Болты головки блока цилиндров

На самом деле технологии так шагнули, что даже «копеечный» болт рассчитывается по множеству параметров. Проводятся серьёзные исследования, какие материалы применять, как лучше болты затянуть, вычисляются оптимальные размеры. В современном моторе даже от болтика (особенно, если это болт головки блока цилиндров) зависит, разовьёт ли движок полную мощность.

Функции болтов ГБЦ

Болты ГБЦ (головки блока цилиндров) - это конструктивные элементы для герметизации сочленения «ГБЦ - прокладка - блок». Они создают требуемое конструкцией усилие сжатия и передают его на узлы двигателя. Для этого болты следует завинчивать в соответствии с точно определённым методом и очередностью затяжки.

Прокладка головки блока цилиндров может только распределять общее усилие, прилагаемое к ней, на разные участки, которые надо загерметизировать (газовая, водяная и масляная среды). Это называют удельным распределением сжатия уплотнения. В связи с этим действует следующее правило: общее усилие, создаваемое болтами головки блока цилиндров, а также его равномерное распределение по всему уплотняемому узлу является существенным условием для того, чтобы прокладка ГБЦ выполняла свою функцию.

Современные двигатели имеют уменьшенную массу и облегченную конструкцию, с этим связаны:

• Повышенные величины максимального давления цикла (до 220 бар).

• Возрастающая подвижность узлов двигателя относительно друг друга.

• Уменьшенная жёсткость двигателя и увеличившееся термическое расширение деталей в связи с использованием блоков из алюминия и магния.

• Необходимость уменьшения деформации цилиндров и головки блока цилиндров (это называют уменьшением усилия свинчивания).

Для того, чтобы справиться с такими условиями, болтам головки блока цилиндров пришлось пережить серьезные изменения. Ведь их свойства должны полностью соответствовать требованиям двигателей. Наряду с улучшенными материалами и технологиями изготовления болтов серьёзнейшие изменения были сделаны в отношении конструкции болтов и метода затяжки. А помимо этого улучшены условия трения за счёт нанесения на поверхности болтов специальных покрытий.

Типы болтов

Болты применяются разных типов: с накатанной короткой резьбой, накатанной длинной резьбой, растягивающейся (компенсационной) спиральной резьбой, растягивающимся (компенсационным) стержнем.

Для конструкций моторов облегчённого типа разработаны новые типы болтов. Ведь ГБЦ из алюминия с блоком из серого чугуна, как и ГБЦ и блок исключительно из алюминия, демонстрируют при термическом расширении иное поведение в отношении стальных болтов головки блока цилиндров. Термическое расширение деталей двигателя, изготовленных из алюминия, примерно в два раза больше, чем у болтов ГБЦ. Использование материалов, пригодных для изготовления компонентов двигателей облегчённой конструкции, и изменённые методики затяжки стали причиной того, что на двигателях современной конструкции находят применение прежде всего болты для затяжки головки блока цилиндров следующей геометрии:

Болты с накатанным стержнем

Используются прежде всего в двигателях легковушек. Такие болты характеризуются наличием резьбы, которая накатывается на стержень. Болт больше не подвергается обработке со снятием стружки. Свойства таких болтов с длинной резьбой по эластичности очень близки свойствам болтов с растягивающимся (компенсационным) стержнем, которые приходится под­вергать доработке на металлообрабатывающих станках. Поэтому такие болты иногда называют более дешёвым вариантом болтов с компенсационным стержнем.

Болты с накатанной короткой резьбой

У этих болтов резьба накатывается только до максимальной глубины ввёртывания. Верхняя часть резьбы при этом принимает на себя большие усилия и из-за этого подвергается пластичной деформации, которая чаще всего не исчезает.

Болты с накатанной длинной резьбой

У этих болтов очень длинная резьбовая часть, которая зачастую доходит почти до головки болта. В этой зоне происходит эластичное и пластичное удлинение болта при затяжке и при вводе двигателя в эксплуатацию. Модификация болта с длинной резьбой повышает эластичность, обеспечивает равномерное напряжение вдоль стержня и придаёт болту достаточную способность к пластичной деформации. А это гарантирует длительную выносливость всего уплотненного сочленения «ГБЦ - прокладка - блок».

Болты с компенсационной (растягивающейся) спиральной резьбой

Это болты, на стержень которых методом вальцовки накатывается одно- или многоходовая резьба, образующая своего рода «растягивающуюся спираль». Эта спираль повышает у болтов эластичность и обеспечивает равномерное распределение напряжения. Эластичная податливость таких болтов зависит от диаметра керна выбранного профиля растягивающейся спирали. Чем меньше этот диаметр, тем больше характеристика приближается к параметрам болта с растягивающимся стержнем.

Болты с компенсационным (растягивающимся) стержнем

Болты этой модификации часто используются в двигателях грузовых автомобилей. Они характеризуются утончением стержня от резьбы до участка, немного не доходящего до головки болта. Благодаря меньшему сечению по сравнению с болтами, стержень у которых «полномасштабный», достигается большая эластичная и пластичная податливость. Пластичное удлинение, важное для ремонта, происходит в не ввернутой, меньшей по диаметру части болта.