EN
Матеріал прокладки кришки клапанів визначає тривалість герметичності, стійкість до температур, хімічну сумісність з моторним маслом та стійкість до деформації під стиском — тобто схильності стиснутої еластомерної прокладки постійно деформуватися й втрачати здатність утримувати герметичність з часом. Литі гумові та силіконові профілі домінують у сучасних двигунах, тоді як традиційний корк практично застарів і використовується лише в класичних та ретро-застосуваннях.
Кожна родина матеріалів має власні характеристики продуктивності. Пробкові прокладки витримують робочий діапазон температур від -30 °C до +120 °C і мають типовий термін експлуатації 2–4 роки. Вони забезпечують герметизацію за рахунок фізичного стиснення, але погано протистоять деформації стиснення — тобто після затягування й циклів нагрівання пробка постійно втрачає товщину (значення деформації стиснення зазвичай становлять 40–60 %) й перестає забезпечувати герметичність. Акрилонітрил-бутадієнова гума (NBR) працює в діапазоні температур від -40 °C до +130 °C і має термін експлуатації 5–7 років у типових умовах. Вона добре стійка до моторного масла, але руйнується при тривалому контакті з сучасними низьков’язкими синтетичними маслами, що містять естер — це мало відомий механізм відмови двигунів, які працюють з тривалими інтервалами заміни масла.
Силікон (VMQ) є сьогодні основним матеріалом у більшості японських і корейських застосувань, працюючи в діапазоні температур від -60 °C до +200 °C і маючи термін служби 7–10 років і відмінну стійкість до стиснення (зазвичай менше 20 % після 1000 годин при 150 °C у наших тестах старіння). Формований FKM (Viton) працює в діапазоні температур від -20 °C до +230 °C протягом 10+ років і демонструє найкращі показники стиснення, які ми вимірюємо — зазвичай менше 12 % — але його вартість у 3–5 разів перевищує вартість стандартного силікону. FKM використовується у застосуваннях із високим тепловим навантаженням: двигуни Ford EcoBoost, деякі кришки VW/Audi TSI та дизельні двигуни, у яких температура мастила регулярно перевищує 130 °C.
У порівнянні прозою: корковий матеріал є недорогим, терплячим до неповної рівності поверхні (заповнює зазори до приблизно 0,3 мм) та повністю застарілим для сучасного використання — його термін експлуатації просто надто короткий. NBR є економічним вибором для старших двигунів з атмосферним впуском та універсальних застосувань. Силікон є сучасним стандартом: чудовий діапазон робочих температур, тривалий термін служби, гарна хімічна стійкість та помірна вартість. FKM — це преміальний вибір для високотемпературних та дизельних застосувань, де умови експлуатації виправдовують додаткові витрати.
Одна поширена помилка в майстернях, яку варто виправити: багато техніків використовують смужку силіконового герметика RTV як «додаткове ущільнення» поряд із формованим прокладкою. У наших заводських випробуваннях це часто погіршує герметичність. RTV затвердіває з іншою швидкістю, ніж релаксує стиснута прокладка, і може перешкоджати рівномірному приляганню формованого профілю. Правильний підхід — чиста, суха поверхня з’єднання та лише відповідна формована прокладка; RTV застосовується виключно в окремих точках, передбачених виробником (зазвичай у чотирьох кутах кришок V-подібних двигунів, де з’єднання головки циліндрів і блоку створює ступінь).
Випадок з ремонтом двигуна Honda K20, з яким ми консультувалися: технік використав універсальну прокладку з NBR загального призначення і додав смужку RTV «на всякий випадок». Кришка почала протікати в трьох кутах уже через 2000 км. Заміна на правильну формовану силіконову прокладку (яка входить до складу оригінального комплекту або сертифікованого відповідно до стандарту IATF 16949 комплекту від стороннього виробника) без додаткового герметика остаточно вирішила проблему.
Nansen Auto виробляє кришки клапанів із вбудованими профілями ущільнювальних прокладок для понад 150 моделей за допомогою процесів, сертифікованих за стандартом IATF 16949. Наші випробування на старіння при високій температурі проводяться при 150 °C протягом 1000 годин (що еквівалентно приблизно 10 рокам типової експлуатації згідно з моделями старіння Арреніуса); ступінь стискання вимірюється до та після випробування й має залишатися меншим за 25 %. Перевірка герметичності повітря проводиться при перепаді тиску 30 кПа на спеціальному пристрої, що відтворює справжню поверхню ущільнення головки циліндрів — а не плоску випробувальну пластину, — що дозволяє виявити геометричні недоліки, які проявляться на реальному двигуні.
Специфічна примітка щодо сумісності, яка створює труднощі для ремонтників: деякі неоригінальні «підвищені» моторні оливи та присадки до палива містять цинковий діалкілдитіофосфат (ZDDP) у концентраціях, що перевищують рівні, для яких були затверджені оригінальні силіконові формули виробників обладнання. У двигунів, що постійно працюють на таких рідинах, термін служби силіконових прокладок скорочувався з 8+ років до 4–5 років. Якщо ремонтник планує використовувати оливи з високим вмістом ZDDP, то матеріал FKM є безпечнішим варіантом.
Ми повинні чесно визнати те, що прокладка не може виправити: деформовану фланцеву кришку, пошкоджену поверхню ущільнення головки блоку циліндрів або тріщину в внутрішній перегородці. Якщо прокладку вже заміняли двічі, а протікання продовжується, проблема майже напевно знаходиться поза самою прокладкою. Діагностичним кроком, який найчастіше пропускають у більшості майстерень, є перевірка обох стикуються поверхонь за допомогою прецизійної лінійки.
Остання матеріальна примітка: на кришках клапанів Nissan серії VQ V6 та багатьох інших подібних конструкціях V-подібних двигунів прокладка включає кілька інтегрованих гумових втулок навколо свічкових отворів. Ці втулки, як правило, виготовлені з того самого сіліконового матеріалу, але піддаються більш жорстким термічним циклам, оскільки трубки свічок безпосередньо проводять тепло від згоряння. Коли кришка клапанів протікає маслом у свічкові колодязі, саме ці втулки — а не периметральна прокладка — майже завжди є справжньою причиною протікання.
Питання та відповіді:
Питання та відповіді: П: Чому виробники відмовилися від пробкових прокладок? В: Пробка постійно стискається під впливом термічних циклів і втрачає силу ущільнення вже через 2–3 роки; крім того, вона не витримує сучасних робочих температур понад 130 °C. Силіконові та FKM-формовані профілі зберігають силу ущільнення протягом 7–10+ років, що відповідає сучасним інтервалам технічного обслуговування.
ЧаП: П: Чи може силіконовий RTV замінити формований прокладку? В: Лише як дуже короткочасний аварійний ремонт. Формовані профілі забезпечують узгоджену геометрію стиснення, яку рідкі герметики не здатні відтворити, а RTV, нанесений у канавку, часто перешкоджає правильному приляганню задуманого ущільнення. Використовуйте RTV лише там, де це спеціально передбачено виробником (зазвичай у кутових з’єднаннях).
ЧаП: П: Як визначити, що прокладка кришки клапанів потребує заміни? В: Зверніть увагу на просочування мастила вздовж краю фланця, мастило в свічкових колодязях (пошкодження гумових втулок) або запах горілого мастила біля випускного колектора. У разі силіконових прокладок їх заміна зазвичай потрібна через 100 000–150 000 км або щоразу, коли кришку знімають для будь-якого іншого технічного обслуговування.
Часті запитання: П: Чи потрібно повторно затягувати болти кришки після циклу нагрівання? В: У деяких конструкціях — так. Toyota вказує на необхідність повторної затяжки після першого циклу нагрівання для певних кришок клапанів. Перевірте процедуру виробника обладнання (OEM). У випадку силіконових ущільнювальних профілів початкова затяжка зазвичай стабільна, але легка перевірка затяжки через 500–1000 км може виявити проблеми з монтажем до того, як вони призведуть до витоків.