами в работе прокладки бывают проблемы с нарушением процесса сгорания топлива (детонация, калильное зажигание). Из-за перегрева очень страдает головка блока цилиндров. В ней могут появиться трещины, которые также приведут к разгерметизации описанных систем. Головка, как правило, сделана из алюминия. А в процессе нагрева он расширяется быстрее, чем стальные болты. Поэтому головка начинает значительно давить на прокладку, а та испытывает перегрузки. Это и приводит к отвердеванию материалов прокладки, что в свою очередь вызывает разгерметизацию.
Часто когда прокладка выходит из строя, она прогорает по окантовке или между цилиндрами. В этом случае нередко возникает эрозия поверхности блока цилиндров и самой окантовки вблизи повреждения. Изменение цвета материала прокладки возле окантовки также может свидетельствовать о высокой температуре в камере сгорания. Для устранения неисправности часто достаточно установить правильный угол зажигания.
Для водителя важно понимать различие между понятиями «пробой» и «прогар» прокладки. Пробой в данном случае подразумевает существенное повреждение поверхности прокладки или отдельных ее элементов
В данном же случае (а чаще всего так и происходит) водитель сталкивается с прогаром. То есть, возникают незначительные повреждения, которые порой даже тяжело найти на прокладке. Однако именно они становятся причиной перечисленных выше неприятных ситуаций.
Технические характеристики ЗМЗ 409 2,7 л/112 – 143 л. с.
Из предыдущих поколений производителя ЗМЗ в двигателе семейства 409 остался исключительно блок цилиндров в качестве заготовки. Кроме того, не изменилась схема двигателя – рядная четверка с ГРМ по схеме DOCH. Перед разработчиками стояла задача добавить крутящий момент и увеличить мощность, с чем они, безусловно, справились еще в базовой версии 409.10.
В таблице приведены технические характеристики ЗМЗ 409:
| Изготовитель | ЗМЗ |
| Марка ДВС | 409 |
| Годы производства | 2001 – … |
| Объем | 2693 см3 (2,7 л) |
| Мощность | 82,4 – 105,1 кВт (112 – 143 л. с.) |
| Момент крутящий | 210 – 230 Нм (на 4000 об/мин) |
| Вес | 190 кг |
| Степень сжатия | 9 |
| Питание | инжектор |
| Тип мотора | рядный бензиновый |
| Зажигание | электронное |
| Число цилиндров | 4 |
| Местонахождение первого цилиндра | ТВЕ |
| Число клапанов на каждом цилиндре | 4 |
| Материал ГБЦ | сплав алюминиевый |
| Впускной коллектор | с изменяемой геометрией |
| Выпускной коллектор | литой чугунный |
| Распредвал | от 4062.10 с подъемом 9 мм |
| Материал блока цилиндров | чугун |
| Диаметр цилиндра | 95,5 мм |
| Поршни | оригинальные, палец смещен вверх на 4 мм |
| Коленвал | высокопрочный чугун, 5 опор, 8 противовесов |
| Ход поршня | 94 мм |
| Горючее | АИ-92 |
| Нормативы экологии | Евро-3/4 |
| Расход топлива | трасса – 11,5 л/100 км смешанный цикл 11 л/100 км
город – 13,5 л/100 км |
| Расход масла | максимум 0,3 л/1000 км |
| Какое масло лить в двигатель по вязкости | 5W30, 5W40, 0W30, 0W40 |
| Какое масло лучше для двигателя по производителю | Liqui Moly, ЛукОйл, Роснефть |
| Масло для ЗМЗ 409 по составу | зимой синтетика, летом полусинтетика |
| Объем масла моторного | 6 л |
| Температура рабочая | 90° |
| Ресурс ДВС | заявленный 150000 км реальный 250000 км |
| Регулировка клапанов | гидрокомпенсаторы |
| Система охлаждения | принудительная, антифриз |
| Объем ОЖ | 10,7 л |
| Помпа | с пластиковой крыльчаткой |
| Свечи на ЗМЗ 409 | BCPR6ES от NGK или АУ14ДВРМ, LR17YC от Brisk, WR8DC от Bosch |
| Зазор свечи | 0,8 мм |
| Цепь ГРМ | 84/108 зубчатая или 72/92 втулочная, взаимозаменяемость только комплектом со звездами, башмаками и натяжителями |
| Порядок работы цилиндров | 1-3-4-2 |
| Воздушный фильтр | Nitto, Knecht, Fram, WIX, Hengst |
| Масляный фильтр | с обратным клапаном |
| Маховик | от 406, внутренний диаметр 40 мм, 7 отверстий для крепления со смещением |
| Болты крепления маховика | М12х1,25 мм, длина 26 мм |
| Маслосъемные колпачки | производитель Goetze |
| Компрессия | от 11 бар, разница в соседних цилиндрах максимум 1 бар |
| Обороты ХХ | 750 – 800 мин-1 |
| Усилие затягивания резьбовых соединений | свеча – 31 – 38 Нм маховик – 72 – 82 Нм
болт сцепления – 22 – 38 Нм крышка подшипника – 100 Нм (коренной) и 70 Нм (шатунный) головка цилиндров – три стадии 40 Нм, 135 Нм + 90° |
Затягивание» соединений без динамометрического ключа
Когда динамоключа нет и для затяжки используется самодельное приспособление или безмен, нужно высчитывать усилие. Рекомендуемый момент в мануале указан в Ньютонах на метр, а весы выдают значение в килограммах
Важно знать параметр кгс·м, который рассчитывается по формуле:
кгс·м=»m/L,» где кгс·м – кг силы на метр, m – значение на весах, L – расстояние от центра болта до крепления весов.
1 кгс·м =»» 9,81 Ньютонов.
Отсюда формула для определения нужного усилия затяжки в кг, если известно это значение в Н:
m =»» Н · 0,102 · (1 / L),
- m – значение на весах,
- Н – требуемый момент затяжки,
- L – расстояние от центра болта до крепления весов.
Перечень модификаций ДВС
С семейство движков 409 изготовителем включено шесть версий.
Базовый мотор 409.10 под стандарт Евро-2 с характеристиками 143 л. с., степень сжатия 9, крутящий момент 230 Нм. Зажигание модульное с пучком высоковольтных проводов, имеется датчик дроссельной заслонки.
ЗМЗ 409.10
Улучшенная модификация 40904.10 отличается от предыдущего варианта системой зажигания – индивидуальная катушка для каждой свечи, ДПДЗ здесь отсутствует, вместо него использован дроссельный узел для обеспечения Евро-3. Имеется автоматический натяжитель ремня генератора, который в 409.10 не предусмотрен.
ЗМЗ 40904.10
Модификация 40905.10 имеет стандартные характеристики, предназначена для внедорожников Хантер, Патриот и грузовиков Карго, Пикап производителя УАЗ.
ЗМЗ 40905.10
Силовой привод маркировки 40911.10 обладает моментом 219,5 Нм и мощностью 125 л. с. Соответствует регламенту Евро-4, предназначен для полноприводных грузовиков УАЗ с формулой 4х4 (не отключаемая).
ЗМЗ 40911.10
Мотор 4092.10 не вошел в серию, создан специально для автомобилей ГАЗ Волга и УАЗ 3160 (вседорожник полноприводный). Крутящий момент в районе 225 – 235 Нм, мощность около 135 – 138 л. с.
ЗМЗ 4092.10
С завода моторы имели лишь самое необходимое навесное, без ГУРа и прочего. Этим оборудованием их комплектовал уже автопроизводитель на конвейере. В механизме ГРМ используются не одинаковые распредвалы:
- 40904 и 4905 профиль кулачков впускного и выпускного вала одинаковый, приподнимает клапаны на 9 мм;
- 40911 профиль кулачков разный, подъем 8 мм на впуске и 9 мм на выпуске.
Замена двигателя на УАЗ Патриот
С самого начала производства UAZ Patriot стал комплектоваться двумя типами двигателей:
- бензиновым 4-цилиндровым рядным мотором ЗМЗ-409;
- турбодизелем ЗМЗ-514.
Оба варианта ДВС выпускаются на Заволжском моторном заводе, в составе внедорожника они были не раз модернизированы. В частности, в 2007 году на ЗМЗ-409 в системе управления двигателем появился новый электронный блок с прошивкой Микас-11, и в 2008-м мотор стал соответствовать нормам экологии Euro-3. В 2009 году линейка силовых агрегатов обновилась, и в нее добавился итальянский дизель с турбонаддувом Iveco F1A, а в 2012-м появились усовершенствованные моторы ЗМЗ-51432 и ЗМЗ-40905, и с этого времени они отвечают требованиям экологии Евро-4. Также в 2012 году от итальянского дизеля по экономическим соображениям решено было отказаться, поэтому и появилась новая разработка Заволжского моторного завода ЗМЗ-51432.
Если движок исчерпывает свой ресурс, не всегда целесообразен его ремонт – в некоторых случаях проще и дешевле полностью поменять силовой агрегат, чем его ремонтировать. Здесь всегда у автовладельцев возникает вопрос – какой движок лучше установить взамен вышедшего из строя ДВС?
Некоторые автовладельцы УАЗов ставят на автомобиль иностранные моторы, например:
- Isuzu 4JB1 2,8 л;
- Тойота 14В 3,7 л;
- Nissan TD27 2,7 л.
Но производя замену двигателя на УАЗ Патриот, следует учитывать, что его придется монтировать вместе с коробкой передач и раздаткой, что обходится дороже, к тому же, необходимо будет делать переоформление в ГИБДД. Безусловно, дизели экономичнее бензиновых «собратьев», но плохое качество российской солярки заставляет задуматься – нужен ли дизельный двигатель на УАЗ Патриот.
Какой материал для прокладки лучше
Прокладки из разных материалов
При замене прокладки у многих автовладельцев возникает резонный вопрос, какая прокладка лучше — из металла или паронита? Каждый из этих материалов имеет свои преимущества и недостатки. При этом нужно понимать, что если производитель рекомендует использовать прокладки из определенного материала, то необходимо придерживаться этих требований.
Как правило, металлическая прокладка более крепкая, чем ее паронитовый аналог. Поэтому ее целесообразно ставить на мощные турбированные или форсированные двигатели. Если же вы не планируете тюнинговать мотор вашего автомобиля, а просто эксплуатируете его в щадящем режиме, то для вас не имеет большого значения выбор материала. Соответственно, вполне подойдет и паронитовая прокладка. Тем более, что этот материал является более гибким, и способен плотнее прилегать к рабочим поверхностям.
Также при выборе необходимо учитывать, что материал, из которого изготовлена прокладка, не оказывает первоочередное влияние на срок ее службы. Гораздо более важным показателем является то, как была установлена прокладка. Дело в том, между отдельными группами отверстий очень тонкие стенки. Поэтому, если прокладку установить не точно на посадочное место, то велика вероятность прогара даже у самого крепкого материала.
Самым явным признаком, того, что прокладка была установлена неверно, является ее быстрый выход из строя. Также если вы неправильно установили ее, машина может попросту не завестись. У дизельных двигателей при этом еще может слышаться и стук поршней. Это происходит по причине того, что поршень задевает край прокладки.
