Устранение течи ОЖ из под прокладки ГБЦ

 
    24.07.2015

    В мае 14 года движку был сделан капремонт. Головка делалась по уму, только не перевтуливалась, в блоке были поменяны только кольца. Прокладка была установлена с треугольными окошками, шпильки обмотал фум-лентой.

    Осенью начались проблемы, со стороны коллекторов стал сочиться тосол, со стыка с блоком:

Я это связываю с тем, что слегка перегрел мотор. Из-за текущего радитора я удалил из его пробки клапан, который должен держать давление в системе, повышая температуру кипения тосола. У меня же тосол закипал, и его выдавливало из бачка. Соответственно из-за перегрева слегка деформировалась ГБЦ и так или иначе пострадала прокладка. И вот через год с небольшим я снял ГБЦ для устранения этой проблемы:
Также на некторых шпильках видна жижа - это тосол пошёл по шпилькам, неприятно, но не смертельно. Сама же прокладка видимых повреждений не имела, но когда я её снял, она во-первых была совершенно дубовой и трескалась при изгибе, так ещё и очень сильно была продалена в местах, где зажималась.
Кстати, обратите внимание в районе 2го цилиндра окошки находят на привалочную поверхность блока. После очистки поверхности, стал разглядывать поверхность ГБЦ, картина красноречивая - нагар, увиличивающийся к центру, однозначно, это перегрев:
ГБЦ свозил на шлифовку в проверенное место, при мне сделали за 300 рублей, сняли совсем немного, думаю примерно 5 соток.
Для улучшения прижима ГБЦ к блоку в районе коллекторов планировал снять немного металла на привалочных поверхностях вокруг шпилек, однако, оценив зазоры, ограничился просто соскабливанием до блестящего металла:
Кстати говоря, вокруг самой грязной шпильки, по которой активнее всего шёл тосол, на поверхночсти блока были неровные отложения, я всё зачистил. Для избежания течи тосола по шпилькам были мысли добавить герметика, но от этого отказался, так как течь по шпилькам - это меньшее из зол в сравнении с пробитой прокладкой и течью тосола наружу, поэтому ограничился также обмоткой шпилек фум-лентой - это доказало свою эффективность. ГБЦ снялась без проблем, а на шпильках, несмотря на течь тосола, никакой коррозии не было. Новую прокладку поставил с круглыми окошками, если честно, когда покупал просто забыл, попросил на Волгу на 402й, дали эту:
Прокладку коллекторов поставил гламурную, металлическую:
Ещё тосол вроде шёл по шпильке, крепящей выпускной коллектор 2го и 3го цилиндров - её посадил на резьбовой герметик (на фото отсутствует).

   

Сравнение прокладок ГБЦ с треугольными и круглыми окошками

Итак, вот они:
Отличия у треугольной есть лишняя дырка спереди и три лишних дырки в районе центральных шпилек, если посмотреть на ГБЦ, то видно что в местах лишних дырок как раз и происходит коррозия. Также в треугольной отсутствуют две дырки у задней стенки в районе танчика. Есть мнение, что с треугольной прокладкой ухудшается циркуляция летом при закрытой печке в районе 4го цилиндра, я такого не замечал, но допускаю что это возможно, если ездить на малых оборотах 1000-1500 в жару. У меня же ХХ 1000 оборотов, ездить стараюсь на 2-3 тыс. об/мин.

    Однако при затяжке специально обратил внимание на "сминаемость" прокладок. Треугольная проминалась ощутимо, то есть при увеличении момента на 1 кг, можно было сделать более оборота. В случае же с круглой - специально обратил внимание при протяжке усилием 10 кг после 9 кг, все гайки повернулись менее чем на 90 градусов, то есть прокладка сминается слабо, а это я так понимаю свидетельствует о качественной прокладке. Конечно, есть вероятность, что предыдущая треугольная оказалась левой, однако советую при затяжке обращать внимание, если прокладка всё протягивается и протягивается - её надолго не хватит. Как вариант, возможно это обусловлено тем, что треугольная рассчитана на чугунный блок с другой конфигурацией привалочных поверхностей.

    В общем, теперь я сторонник прокладки с круглыми окошками, хотя время покажет. Опять таки с точки зрения пропускной способности я прикинул, и получилось что суммарное сечение дырок в круглой прокладке ничуть не меньше сечения термостата или патрубков радиатора, то есть ограничивать циркуляцию ОЖ она не будет.

   

Попытка №2

    Смысл предыдущего варианта борьбы с течью был в том, чтобы снять немного материала в местах наибольшего прижима - вокруг шпилек, не прокатило. Гайки затягивал моментом в 10 кг. Зимой 15-16 после морозов под 30 градусов стык блок-головка вновь начал потеть. При этом течи не было, тосола за зиму я не доливал, то есть расход был минимальным. После мучительных раздумий о причинах потения пришёл вот к какому выводу. Изначально прокладка обеспечивает герметичность, и будет обеспечивать её до тех пор, пока сохраняет упругость, не задубеет. А дубеет прокладка от повышенной температуры. То есть неспроста проблема возникает именно в месте схождения выпускных каналов второго и третьего цилиндра. Таким образом для сохранения герметичности системы охлаждения необходимо предохранять прокладку от перегрева. И чем меньшую температуру она будет иметь, тем дольше сохранит упругость, обеспечивая герметичность. Первопричина подобной проблемы мне видится в алюминиевом блоке 402го. Немного расчётов. Известно что тепловой зазор штанги 0,45. При этом длина алюминиевой оси штанги 265 мм. Возьмём условно, что 15 см алюминия расширяются на 0,2 мм. При этом сталь той же длины удлинится вдвое меньше на 0,1 мм. Итак, стенка блока у нас алюминий, а гильза - чугунная. При дельте температуры 20-90 = 70, разница в удлинении блока и гильзы составит 0,2 - 0,1 = 0,1 мм. При дельте в -30 - 90 = 120 градусов эта разница составит уже порядка 0,2 мм. Получается, что зимой упругость прокладки ГБЦ должна компенсировать зазор, изменяющийся на 0,2 мм. Не нужно объяснять, что это громный зазор. Конечно, часть этого зазора компенсируется деформацией металлов, но бОльшая часть всё равно приходится на прокладку ГБЦ. Понятное дело, задубевшая, пластиковая прокладка на такое не способна. По этой же причине, как мне думается металлопакета на алюминивые блоки с мокрыми гильзами не выпускается. Вот, например, задубевшая прокладка в проблемном месте, видна каждая трещинка блока:

Ещё разок отшлифовал ГБЦ, в основном с целью повысить степень сжатия:
К сожалению при снятии головки фотоаппарата с собой не было, нагара было гораздо меньше, и был он вокруг центральной шпильки и у следующего отверстия. Решил улучшить циркуляцию ОЖ около мест нагара. Таким образом удастся снизить температуру прокладки, что дольше позволит ей сохранить упругость. Оцениваем привалочную поверхность сверху:
И снизу, видны различия, необхродимо ориентироваться на нижнюю поверхность прокладки:
В прокладке оказывается есть слой жести, поэтому протачивал надфилем. Точил в местах, где было больше всего нагара:
Далее зачищаем поверхность блока от нагара:
Далее призываем на помощь высшие силы. Законов физики, а вы о чём подумали? :) У нас задача уменьшить подвод тепла к прокладке, и увеличить отвод. ГБЦ горячее, блок холоднее поэтому делаем вот что. Поверхность блока покрываем теплопроводящей пастой:
температуры блока для неё вполне рабочие, и она не прикипит, то есть проблем со снятием ГБЦ не будет. Покрываем тонким слоем, её задача - заполнить микротрещины, улучшив теплопередачу. В электронике применяется при установке силовых элементов на радиаторы:
Прокладку сверху покрываем тонким слоем герметика - задача не герметизация (прокаладка пока будет упругой, будет герметичной), а термоизоляция - герметик плохо проводит тепло, то есть головка будет меньше греть прокладку. Герметику даём застыть перед установкой:
Снизу прокладку также мажем тонким слоем термопроводящей пасты:
Обновляем фус-ленту на шпильках:

    Далее требуется затянуть гайки ГБЦ правильным моментом. Тут есть нюансы. На шайбах может быть завальцовка:

Эта завальцовка может упереться в виток резьбы и момент затяжки пойдёт на деформацию шайбы и резьбы, а не прижатие ГБЦ, поэтому стачиваем надфилем завальцовку, я перед эти ещё сверлом на 15 прошёлся:
Перед затяжкой без шайб с маслом прогоняем гайки по резьбе важно пройти рабочий участок:
Перед затяжкой шпильки смазываем, при этом докручиваем гайки руками до контакта с шайбой и подгоняем шайбу, чтобы она заняла самое низкое положение и гайку можно было от руки затянуть сильнее всего. Гайки я затянул моментом в 9кг - максимальным по инструкции, предыдущую прокладку тянул 10 кг, как раз из соображений чтобы оставить прокладке место для манёвра. Повторная протяжка была сделана после первого же прогрева двигателя.

    Завершающий этап тюнинга - это тепловой экран. Задача - уменьшить нагрев стенки блока выпусным коллектором 2 и 3 цилиндров. Из жести вырезаем пластину, а из асбестовой ткани квадрат. Размер экрана 15*15 см:

Обматываем алюминиевым скотчем:
Металлической стороной поворачиваем к коллектору:
Установка коллекторов ЗМЗ-402 с этим экраном становится ещё более эротичной, так как экран расположен за коллектором, а крепления спереди. Сперва коллектора одеваются чтобы слегка заходили на шпильки и в этом положении одевается экран.

    Понять насколько эффективны данные меры можно будет в январе-феврале 17 года, когда придут морозы под 25-30 градусов.

    На досуге сфоткал экран тепловизором, видно насколько он выделяется на фоне блока, что подтверждает целесообразность его установки:

   

Удачные результаты

    Собственно причина обезглавливания мотора - доработка ГБЦ. Справедливости ради, сообщу тосол таки прошлой зимой слегка сочился, но только когда неделю стояли морозы под -30, при этом тосола за зиму я не доливал. Мотор прошлым летом слегка перегревался после промывки системы охлаждения трилоном б и последующим заклиниванием термостата. Но мотор я тогда не глушил при кипении, поэтому бошка была абсолютно ровной. Итак, при вскрытии обнаружилось, что герметик был в абсолютной целостности и оставался на прокладке:

Как и термопаста, которая вполне в себе в исходных количествах осталась в месте нанесения:
Блок были чистым, без намёка на какой-либо нагар:
Нагара на ГБЦ оказалось значительно меньше, можете сравнить с фото в начале статьи. Нагар остался только между цилиндрами:
Там, как я понимаю прикипает прокладка из-за закипания тосола, образования воздушных пробок и последующим локальным перегревом:

    Так как камера сгорания серьёзно дорабатывалась, попросил мастера снять плюсом одну десятку. Сейчас высота ГБЦ должна быть в районе 93,8:

По итогу получилась практически идеальная поверхность ГБЦ:
Соответственно я повторил прошлую технологию, нанёс с верхней стороны тонкий слой герметика, а снизу на проблемное место тонкий слой термопасты КПТ-8:
Также равномерно тонким слоем покрыл привалочную поверхность блока:
Ну и решил углубить эксперимент, в местах прогара прокладки нанёс термопасты сверху прокладки ГБЦ:
На шпильки намотал фум-ленты во избежание их закисания:

    Итог эксперимента считаю положительным, такое можно в теории применять и на других моторах, где есть проблема прогорания - сверху наносить тонкий слой герметика, а снизу термопасту. Это значительно снизит рабочую температуру прокладки. Немалую роль в случае 402го играет и тепловой экран, температура блока за выпускным коллектором, я думаю, снижается ощутимо. Ещё из наблюдений - сложности при сдёргивании ГБЦ возникают на этапе снятия с направляющих, поэтому на них нанёс небольшое количество термопасты.

   

Фотогалерея