Капремонт турбодизеля Mitsubishi з пробігом 500 тисяч кілометрів: головка блоку циліндрів

Ніхто цього не уникне. Рано чи пізно Він постукає до вас у… головку блоку або блок циліндрів. Він — це капітальний ремонт двигуна. Часи «мільйонників» давно канули в лету, і масштабні вкладення в мотор трапляються все раніше й раніше.

Рідна «четвірка» 3,2 TD серії 4M41 — далеко не найгірший представник сімейства сучасних турбодизелів. Відтягавши за 10 років дві з половиною тонни японського заліза в особі Mitsubishi Pajero Wagon 2006 року випуску, цей мотор «набігав» 500 000 кілометрів. Дуже непоганий результат, але під час розтину ми очікували побачити щось страшне…

«Піддослідний» Pajero подарував нам фактуру для цілої серії захопливих практичних статей про капремонт сучасного турбодизеля. Почнемо ми зверху, тобто з головки блока циліндрів, скорочено (ну раптом хтось не знав) — ГБЦ.

Примітка: якщо ви добре «прокачані» в теорії і хочете швидше дізнатися, що ж опинилося всередині «голови», сміливо промотуйте приблизно на середину статті, до главки «Зняття і розбирання ГБЦ».

Є сумніви у своїй підкованості? Лякає термін «розсухарювання»? Не розумієте, що спільного між мастилоз’ємними ковпачками і сальниками клапанів (питання з підступом)? Тоді краще читайте статтю цілком. Так, вона довга, зате її можна зберегти в закладки і повернутися пізніше. Приємного читання!

Що взагалі таке капітальний ремонт?

Якщо по-розумному, то це процес, результатом якого має стати повне відновлення експлуатаційних характеристик двигуна з його зняттям (за необхідності) з автомобіля і подальшим його повним розбиранням.

Розбирають насамперед для виконання замірів: починаючи від довжини болта кріплення головки блока циліндрів і закінчуючи вимірюванням овальності та конусності шийок колінчастого вала. Отримавши всі ці параметри, ми зрозуміємо, наскільки все погано. Про вимірювання буде детальніше трохи нижче.

У принципі, якщо після повного розбирання двигуна вам замінили тільки сальники і поршневі кільця, а все інше виявилося в номінальних розмірах, то це теж можна назвати капітальним ремонтом, адже, по суті, експлуатаційні показники ДВЗ відновлено. Але цього разу все серйозно.

Що всередині ГБЦ?

У голівці блоку циліндрів знаходяться елементи газорозподільного механізму. Простіше кажучи, клапани і розподільчі вали, за допомогою яких ці самі клапани відкриваються. Відкриття і закриття клапанів відбувається в строго певний час, щоб вчасно впустити свіже повітря і випустити відпрацьовані гази. Це ази, яких вчать в автошколі.

Закриваються клапани, повертаючись у вихідне положення, завдяки пружинам. Закріплені пружини на клапанах за допомогою сухарів. Такий собі замок, який «працює», поки пружина притискає клапан до головки.

У сьогоднішнього нашого турбодизельного героя, та й у більшості сучасних двигунів і розподільчий вал, і клапани розташовані зверху, в голівці блоку циліндрів, і приводиться все це в рух ланцюгом або ременем від колінвалу. Подекуди залишилися ще нижньовальні мотори — на старих радянських вантажівках та рідкісних сучасних V8 «заряджених» Jeep Grand Cherokee SRT8, але про них якось іншим разом.

Також за основу візьмемо й те, що ГБЦ у нас не якась там чавунна, а алюмінієва, якщо точніше — з алюмінієвого сплаву. Він легкий і міцний, його нескладно обробляти під час виготовлення. Але клапани залишаються сталевими. Сталь твердіша за алюміній, отже, клапан через постійне переміщення швидко розіб’є отвір у такій голівці. Щоб цього не було, в ГБЦ впресували сталеві напрямні втулки клапанів.

Клапан переміщається саме в цій втулці, між ним і втулкою існує зазор, завдяки якому клапан змащується. Щоб олія через цей зазор не потрапляла в циліндр, на втулку встановлено маслознімний ковпачок. Але є ще одна навантажена частина — це місце прилягання плоскої частини клапана (т. зв. тарілки) до ГБЦ. Тут клапан взагалі весь час з великою силою і частотою б’ється об поверхню головки. Сюди також впресовано сталеве або чавунне кільце, зване сідлом клапана.

На голівці, як ішлося вище, встановлено розподільні вали. Із самої назви цього вала зрозуміле його призначення: саме в його віданні, коли і який клапан відкриється або закриється в даний момент часу. Безпосередні виконавці — кулачки розподільчого вала, що мають особливу форму і розташовані один щодо одного під кутом. До речі, сама форма кулачка непроста і робиться не за шаблоном, а максимально точно розраховується, щоб задати час початку відкриття клапана, висоту відкриття клапана і тривалість перебування клапана у відкритому стані. Рахунок іде на частки секунд, тому й точність найвища.

Взагалі, розподільчим валам, формам кулачків і варіантам їхнього доопрацювання можна присвятити цілу величезну статтю, але зараз наше завдання загалом уявити собі будову ГБЦ, тож підемо далі. Розподільні вали можуть бути закріплені по-різному. У нашому випадку вони спираються на розбірні постелі, які виготовлені з алюмінію. Самі вали можуть бути цілісними, як на нашому прикладі, або складовими — у такому разі кулачки напресовують на вал (так роблять, зокрема, BMW).

Кулачки на клапани впливають не безпосередньо, а через штовхачі або коромисла (їх іноді називають рокерами). Зроблено це з двох причин. Перша: простіше і дешевше замінити зношений штовхач або коромисло, ніж весь розподільчий вал. Друга: регулювання клапанного зазору, який називають тепловим. На нашому прикладі застосовується саме коромисло, але існують штовхачі у вигляді чашки, які встановлюються безпосередньо на клапан.

Перемістити проміжну ланку (коромисло) простіше, ніж весь розподільчий вал. Процес регулювання теплового зазору ж докладно описано нещодавно в окремій статті . Щоб позбавити людей від процесу регулювання, конструктори вигадали гідрокомпенсатори, завдяки яким штовхач, або коромисло, підводиться до кулачка розподільного валу, і таким чином унеможливлюється удар кулачка об штовхач під час збільшення теплового зазору.

Сама головка блоку, як корпусна деталь, на вигляд нескладна, але всередині в ній є канали масляні, водяні та впуску/випуску відпрацьованих газів. Для простоти ж доступу до розподільних валів і клапанів головка блоку накрита зверху клапанною кришкою (не плутати з декоративним пластмасовим кожухом!).

Що може вийти з ладу в ГБЦ?

Якщо з’являється який-небудь сторонній стукіт, що виходить від двигуна, то ймовірність, що він доноситься від головки блоку циліндрів — вища, ніж від інших елементів. Адже в ГБЦ сконцентровано стільки рухомих деталей, що ні-ні, та й почне щось стукати. Наприклад, клапани або розподільні вали.

ГБЦ — одна з найбільш навантажених частин двигуна, оскільки нагрівається відпрацьованими газами до гранично високих температур. Усі деталі, що труться, зношуються, незважаючи на змащування моторним мастилом. Тому рано чи пізно зносяться шийки розподільного вала, і доведеться замінити або вал, або головку блоку в зборі.

Клапани можуть прогоріти в буквальному сенсі слова, знову ж таки від температури. Клапанна пружина, не витримавши нагрівання і зусилля, може лопнути. Знос кулачків розподільного вала — хоч і не поломка, але якщо вони стерлися ґрунтовно, то відрегулювати тепловий зазор може і не вийти.

Ще можуть зноситися напрямні втулки клапанів. І, мабуть, найбільш незахищені деталі — це маслознімні ковпачки, вони ж сальники клапанів. Щойно цей ковпачок зношується або рветься, різко підвищується витрата оливи і з’являється характерний сизий дим із вихлопної ти. На щастя, ковпачки зазвичай дешеві і прості в заміні.

А ще може деформуватися і сама ГБЦ. Зовсім необов’язково для цього стукати по ній молотком — виною знов-таки буде занадто сильне нагрівання — наприклад, якщо у машини зроду не чистили радіатор, і вона на спеці благополучно «закипіла». Під час деформації рівна поверхня головки блока, яка контактує через прокладку з блоком циліндрів, перестане бути рівною. Щоб зрозуміти, наскільки ця поверхня має бути гладкою, можна навести цифри: якщо на ГБЦ покласти спеціальну калібровану (дуже рівну) лінійку, то між нею та поверхнею голівки має проходити плоский щуп завтовшки не більше 0,05 мм.

Ну й останнє типове ремонтне місце — прокладка ГБЦ, яка безпосередньо прилягає до цієї гладкої поверхні. Іноді замість власне прокладки застосовують герметик, але це не наш випадок.

Розміри

Немає жодної деталі в голівці блоку циліндрів, на яку немає діапазону робочих розмірів. Занадто складно? Ну, наприклад: довжина клапана має бути 102,0-101,95 мм. Коли двигун розбирають для «капіталки» і витягують клапан із ГБЦ, використовуючи високоточний вимірювальний інструмент (у цьому випадку мікрометр), вимірюють довжину клапана.

Якщо вона менша або більша зазначеного діапазону, то його необхідно замінити. Вимірюють також і внутрішній діаметр напрямної втулки клапана. І знову-таки міняти, якщо він виходить за рамки норми.

У технічній документації на мотор є всі ці показники, тож майстру не потрібно «на око» визначати, чи варто щось міняти, чи «ще походить».

Запам’ятайте цей момент. Якщо майстер на СТО вам каже, що потрібна тільки заміна ГБЦ в зборі, і не може обґрунтувати це конкретними результатами замірів, то він, швидше за все, обманює вас.

Ремонтні розміри

Виробники по-різному ставляться до можливості ремонту. Тому одні передбачають його, інші обмежують ремонт банальною заміною запчастини. Ось, наприклад, постелі розподільного вала. У них немає вкладишів, як на колінчастому валу. Але ж через зношування збільшується зазор між шийкою розподільного вала і отвором опорної постелі. Як результат — стукіт вала під час роботи. Рішення, передбачене в цьому разі, тільки одне — заміна постелей разом із розподільним валом, ніякого ремонту.

Тепер подивимося на колінвал. Якщо знос очевидний, то шийки вала шліфують до наступного ремонтного розміру, який передбачений заводом. А щоб зберегти правильний зазор між колінвалом і опорою, використовують товстіші (також ремонтні) вкладиші підшипників (про це докладніше я розповім у ремонті блока циліндрів). Тож якщо застукав розподільний вал, то, скоріш за все, його доведеться поміняти. У найгіршому разі — разом з усією «головою».

Зняття і розбирання ГБЦ

Дочитали до цього моменту? Вітаю, ви дісталися до найцікавішого — практичної частини. Двигун, якщо ви забули, у нас дизельний, рядний чотирициліндровий об’ємом 3,2 літра, з системою впорскування Common Rail.

Отже, накрутивши на одометрі 525 тисяч кілометрів господар «Паджеріка» вирішив, що пора. Пора зазирнути в японське серце і за допомогою умілих рук автомобільного лікаря продовжити життя своєму відданому залізному коню. Хоча, що дивно, спочатку жодних тривожних відгомонів у роботі не було чутно. Але є стукіт чи ні, а цифри на одометрі і найжорстокіші умови експлуатації схилили шальки терезів на бік повного розбирання, діагностики і, якщо необхідно, ремонту двигуна.

Як я і обіцяв, почнемо з ГБЦ. Від самого початку ми запаслися набором усіх прокладок, кілець ущільнювачів і сальників — це варто міняти в будь-якому разі, якщо вже затіяли розбір. Попередньо злили з двигуна моторну оливу і охолоджувальну рідину. Для поліпшення доступу зняли радіатор, вентилятор, конденсатор системи кондиціонування і відправили їх на мийку.