U zarania motoryzacji blok silnika był monolitem. Szybko jednak okazało się, że łatwa konserwacja i serwisowanie są niemożliwe bez oddzielenia od siebie głowicy cylindrów i skrzyni korbowej. To jednak z kolei stwarzało problem utrzymania szczelności, który nie był łatwy do rozwiązania. Mimo wszystko koncepcja rozdziału pomiędzy głowicą cylindrów a skrzynią korbową sprawdza się, a to w dużej mierze zasługa elementu, o którym przeczytacie w dzisiejszym artykule.

Czym jest uszczelka głowicy?

Jak wspomniano na wstępie, uszczelka głowicy cylindrów w silnikach spalinowych zapewnia doskonałe uszczelnienie między blokiem silnika a głowicą lub głowicami cylindrów. Liczba mnoga jest oczywiście istotna, ponieważ silniki typu „V” i „bokser” mają zazwyczaj oddzielną głowicę cylindrów po każdej stronie, a co za tym idzie również oddzielne uszczelki.

Uszczelka spełnia zasadniczo dwa zadania. Spalanie odbywa się w głowicy cylindrów, dlatego niezwykle ważne jest, aby uszczelka nie uwalniała sprężonych gazów, co w przeciwnym razie uniemożliwiałoby prawidłową pracę silnika.

Uszczelka zapobiega również przedostawaniu się chłodziwa lub oleju silnikowego do cylindrów. Nieszczelna uszczelka głowicy cylindrów może spowodować nieprawidłową pracę silnika i/lub jego przegrzanie. Temat ten potraktujemy bardziej szczegółowo w dalszej części artykułu.

W chłodzonym wodą silniku spalinowym pomiędzy blokiem silnika a głowicą cylindrów krążą trzy substancje:

– Gazy spalinowe (nienasycona mieszanka powietrzno-paliwowa i spaliny)

– Chłodziwo na bazie wody w wydrążonych w tym celu kanałach

– Olej silnikowy

Dla prawidłowej pracy silnika konieczne jest, aby żadna z tych substancji nie przeciekała, ani nie traciła ciśnienia na styku bloku silnika i głowicy cylindrów. Uszczelka głowicy cylindrów jest uszczelnieniem, które zapobiega tym nieszczelnościom i stratom ciśnienia.

Rodzaje uszczelek głowicy cylindrów

Z wielokrotną warstwą stali (MLS – Multiple Layer Steel): Większość obecnie produkowanych silników jest wyposażona w uszczelki MLS. Składają się one z dwóch do pięciu (najczęściej trzech) cienkich warstw stali, przekładanych elastomerem. Powierzchnie styku są zwykle pokryte gumopodobną powłoką, taką jak Viton, która przylega do bloku silnika i głowicy cylindrów, podczas gdy wewnętrzne warstwy są zoptymalizowane pod kątem elastyczności.

Z miedzianej blachy: Miedziana blacha zazwyczaj wymaga specjalnej uszczelki zwanej O-ringiem, w której na obwodzie cylindrów ułożony jest kawałek drutu wżerający się w miedź. Są one zazwyczaj bardzo trwałe.

Kompozytowe: Starsza konstrukcja, która jest bardziej podatna na przecieki niż nowsze modele. Uszczelki kompozytowe są tradycyjnie wykonane z azbestu lub grafitu. Uszczelki azbestowe stają się coraz mniej powszechne ze względu na zagrożenie dla zdrowia.

Elastomerowe: Ten typ wykorzystuje stalową płytę z wytłaczanymi kulkami z gumy silikonowej do uszczelnienia kanałów oleju i płynu chłodzącego. Otwory są uszczelnione w bardziej tradycyjny sposób za pomocą pierścieni ze stali walcowanej. Ten typ uszczelki był stosowany w silnikach Rover serii K.

Uszczelki typu O-ring: Uszczelki te zazwyczaj wykonane ze stali lub miedzi. Są one wielokrotnego użytku i zapewniają największy docisk podczas stosowania pomiędzy odpowiednio przygotowanymi płaskimi powierzchniami, ponieważ ich powierzchnia jest znacznie mniejsza niż innych rodzajów uszczelek.

Usterki uszczelki głowicy cylindrów

Nieszczelność uszczelki głowicy – często nazywana „przepaloną uszczelką głowicy” – może powodować wyciek płynu chłodzącego, gazów spalinowych lub obu tych substancji.

Niebieski dym z wydechu wskazuje, że do komór spalania dostaje się nadmiar oleju (choć oprócz uszczelek głowicy cylindrów są też inne przyczyny). Biały dym z wydechu wskazuje na przedostawanie się płynu chłodzącego do komory spalania.

Uszczelki głowicy cylindrów dzielą się na zewnętrzne i wewnętrzne. O wyciekach zewnętrznych mówimy w przypadku wycieku oleju lub chłodziwa na zewnątrz silnika, zwykle od spodu.

Wyciek wewnętrzny jest wtedy, gdy płyny przedostają się do innego obiegu, co może skutkować mieszaniem się chłodziwa z olejem. Oznaką może być obecność piany w zbiorniku wyrównawczym płynu chłodzącego.

Wyciek chłodziwa do układu olejowego może spowodować powstanie w oleju substancji przypominającej koktajl mleczny, która jest często widoczna na bagnecie lub korku wlewu oleju. Jednak obecność tej substancji nie jest jednoznacznym dowodem na uszkodzenie uszczelki głowicy cylindrów, ponieważ olej może mieszać się z płynem chłodzącym w inny sposób. Możliwe jest również uszkodzenie uszczelki w taki sposób, że olej nie zetknie się z płynem chłodzącym. Dlatego nie można jednoznacznie określić stanu uszczelki głowicy cylindrów na podstawie badania oleju.

Wyciek płynu chłodzącego

Jeśli chłodziwo dostanie się do cylindra, mieszanka paliwowo-powietrzna nie będzie się prawidłowo spalać, moc silnika spadnie, a z wydechu często wydostawać się będzie para (biały dym). Ta para może uszkodzić katalizator. Jeśli do cylindrów wycieknie bardzo duża ilość płynu chłodzącego, może dojść do zalania silnika, a tym samym jego poważnego uszkodzenia.

Brak kompresji

Gdy gazy spalinowe uchodzą z cylindra, następuje spadek kompresji, co prowadzi do utraty mocy lub nierównej jazdy. Przedostanie się gazów spalinowych do układu chłodzenia zmniejsza wydajność układu chłodzenia i może spowodować przegrzanie silnika. W innych przypadkach gazy mogą dostać się do małych przestrzeni pomiędzy uszczelką a głowicą cylindrów lub blokiem silnika, a następnie zostać uwolnione do atmosfery po zatrzymaniu silnika.

Gazy te następnie przedostają się do płynu chłodzącego, tworząc pęcherzyki powietrza. Czasami pęcherzyki powietrza mogą zostać uwięzione w termostacie chłodziwa silnika, powodując, że pozostaje on zamknięty, co prowadzi do przegrzania, a w konsekwencji powstania większych otworów między uszczelką a silnikiem.

Jak zdiagnozować usterkę uszczelki pod głowicą i na czym polega naprawa?

Powszechne metody badania nieszczelności uszczelki głowicy cylindrów to próba kompresji (z użyciem manometru), próba szczelności z użyciem płynu kontrolnego lub próba chemiczna, która identyfikuje węglowodory w płynie chłodzącym.

Koszt części zamiennej (samej uszczelki głowicy) jest zazwyczaj stosunkowo niski, droższy jest proces wymiany, który wiąże się z wysokimi kosztami robocizny. Wynika to z faktu, że demontaż i wymiana głowicy cylindrów jest zadaniem czasochłonnym. Do tego dochodzi fakt, że śruby głowicy cylindrów również muszą zostać wymienione na nowe.

źródło: wikipedia.org