Опишите устройство головок блоков цилиндров и их прокладок кратко

Обновлено: 02.07.2024

Головка блока цилиндров является одной из самой важной деталью двигателей внутреннего сгорания. Обычно это монолитная деталь (также может быть в разделенном виде) из сплавов алюминия (или чугуна), которая является корпусной деталью для газораспределительных механизмов и формирует верхнюю часть камеры сгорания. Как правило устанавливается на блок цилиндров через прокладку и крепится при помощи болтов.

Головка блока цилиндров. Общий вид, 3D модель

Назначение головки блока цилиндров

Головка блока берет на себя обязанности по выполнению таких важных функций, как обеспечение базировки и размещения компонентов газораспределительного механизма, элементов подвода и отвода топлива, обеспечение газодинамических характеристик воздушного заряда, отвод из камеры сгорания продуктов горения, формирование камеры сгорания и обеспечение ее герметичности, отвод и подвод масла для компонентов газораспределительного механизма (ГРМ). Также головка блока цилиндров (ГБЦ) является важным элементом, благодаря, которому обеспечивается соответствие автомобиля экологическим стандартам по уровню выброса вредных веществ.

Устройство головки блока цилиндров. Конструкция.

Головка блока цилиндров в разрезе. Установка форсунки Чтобы понять принцип работы головки блок цилиндров необходимо знать её составляющие. Итак, в состав ГБЦ входят: седла клапанов, направляющие втулки, коромысло клапана, гидрокомпенсатор (иногда идет в составе с коромыслом), траверса (если есть необходимость открытия двух клапанов одновременно при наличие одной штанги на два клапана на шестнадцати клапанной головке блока), пружины для возврата клапанов в исходное положение, свечи зажигания (для бензиновых и газовых двигателей), топливные форсунки (преимущественно используются в дизельных двигателях), впускные клапана и выпускные клапана (обычно диаметр впускных клапанов больше, чем у выпускных, так как отверстие на головке блока должно иметь определенный диаметр, с целью обеспечения необходимых газодинамических характеристик воздушного заряда, для более полного сгорания воздушно-топливной смеси).

Схема ГБЦ

Обычно для производителей алюминиевые головки блока цилиндров приоритетнее, потому как они более удобные в производстве, обработке и ремонте. Но на некоторых дизельных двигателях используются чугунные головки, так как детонационные свойства дизельного топлива превышают прочностные характеристики алюминиевых головок, что приводит к сокращению срока службы или разрушению последних.

Также ГБЦ можно разделить на два вида это - индивидуальные головки и моноголовки. У первого вида есть ряд преимуществ, в первую очередь связанные с ремонтопригодностью, простотой и низкими затратами при обслуживании. Но большинство мировых производителей автомобилей и автокомпонентов отдают предпочтение моноголовкам, которые также имеют свои преимущества. Сложность конструкции этого вида обусловлена базировкой распределительного вала (или двух распределительных валов, что дает возможность использовать насос-форсунку (при использовании топливной системы Common Rail) и сэкономить место в блоке) в самой ГБЦ. Ниже вы найдете видео работы головки блока цилиндров.

Принцип работы головки блока цилиндров.

Головка блока цилиндров. Вид снизу. Если кратко описать как работает головка блока цилиндров то получится, что она формирует камеру сгорания, подает камеру сгорания двигателя топливно-воздушную смесь и обеспечивает отвод отработавших газов. После запуска автомобиля для ГБЦ основными задачами является газораспределение и обеспечение герметичности газового стыка.

Принцип работы головки цилиндров заключается в следующем: распределительный вал толкает штангу, которая в свою очередь давит на гидрокомпенсатор и, соответственно, на коромысло. Коромысло давит на клапан, который открывается и в зависимости от назначения клапана либо топливно-воздушный заряд (или просто воздушный в дизельных двигателях) попадает в камеру сгорания, где происходит воспламенение от искры свечи зажигания, либо происходит выпуск отработавших газов в выпускной коллектор, после чего пружина клапана возвращает клапан на место и цикл повторяется снова. В дизельном двигателе, где происходит воспламенение от сжатия, важными параметрами здесь является синхронизация открытия впускного клапана и впрыска топлива форсункой.

Также, безусловно, важным параметром может стать герметичность газового стыка в соединении головки блока цилиндров с блоком цилиндров, так как при нарушение герметичности может привести к ряду проблем, таких как неполное сгорание топлива, повышенный шум, затрудненный запуск двигателя. В таких случаях необходима замена прокладки головки блока цилиндров. Прокладку нельзя использовать несколько раз, так как при повторной затяжке головки блока, установленный момент затяжки не обеспечивает стопроцентную герметичность. Затяжку следует производить от центральных болтов к крайним.

Также замена прокладки ГБЦ должна производится в стерильных условиях, дабы исключить попадания пыли, стружки и т.п. в камеру сгорания. Если при ремонте вы задумались о замене ГБЦ, то многие эксперты рекомендуют купить головку блока цилиндров в сборе, так как сборка компонентов разных производителей не гарантирует безпроблемную работу. Так вкратце описан принцип работы одной из основных деталей двигателя, также предлагаем узнать как работает ретардер и раздатка.

Основные проблемы головки блока цилиндров. Последствия и причины нарушения работоспособности.

Выпадение седла впускного клапана в процессе эксплуатации.

Последствия - Разрушение головки блока цилиндров, элементов ГРМ и ЦПГ, как следствие - отказ двигателя.

Причины - Нарушение позиционирования седел в головке блока цилиндров, так как не выдержан диаметр посадочного места.

Нарушение герметичности посадки впускных и выпускных клапанов на фаску седел

Снижение параметров компрессии, затрудненный запуск двигателя, потеря мощности

Нарушение формирования герметичности направляющих поверхностей седла клапана, так как не выдержаны геометрические параметры стенки посадочного места под седло относительно оси отверстий под клапаны

Нарушение герметичности в соединении седел с головкой блока цилиндров

Нарушение теплоотвода, разрушение элементов ГРМ и ЦПГ, как следствие отказ двигателя

Неплотная посадка седел в головке блока цилиндров, не выдержаны шероховатость стенок и торца отверстия под седло клапана, параметры перпендикулярности и биения относительно торца отверстия под седло клапана

Нарушение герметичности по прессовой посадке (в соединении с головкой блока цилиндров) направляющих втулок впускных и выпускных клапанов

Снижение параметров компрессии, затрудненный запуск двигателя, повышенный расход масла

Позиционирование отверстий под направляющие втулки клапанов не обеспечивает герметичности в соединение направляющих втулок с головкой блока цилиндров

Прорыв газов через уплотнение газового стыка (в соединении головка блока цилиндров - уплотнительная прокладка - блок цилиндров)

Нарушение рабочего процесса в цилиндре, как следствие нестабильная работа двигателя, потеря мощности, повышенный шум, нарушение требований правил ЕЭК ООН №51 и №49

Геометрия поверхности огневого днища головки блока цилиндров не обеспечивает герметичность по газовому стыку

Развитие неплоскостности днища ГБЦ под воздействием газовых сил при эксплуатации - минимальный коэффициент запаса прочности головки блока цилиндров не обеспечивает достаточной жесткости при удельной нагрузке от газовых сил

Недостаточная жесткость зон сопряжения с опорным буртом гильз блока цилиндров

Нарушение герметичности в соединении головка блока - уплотнительная прокладка - блок (по штанговым полостям и отверстиям слива масла)

Подтекание масла, нарушение требований правил ЕЭК ООН №49

Негерметичность уплотнения вследствие недостаточной жесткости (как следствие - деформации) головки цилиндров.

Нарушение герметичности в соединении головка - уплотнительная прокладка - выпускной коллектор

Не выдержан допуск плоскостности привалочной поверхности ГБЦ под уплотнительную прокладку выпускного коллектора

Чистота обработки поверхности под уплотнительную прокладку выпускного коллектора не обеспечивает герметичность стыка

Нарушение герметичности уплотнения в соединении клапанной крышки с головкой блока цилиндров

Повышенный расход моторного масла

Чистота обработки привалочной поверхности головки блока цилиндров под уплотнительную прокладку не обеспечивает герметичность в соединении

Недостаточное количество зон крепления клапанной крышки к головке блока цилиндров

Проблема - Неполное сгорание подаваемого форсункой топлива

Потеря мощности двигателя

Энергетические параметры впускного канала (момент вихря) не обеспечивают максимальное сгорание топлива.

Нарушение герметичности в соединении головки - уплотнительная прокладка - воздушный коллектор

Нарушение газодинамических характеристик - неполное сгорание топлива

Геометрические параметры привалочной поверхности головки блока под воздушный коллектор не обеспечивают герметичности в соединении с воздушным коллектором

Блок цилиндров (БЦ) и головка блока цилиндров (ГБЦ) двигателя являются основными частями любого ДВС. В них находятся механизмы и узлы, обеспечивающие работу мотора. При работе БЦ и ГБЦ подвергаются серьезным нагрузкам и перепадам температур, поэтому очень важны материалы и качество их изготовления. Также важным фактором является точность и степень механической обработки.

Блок цилиндров

Блок цилиндров или шорт-блок является самой большой частью двигателя. Остальные элементы, так или иначе, крепятся к нему. В верхней части БЦ находятся колодцы цилиндров. Вокруг них выполнены полости для жидкостного охлаждения (рубашка охлаждения). В нижней части, которая называется картером, располагается коленчатый вал, к которому крепятся шатуны и поршни. То есть блок является местом расположения всего кривошипно-шатунного механизма. Также в нем выполнены каналы системы смазки.

БЦ изготавливают цельной деталью при помощи литья. В качестве основного материала для изготовления служит чугун или алюминиевые сплавы. БЦ из алюминиевых сплавов значительно легче по весу, но проигрывает в прочности и цене. Чугун доступнее и прочнее.

Цилиндры и хонингование

Рабочие цилиндры могут быть выполнены непосредственно как часть блока, а могут применяться гильзы. На поверхность цилиндров наносится специальный никелькремниевый сплав – никасил. Это очень прочный материал, защищающий кольца поршня от трения. Поверхность полируется до зеркала, чтобы свести к минимуму трение в условиях ограниченного поступления масла.

Для улучшения смазки внутренней поверхности цилиндров применяют хонингование. Хон наносится специальным инструментом с головкой и абразивными брусками. В итоге на поверхности образуется выгравированная сетка. В ее желобках лучше удерживается масло. На внутренних стенках с хоном образуется масляная пленка, в результате чего значительно снижается трение и повышается ресурс деталей. Повторное хонингование, как правило, делается во время расточки двигателя или замены гильз.

Гильзы

Расточка и гильзовка блока цилиндров

После появления дефектов и выработки на стенках применяют расточку цилиндров. Со стенок снимается металл определенной толщины, а затем устанавливаются другие ремонтные поршни и кольца под новый размер. Число расточек ограничено, так как объем постепенно увеличивается, а прочность снижается.

Головка блока цилиндров

Головка блока цилиндров устанавливается сверху блока и является, по сути, крышкой, которая его закрывает. Для изготовления ГБЦ применяются в основном алюминиевые сплавы. Крепится головка к блоку с помощью шпилек или болтов, которые затягиваются динамометрическим ключом в строгой последовательности, как указано в руководстве по ремонту конкретного автомобиля.

Камеры сгорания образуются путем плотного прилегания ГБЦ к БЦ. Чтобы отработавшие газы не проникали между головкой и блоком цилиндров, устанавливается уплотнительная прокладка. Она основана на асбестографитовой основе и способна выдерживать рабочую температуру и давление.

ГБЦ в сборе состоит из следующих элементов:

• корпус с камерами сгорания, патрубками, масляными и каналами системы охлаждения; (впускные и выпускные клапаны, коромысла и толкатели);
• распределительные валы с приводом от коленвала;
• отверстия для свечей зажигания;
• впускные и выпускные коллекторы для подачи воздуха и отвода отработавших газов;
• прокладка ГБЦ.

На современных двигателях клапаны ГРМ и распредвал находятся именно в головке блока. Но раньше были моторы с нижним распредвалом. В V-образных двигателях на каждый ряд цилиндров устанавливается отдельная головка блока.

В передней части ГБЦ находится цепной или ременный привод газораспределительного механизма. По обеим сторонам на фланце крепятся впускной и выпускной коллекторы. Также рядом расположены патрубки для подвода охлаждающей жидкости.

Клапанная крышка

Клапанная крышка закрывает ГБЦ и газораспределительный механизм. Она крепится к головке с помощью болтов. Между головкой и крышкой также устанавливается прокладка для плотного и герметичного соединения. Это нужно, чтобы масло в процессе работы не вытекало наружу, а внутрь не попадали грязь и пыль. Также на крышке располагается маслозаливная горловина.

Ранее крышки изготавливались из стали, но на современных двигателях отдают предпочтения алюминиевым или пластиковым. Это снижает уровень шума, повышает надежность и доступность детали.

Блок цилиндров и головка блока цилиндров составляют основу двигателя. Многое зависит от материалов и качества их изготовления. При правильной эксплуатации и своевременном обслуживании они прослужат очень долго.

Двигатели внутреннего сгорания устанавливаются на большинство отечественных или собранных за границей автомобилей. Силовые агрегаты постоянно дорабатываются, технические характеристики улучшаются. При этом конструктивное исполнение моторов остаётся прежним на протяжении многих лет. Одной из составных частей двигателя является головка блока цилиндров. Этот узел имеет определенные особенности и функционал.

Назначение головки блока цилиндров

В зависимости от марки и модели транспортного средства, конструктивное исполнение головки блоков цилиндров может отличаться. Данный узел закрывает цилиндры от механических воздействий сверху. Для обеспечения герметичности внутренней части силового агрегата между крышкой и блоком устанавливается обжимная прокладка.

Роль ГБЦ в составе силового агрегата:

1. В корпусе проложены каналы подачи топливной смеси, удаления отработанных газов. Там же располагаются элементы газораспределительного механизма.
2. Модуль отвечает за подачу, отвод отработанного масла от деталей газораспределительного механизма.
3. Узел обеспечивает герметичность камеры сгорания транспортного средства.
4. Внутри происходит создание нужных газодинамических характеристик воздушной смеси для камер сгорания.

Исправная ГБЦ – один из необходимых факторов соответствия транспортного средства экологическим нормам. Любые поломки или сбои в работе приводят к увеличению выбросов отработанных газов в атмосферу.

Устройство головки блока цилиндров. Конструкция

Меняются внешний вид, размеры, технические параметры комплектующих. Однако основные элементы головки блока цилиндров в сборе остаются неизменными:

• предусмотрены места для свечей зажигания или форсунок (в зависимости от типа двигателя транспортного средства);
• присутствует камера для сгорания топливной смеси, её размер и конфигурация зависят от особенностей мотора;
• стандартная схема включает места для установки элементов газораспределительного механизма (ГРМ);
• направляющие и сёдла клапанов обязательно входят в состав узла, вне зависимости от марки или модели авто;
• обязательными элементами модуля являются смазочные каналы и рубашка, по которой циркулирует охлаждающая жидкость.

В конструкцию входят и другие комплектующие. Крышка с горловиной для заливки смазочных жидкостей, клапаны, пружины, сухари, гидрокомпенсаторы, коромысла с винтами, болты ГБЦ и другие детали.

Материалы для производства

В процессе эксплуатации через головку проходят отработанные газы, разогретые до высокой температуры, а также топливная смесь. Поэтому к данному узлу предъявляются повышенные требования в плане надёжности и износостойкости. В качестве материалов для производства используются чугун или алюминий.

В первом случае масса узла достаточно большая. Жаростойкость, прочность на высоком уровне. На автомобили с дизельными моторами чаще всего устанавливают чугунные блоки. Недостаток – большой вес серого или легированного чугуна.

Лёгкий алюминий является хорошим проводником тепла. Такие моторы быстро остывают, отличаются мощностью и небольшим расходом топлива. Этот металл легко обрабатывается, ремонт требует меньших затрат по сравнению с чугунными элементами.

Соединение осуществляется через специальную прокладку. Данный элемент изготавливается из разных материалов. Стальные прокладки – классических вариант для однократной установки.

Асбестовые прокладки характеризуются устойчивостью к высоким температурам, упругостью. К недостаткам комплектующих из сочетания асбеста и стали относятся чувствительность к вибрациям, перепадам температуры.

Безасбестовые прокладки из композитных материалов дороже, отличаются упругостью и долговечностью. Выполнены из синтетического волокна и каучука, не боятся перепадов температуры. Единственный недостаток – высокая стоимость.

Схема ГБЦ

В зависимости от типа двигателя схема головки блока цилиндров может иметь разные варианты. Устанавливаемые модули отличаются габаритами, устройством, типом газораспределительного механизма, конструкцией камер сгорания.

По исполнению они делятся на следующие категории:

• Рядные двигатели комплектуются моноголовками. Такой тип модуля встречается на большинстве автомобилей. Недостаток – сложность конструкции.
• Моторы V-образного типа оснащаются общим модулем для каждого ряда цилиндров.
• Если на автомобиле установлен многоцилиндровый силовой агрегат, головки могут устанавливаться на каждый цилиндр. Такие модули характеризуются ремонтопригодностью, недорогие.
• Узлы индивидуальной конструкции.

Многоловками комплектуются силовые агрегаты с количеством цилиндров от 2 до 6. При большем числе цилиндров раздельные головки устанавливаются на каждый элемент. Моторы V-образной конструкции всегда имеют моноголовки на каждый ряд.

Камеры сгорания располагаются в головке полностью или частично. Для дизельных, бензиновых, газовых двигателей конструкция отличается. Порядок протяжки головки блока цилиндров определяется техническими регламентами на конкретную модель силового агрегата.

Принцип работы головки блока цилиндров

Порядок функционирования ГБЦ, установленных в автомобилях разных марок, одинаковый. Основной принцип работы – заполнение камеры сгорания топливной смесью, её воспламенение, последующий отвод отработанных газов в выхлопную систему автомобиля. Принцип взаимодействия элементов:

1. Расположенный на распредвале кулачок отвечает за выталкивание штанги через нижний наконечник.
2. От распредвала крутящий момент через гидрокомпенсатор в виде толкающего усилия передается на коромысло. В схеме передачи задействованы верхний наконечник и регулировочный винт.
3. Усилие от коромысла направляется на хвостовик клапана и перемещает его. Внутри камеры образуется круговая щель. Происходит впрыскивание топлива, его воспламенение искрой свечи.
4. Под действием давления поршень начинает движение, открывается выпускной клапан головки блока цилиндров, через который отработанные газы выталкиваются в выхлопную систему. Газы направляются в открытую щель, далее в патрубок и трубу.
5. Пружина возвращает выпускной клапан в седло. На этом цикл работы завершается. Многократным повторением этого обеспечивается работоспособность силового агрегата.
6. Для двигателей, работающих на дизельном топливе, воспламенение смеси осуществляется от резкого сжатия и увеличения давления. Точная настройка топливного насоса высокого давления обеспечивает правильную работу мотора. Обязательным условием является синхронизация момента впрыска смеси и движения клапана.

Основные проблемы головки блока цилиндров. Последствия и причины нарушения работоспособности

Неправильная затяжка головки блока цилиндров может привести к выходу двигателя из строя и последующему ремонту. В процессе эксплуатации авто могут возникать и другие проблемы в работоспособности головки, других составляющих мотора.

Элементы из алюминия или чугуна являются технически сложными. Частыми причинами обращения в сервисный центр являются:

Любая из указанных проблем требует скорейшего обращения в автомастерскую для сервисного обслуживания и ремонта. Существуют и другие причины выхода элемента из строя.

Проблемы с седлом впускного клапана

Нарушение позиционирования сёдел в головке приводит к её разрушению. Также выходят из строя газораспределительный механизм, ЦПГ. Для устранения проблемы требуется ремонт силового агрегата.

Потеря герметичности впускных и выпускных клапанов

Если нарушен порядок затяжки ГБЦ, не выдержаны геометрические параметры и прикладываемые усилия, нарушается герметичность впускных и выпускных клапанов. В результате снижается компрессия двигателя. Мотор теряет в мощности, наблюдаются трудности с запуском в любую погоду.

Потеря герметичности в местах соединения головки и седел

Причиной подобного дефекта часто становится неплотная посадка седла. Аналогичные проблемы наблюдаются при увеличении шероховатости стенок. Система отвода тепла от двигателя работает некачественно. Постепенно выходит из строя газораспределительный механизм. Мотор перестаёт запускаться и функционировать.

Потеря герметичности направляющих втулок

Если в местах соединения направляющих втулок с корпусом имеются зазоры, герметичность считается нарушенной. Последствия дефекта стандартные: падает компрессия в цилиндрах, увеличивается расход масла в двигателе. Запуск мотора с затруднениями.

Проблемы с уплотнительной прокладкой, прорыв выхлопных газов

При появлении дефектов прокладки головки блока цилиндров фиксируется прорыв выхлопных газов. Двигатель теряет мощность, увеличивается уровень шума.

Потери герметичности в соединениях и уплотнениях

В двигателях бензиновых и дизельных авто основные проблемы с головкой связаны с потерей герметичности уплотнений. Подобные дефекты фиксируются в следующих местах:

• в точке соединения с блоком по штанговым полостям, и отверстиям для слива смазки;
• в месте соединения головки с выпускным коллектором;
• на участке головка – клапан блока цилиндров;
• в точке соединения с воздушным коллектором.

Указанные неисправности вызывают увеличенный расход масла, потерю автомобилем мощности, некорректную работу силового агрегата.

Как выявить проблемы

Своевременная диагностика и техническое обслуживание позволяют продлить срок эксплуатации мотора. Для выполнения ремонтных работ требуется привлечение квалифицированных специалистов, оснащенных современным оборудованием. Определить поломки, связанные с герметичностью, выходом из строя элементов устройства ГБЦ, целостностью прокладки, можно по следующим признакам:

• при запуске мотора возникают трудности, двигатель функционирует нестабильно;
• выхлопные газы приобретают белесый оттенок;
• возрастает расход моторного масла, топлива, падает мощность;
• на стыках ГБЦ с блоком наблюдаются подтёки жидкости, тосола или масла.

Заключение

ГБЦ – один из обязательных элементов двигателя внутреннего сгорания. Отличия в типе, конструктивном исполнении, размерах не влияют на принцип работы. Симптомы поломок одинаковые для большинства агрегатов. Своевременное техническое обслуживание и профилактика позволяют увеличить срок эксплуатации узла, минимизировать риск внезапных поломок.

Двигатель внутреннего сгорания имеет сложную конструкцию, где каждый элемент отвечает за выполнение различных задач. Одним из таких элементов является головка блока цилиндров (ГБЦ).

ГБЦ смело можно назвать одним из ключевых узлов в мотоцикле или автомобиле. Это устройство контролирует вывод газов в двигателе внутреннего сгорания. Внешне ГБЦ представляет собой крышку, которая закрывает сам блок. Для ее изготовления используются алюминиевые сплавы или чугун.

Качественная работа головки блока цилиндров напрямую зависит от плотности прилегания самой ГБЦ к блоку цилиндров. Именно из-за этого верхняя часть данной детали является более узкой, чем нижняя. Между самим блоком и головкой находится уплотнительная прокладка. Фиксирование ГБЦ осуществляется с помощью штифтов.

Вся дальнейшая работа ГБЦ зависит от правильности монтажа. Каждый автомобиль имеет собственный регламент установки головки блока цилиндров. Поэтому важно использовать правильную инструкцию для каждого конкретного автомобиля. В ней указывается порядок затяжки штифтов и необходимый момент закручивания. Монтаж ГБЦ осуществляется с помощью динамометрического ключа.

Не следует применять грубую силу при установке ГБЦ – это может стать причиной повреждения масляного канала, уплотнительной прокладки и прочих элементов системы. Если головка будет деформирована, повреждена или установлена неправильно, это повлечет за собой нарушения в работе двигателя и всего транспортного средства.

Особенности конструкции ГБЦ

Для изготовления головки блока цилиндров сегодня применяются алюминиевые сплавы. Раньше распространенным материалом был легированный чугун.

Составляющими элементами ГБЦ являются:

• газораспределительный механизм;
• уплотнительная прокладка;
• корпус головки цилиндра, в котором располагаются камера сгорания, патрубки системы охлаждения, масляные провода;
• привод ГРЦ;
• отсеки для монтировки свечей;
• камера сгорания;
• посадочные плоскости для выпуска переработанных газов.

Рассмотрим более подробно каждый из перечисленных выше элементов.

Клапаны ГБЦ располагаются в первом ряду. Наклон каждого из них к цилиндрам составляет 20˚. Современные иномарки имеют несколько иной принцип устройства ГБЦ, но конструкция все-равно является похожей.

Уплотнительная прокладка изготавливается из армированного асбеста. Этот материал хорошо выдерживает высокие температуры, которые возникают во время работы двигателей внутреннего сгорания. Также армированный асбест в состоянии выдержать высокое давление, обеспечивая герметичность конструкции мотора при различных нагрузках.

В передней части устройства располагается привод газораспределительного механизма и натяжитель цепи. Камеры сгорания располагаются близко к ним, поэтому взаимодействие с ними организовано механическим способом. Камеры для сжатия имеют в несколько раз меньший объем, чем сами поршни. Это позволяет воздушным смесям закручиваться в момент поднятия поршней в процессе работы двигателя. Таким образом процесс сгорания топлива улучшается.

На левой части головки цилиндра располагаются посадочные места для свечей зажигания. Сюда же монтируются системы для опоры рычага и опорные шайбы. Сверху ГБЦ есть крышка, которая фиксируется болтами к корпусу.

Несъемные детали в ГБЦ

В ГБЦ имеются несъемные части. В их числе – седла клапанов, которые отвечают за герметичность газораспределительного механизма. Важно учитывать, что сборка этих элементов происходила под воздействием пресса и выполнить их замену в домашних условиях невозможно. Ремонт можно выполнить только в сервисном центре и применением специализированного оборудования.

Многие владельцы авто пытаются самостоятельно выполнить ремонт ГБЦ, но лучше не делать этого, чтобы избежать серьезных проблем с транспортным средством.

• Форма головки цилиндра может измениться, что приведет к нарушениям герметичности камеры сгорания и клапанов.
• Неправильный нагрев может стать причиной выхода из строя головки цилиндров.
• На поверхности детали могут образоваться трещины и микротрещины, из-за чего двигатель утратит свою работоспособность.

Самостоятельный ремонт несъемных деталей ГБЦ может стать причиной поломки детали, что обернется еще более дорогостоящим ремонтом.

Силовая установка большинства автомобилей в настоящее время представлена двигателем внутреннего сгорания. Его сложность растет с каждым годом. Появляются новые узлы и вспомогательные системы, которых не было еще десять лет назад. Две основные корпусные детали, которые существуют с самого появления ДВС, – это блок цилиндров и головка блока цилиндров. Рассмотрим подробнее, что же такое ГБЦ.

Что такое ГБЦ в авто простыми словами

ГБЦ можно сравнить с крышкой, закрывающей цилиндры двигателя. Стык между ней и блоком очень тщательно герметизируется с помощью специальной обжимной прокладки, для того чтобы обеспечить высокую компрессию горючей смеси во время рабочего такта. Нарушение этого соединения приведет к поломке автомобиля.

В состав ГБЦ входят детали, отвечающие за процесс смесеобразования и подачи топлива в камеру сгорания. Правильное соотношение между горючим и воздухом достигается благодаря синхронизированной работе всех элементов головки. От состояния и качества настройки ее частей во многом зависит бесперебойное функционирование мотора.

Рекомендуем

Головка изготавливается из чугуна или алюминиевого сплава. Последний материал более предпочтителен из-за меньшего веса. Однако имеет недостаток, связанный с большей текучестью и склонностью металла к короблению при высоких температурах в случае перегрева мотора. Рядные двигатели имеют, как правило, одну головку блока цилиндров. V-образные – две головки. И, наконец, экзотические W-образные двигатели оснащаются как минимум тремя головками. При любом их количестве наполнение узла остается примерно одинаковым.

Где находится ГБЦ

Под капотом автомобиля можно увидеть пластиковый кожух, сняв который легко обнаружить крышку ГБЦ. Сама головка расположена ниже, но обычно она скрыта агрегатами навесного оборудования.

Головка находится над блоком цилиндров, занимающим большую часть подкапотного пространства. Двигатель может быть расположен как вдоль продольной оси автомобиля, так и поперек. Редкий вариант размещения двух головок – по бокам на оппозитном двигателе.

Головка крепится к блоку цилиндров резьбовыми соединениями – шпильками или болтами. Через плоскость их разъема проходит множество каналов и камер, которые задействованы в работе двигателя. Это в первую очередь камеры сгорания, а также масляные каналы, магистрали жидкостного охлаждения и т. д.

На корпусе ГБЦ располагаются клапаны с пружинным механизмом и постель распредвала. Снаружи в специальные резьбовые отверстия вкручиваются свечи. Также на ней может быть другое оборудование, в зависимости от типа двигателя и расположения его цилиндров.

Рекомендуем

Клапаны в движение приводит распредвал, смонтированный в верхней части головки блока цилиндров. В передней части находится шестерня привода газораспределительного механизма, расположенная на оси распредвала, а также цепь (или ремень) привода ГРМ.

Конструкция детали: что входит в ГБЦ

Поподробнее рассмотрим, из чего состоит ГБЦ.

Первоначально детали головки изготавливались из чугуна. Выбор материала был обусловлен высокой вибронагруженностью и температурным режимом работы двигателя. Чугун обладает высокой механической прочностью и термоустойчивостью. Он не подвержен деформациям и короблению при нагревании. Основной недостаток чугуна – большой удельный вес. Современное материаловедение позволяет использовать сплавы из легких металлов (например, из алюминия), которые отвечают всем вышеперечисленным характеристикам, но обладают меньшей массой.

Герметизация плоскости разъема блока и головки цилиндров осуществляется посредством специальной прокладки. Это сложная деталь, в основу которой входит армированный асбест. Она должна повторять все контуры и каналы головки и при этом выдерживать высокое давление и температуру. Во время крепления болтов головки блока цилиндров необходимо соблюдать заданное усилие и последовательность затяжки. Обычно она осуществляется в несколько этапов и деформирует прокладку в определенных местах.

Что входит в состав ГБЦ?

• Прокладка создает герметичное соединение и функционирование систем охлаждения и смазки.
• ГРМ – это газораспределительный механизм, включающий в себя цепь (ремень), связывающую коленвал и распредвал, собственно распределительный вал и клапаны с пружинным механизмом.
• Корпус головки блока цилиндров называется картером. В нем расположены все детали и механизмы.
• Резьбовые отверстия для монтажа свечей системы зажигания и форсунок для впрыска топлива.
• Камера сгорания, в которой происходит рабочий процесс воспламенения горючей смеси, обеспечивающий работу двигателя.
• Цепь или ремень ГРМ.
• Привалочные плоскости с отверстиями для крепления впускного трубопровода и выпускного коллектора вместе с датчиками и патрубками системы охлаждения.

Клапаны впуска и выпуска расположены вдоль постели распредвала. При использовании двух клапанов на цилиндр они расположены в один ряд. При использовании четырехклапанной конструкции (два впускных и два выпускных на цилиндр) они располагаются в два параллельных ряда. Ось клапанов имеет отклонение от перпендикуляра к плоскости разъема головки и блока цилиндров, как правило, в 20 градусов.

В передней части головки находится пространство для звездочки газораспределительного механизма цепи (или ремня) и ее успокоителя. Они приводят в движение распредвал. Камеры сгорания расположены над цилиндрами и имеют немного меньший диаметр, чем поршни. Благодаря такому несоответствию на границе блока цилиндров и ГБЦ создается завихрение топливной смеси в конце такта сжатия. Это благоприятствует воспламенению горючего и увеличению мощности двигателя.

Слева по направлению движения автомобиля расположены входные отверстия для монтажа свечей зажигания и форсунок подачи топлива. Они вкручиваются по резьбе и участвуют в процессе работы двигателя. На противоположной стороне находятся площадки для подсоединения впускного и выпускного трубопроводов. Также сюда подходят патрубки, подводящие охлаждающую жидкость к ГБЦ.

Сверху головка блока цилиндров имеет сложную конфигурацию, обеспечивающую расположение элементов газораспределительного механизма. Вдоль центральной оси идут площадки для монтажа вкладышей распредвала. В них помещается сам распредвал и сверху фиксируется крышками с ответными полукольцами подшипников скольжения. В специальные отверстия под распредвалом запрессовываются направляющие втулки клапанов. Над ними крепятся шайбы сложной формы, в которые устанавливаются пружины, удерживающие клапан в поднятом состоянии. Сверху ГБЦ надевается металлическая или силуминовая крышка, закрывающая механизмы.

Из чего еще состоит ГБЦ? В головке блока цилиндров имеются неподвижные элементы, такие как:

• седла клапанов, обеспечивающие герметичность впускных и выпускных клапанов в закрытом состоянии;
• направляющие клапанов, задающие вектор их перемещения.

Седла и направляющие запрессовываются с натягом в ГБЦ. В домашних условиях выполнить такую работу очень сложно. Требуется сильный нагрев головки блока цилиндров и глубокое охлаждение ответных деталей перед процессом монтажа. Долгая запрессовка может привести к выравниванию температур и заклиниванию направляющей или клапана. Кроме того, головки из алюминиевого сплава подвержены деформации при нагревании, поэтому перегрев может стать для них фатальным. Для выполнения этой операции лучше обратиться в специализированную мастерскую.

Функции ГБЦ в автомобиле

Головка имеет в своей нижней части полости, являющиеся камерами сгорания. Между ГБЦ и блоком цилиндров устанавливается жаропрочная прокладка. Ее основной функцией является подача горючего, отвод отработанных газов и рабочий процесс сгорания топлива.

Рассмотрим, для чего нужна ГБЦ:

• сверху головки блока цилиндров находится металлическая крышка, выполняющая защитную функцию;
• в верхней части крышки устроена маслоналивная горловина, закрытая резьбовой пробкой;
• стык блока цилиндров и головки уплотняется жаропрочной асбестовой прокладкой, армированной металлом;
• в головке блока смонтирован распредвал, на котором закреплена шестерня привода ГРМ с ремнем (или цепью) и успокоителем;
• свечи зажигания (в дизельных моторах – свечи накаливания), а также форсунки подачи топлива находятся с левой стороны головки;
• снизу устроены полукруглые выемки, являющиеся камерами сгорания цилиндров;
• газораспределительный механизм монтируется в корпусе ГБЦ;
• с правой стороны головки находятся площадки и отверстия для подсоединения впускного и выпускного трубопроводов.

Техобслуживание и диагностика ГБЦ

Соблюдение температурного режима и своевременное проведение сервисных регламентных мероприятий обеспечит бесперебойную работу головки блока цилиндров на протяжении всего срока службы двигателя. Основные операции по обслуживанию головки блока цилиндров связаны с газораспределительным механизмом, подверженным наибольшим механическим и тепловым нагрузкам.

Следует упомянуть о:

• нормальном функционировании клапанов;
• контроле эластичности сальников клапана;
• сальниках шкивов распредвала;
• и, самое важное, целостности прокладки ГБЦ.

Повреждения прокладки головки блока цилиндров – самая распространенная неисправность. Она может прогореть, и тогда в ней появляются каналы, по которым жидкости и газы начинают перемешиваться. Например, охлаждающая жидкость может попадать в камеру сгорания.

Диагностировать такую неисправность можно по беловатому цвету выхлопных газов. Если есть сомнения, то надо выкрутить свечи зажигания и внимательно их рассмотреть. Одна из них (в том цилиндре, где появилась течь) будет отличаться цветом и состоянием электродов от остальных.

Рекомендуем

Еще бывает, что масло попадает в антифриз. При этом последний теряет свои свойства, и мотор начинает перегреваться. Охлаждающая жидкость бурлит, меняет цвет, начинает выдавливаться через пробку расширительного бачка или радиатора. Если же тосол попадает в масло, то оно пенится, на поверхности образуется эмульсия, при этом смазывающие свойства значительно ухудшаются.

Ранняя диагностика и ремонт в начале проявления неисправности существенно продлят жизнь головке блока цилиндров. После ремонта особое внимание обратите на порядок и момент затяжки болтов ГБЦ. Подробно процесс описан в руководстве по ремонту.

В некоторых случаях ремонт возможен только после демонтажа головки. Рассмотрим их подробнее:

• расточка и хонингование цилиндров;
• замена направляющих втулок клапанов и их седел;
• замена клапанов или притирка рабочих фасок к седлам;
• проточка или шлифовка седел;
• проточка привалочных плоскостей ГБЦ;
• замена пробитой прокладки ГБЦ;
• заваривание микротрещин и дефектов в корпусе головки блока цилиндров.

Большинство ремонтных работ, связанных с головкой блока цилиндров, требует высокой квалификации мастера и специализированного инструмента. Поэтому тщательно взвесьте все за и против, прежде чем самостоятельно браться за сложные операции.

В некоторых случаях ошибка может стать фатальной, и придется покупать новую ГБЦ. Самая трудоемкая операция связана с демонтажем изношенных направляющих втулок и запрессовкой новых.

Перед выполнением операции головка должна быть нагрета до определенной температуры. Превышение температурного порога чревато ее короблением и выходом из строя. Особенно это касается силуминовых ГБЦ.

Направляющие втулки, наоборот, должны быть глубоко охлаждены. Тепловая деформация металла позволяет смонтировать их в посадочные места, а после выравнивания температур появляется требуемый натяг детали.

Гораздо проще выполнить операцию замены втулок (подшипников скольжения) шкива маслонасоса. По крайней мере, здесь не надо создавать специальный температурный режим сопрягаемых деталей.

Признаки проблемы с ГБЦ в машине

Регламентные работы выполняются в условиях специализированного сервиса опытными механиками. Проведение технического обслуживания двигателя включает, в числе прочих, и операции, связанные с ГБЦ. Это регулировка клапанов, замена успокоителя, ремонт распредвала, замена и регулировка свечей зажигания и т. п.

Снятие головки блока цилиндров для ремонта влечет за собой массу дополнительных операций. Сюда входит замена прокладки, снятие и установка привода ГРМ и его последующая регулировка, выставление зазоров клапанного механизма и т. п.

Нарушение целостности прокладки можно выявить по следующим признакам:

• белесый цвет выхлопных газов;
• высокий расход моторного масла;
• эмульсия в моторном масле, особенно хорошо видная на масляном щупе холодного мотора;
• изменение цвета и бурление охлаждающей жидкости после попадания в нее масла;
• течь масла или антифриза по стыку ГБЦ и блока цилиндров;
• быстрое снижение уровня охлаждающей жидкости.

Мнения автовладельцев о проблемах с ГБЦ

Рекомендуем

Читайте также:

  
• Рубенс снятие с креста описание кратко
  
• Вещное право суханов кратко
  
• Славянофилы это в литературе кратко
  
• Офтальмология в древнем египте кратко
  
• The cpu топик по английскому кратко