Avtoargon.ru

АвтоАргон
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Головка блока цилиндров

Головка блока цилиндров. Назначение и устройство

Современный двигатель внутреннего сгорания представляет собой весьма сложный агрегат, включающий в себя большое количество узлов и деталей. Ключевой составной частью ДВС является головка блока цилиндров (ГБЦ). ГБЦ, или просто головка, служит своего рода крышкой, закрывающей сверху цилиндры двигателя. Однако это далеко не единственное функциональное назначение головки. ГБЦ имеет довольно сложную конструкцию, а ее состояние критически важно для нормальной работы мотора.

Разбираться в устройстве головки и понимать, как функционирует данный элемент, должен каждый автолюбитель.

Какие бывают головки

Головки блока цилиндров производят методом литья из легированного чугуна или сплавов на основе алюминия. Изделия из алюминиевого сплава не так прочны, как чугунные, зато легче и меньше подвержены коррозии, именно потому их применяют в моторах большинства легковых автомобилей.

Чтобы ликвидировать остаточное напряжение металла, деталь подвергают обработке по специальной технологии. Затем производится фрезеровка и сверление.

В зависимости от конфигурации двигателя (расположения цилиндров, коленвала и распредвалов) он может иметь различное количество ГБЦ. В однорядном агрегате головка одна, в моторах другого типа, например, V-образном или W-образном, их может быть две. Крупногабаритные двигатели обычно оснащаются отдельными головками для каждого цилиндра.

Конструкция ГБЦ различается также в зависимости от количества и расположения распределительных валов. Распредвалы могут монтироваться в дополнительном отсеке головки, а могут устанавливаться в блоке цилиндров.

Возможны и другие конструктивные особенности, которые зависят от количества и расположения цилиндров и клапанов, формы и объема камер сгорания, расположения свечей или форсунок.

В двигателях с нижним расположением клапанов головка имеет значительно более простое устройство. В ней имеются лишь каналы циркуляции антифриза, посадочные места для свечей зажигания и элементы крепления. Однако такие агрегаты обладают низкой эффективностью и в автомобильной промышленности давно уже не используются, хотя их все еще можно встретить в специальной технике.

Устройство ГБЦ и ее функциональное назначение

ГБЦ, в соответствии со своим названием, находится в верхней части мотора. По сути это корпус, в котором монтируются детали газораспределительного механизма (ГРМ), управляющего впуском воздушно-топливной смеси в цилиндры и выпуском отработанных газов. В головке располагаются верхние части камер сгорания. В ней имеются отверстия с резьбой для вкручивания свечей зажигания и форсунок, а также отверстия для подсоединения впускного и выпускного коллектора.

Для циркуляции охлаждающей жидкости служат специальные каналы (так называемая рубашка охлаждения). Снабжение смазкой осуществляется по масляным каналам.

Кроме того, здесь предусмотрены посадочные места для клапанов с пружинами и приводными элементами. В простейшем случае на каждый цилиндр приходится по два клапана (впускной и выпускной), но их может быть и больше. Дополнительные впускные клапаны дают возможность увеличить общую площадь сечения, а также уменьшить динамические нагрузки. А за счет дополнительных выпускных клапанов можно улучшить теплоотвод.

Посадочное гнездо клапана (седло), изготовленное из бронзы, чугуна или жаропрочной стали, запрессовывается в корпус ГБЦ либо может выполняться в самой головке.

Точность посадки клапанов обеспечивают направляющие втулки. Материалом для их изготовления может быть чугун, бронза, металлокерамика.

Головка клапана имеет конусообразную фаску, сделанную под углом 30 или 45 градусов. Эта фаска является рабочей поверхностью клапана и прилегает к фаске седла клапана. Обе фаски тщательно обрабатываются и притираются для плотного прилегания.

Для надежного закрывания клапана служит пружина, которая производится из легированной стали с последующей специальной обработкой. Величина ее предварительной затяжки существенно влияет на параметры работы мотора.

Управляет открыванием / закрыванием клапанов распределительный вал. На нем имеется по два кулачка на каждый цилиндр (один для впускного, другой для выпускного клапана). Хотя возможны и другие варианты, в том числе наличие двух распредвалов, один из которых управляет впуском, другой — выпуском. В двигателях современных легковых автомобилей чаще всего применяется именно два распредвала, установленных сверху, а количество клапанов составляет 4 на каждый цилиндр.

В качестве приводного механизма управления клапанами применяются рычаги (коромысла, рокеры) или толкатели в виде коротких цилиндров. В последнем варианте зазор в приводе автоматически регулируется с помощью гидрокомпенсаторов, что повышает их надежность и продлевает срок службы.

Нижняя поверхность ГБЦ, которая прилегает к блоку цилиндров, делается ровной и тщательно обрабатывается. Чтобы исключить попадание антифриза в систему смазки или моторного масла в систему охлаждения, а также проникновение этих рабочих жидкостей в камеру сгорания, между головкой и блоком цилиндра при монтаже устанавливается специальная прокладка. Она может быть изготовлена из асбестокаучукового композитного материала (паронит), из меди или стали с полимерными прослойками. Такая прокладка обеспечивает высокую степень герметичности, не дает смешиваться рабочим жидкостям систем смазки и охлаждения, изолирует друг от друга цилиндры.

К блоку цилиндров головка крепится при помощи болтов или шпилек с гайками. К затяжке болтов нужно подходить очень ответственно. Ее следует производить в строгом соответствии с указаниями автопроизводителя по определенной схеме, которая может отличаться у разных двигателей. Обязательно нужно использовать динамометрический ключ и соблюдать установленный момент затяжки, который должен быть указан в инструкции по ремонту.

Несоблюдение процедуры приведет к нарушению герметичности, пробою прокладки ГБЦ, выходу газов через стык, снижению компрессии в цилиндрах, нарушению изоляции друг от друга каналов систем смазки и охлаждения. Все это проявится нестабильной работой двигателя, потерей мощности, перерасходом горючего. Как минимум придется менять прокладку, моторное масло и антифриз с промывкой систем. Возможны и более серьезные неприятности вплоть до необходимости серьезного ремонта двигателя.

Читать еще:  Ваз 2107 обогрев двигателя своими руками

Необходимо помнить, что прокладка ГБЦ не годится для повторной установки. Если головка снимается, прокладку необходимо обязательно заменить, независимо от ее состояния. То же касается и болтов крепления.

Сверху ГБЦ закрывается защитной крышкой (ее еще называют клапанной крышкой) с резиновым уплотнением. Она может быть изготовлена из листовой стали, алюминия или пластика. В крышке обычно имеется горловина для заливки моторного масла. Здесь также нужно соблюдать определенные моменты затяжки при закручивании болтов крепления и менять уплотнительную резину при каждом вскрытии крышки.

О ремонте и замене

К вопросам профилактики, диагностики, ремонта и замены головки блока цилиндров нужно подходить максимально серьезно, поскольку это критически важный элемент двигателя, который, к тому же, подвергается очень значительным механическим и термическим нагрузкам.

Проблемы рано или поздно возникают даже при правильной эксплуатации автомобиля. Ускоряют появление неисправностей в двигателе — и головке в частности — следующие факторы:

игнорирование периодической замены моторного масла;

использование низкокачественной смазки или масла, не соответствующего требованиям для данного ДВС;

использование горючего плохого качества;

забитые фильтры (воздушный, масляный);

длительное отсутствие регламентных работ;

резкая манера вождения, злоупотребление высокими оборотами;

неисправная или неотрегулированная система впрыска;

неудовлетворительное состояние системы охлаждения и, как результат, перегрев двигателя.

О пробое прокладки ГБЦ и других связанных с ней проблемах, уже говорилось выше. Подробнее об этом можно почитать в отдельной статье. Другие возможные неисправности головки:

треснувшие седла клапанов;

изношенные направляющие втулки клапанов;

разбитые посадочные места распредвала;

поврежденные элементы крепления или резьба;

трещины непосредственно в корпусе ГБЦ.

Седла и направляющие втулки можно заменить, однако производить это нужно по особой технологии с применением специального оборудования. Попытки сделать такой ремонт в гаражных условиях скорее всего приведут к необходимости полной замены головки. Самостоятельно можно попробовать очистить и отшлифовать фаски седел, не забывая при этом, что они должны плотно прилегать к ответным фаскам клапанов.

Для восстановления изношенных постелей под распредвал используют ремонтные втулки из бронзы.

Если сорвана резьба в гнезде для свечи, можно установить ввёртыш. Вместо поврежденных крепежных деталей используются ремонтные шпильки.

Трещины в корпусе головки можно попробовать заварить, если они находятся не на газовых стыках. Использовать средства типа холодной сварки бессмысленно, так как они имеют иной коэффициент теплового расширения и попросту очень быстро растрескаются. Применение сварки для устранения трещин, проходящих через газовый стык, нецелесообразно — в этом случае головку лучше заменить.

Вместе с головкой обязательно нужно менять ее прокладку, а также резиновое уплотнение крышки.

Проводя дефектовку головки блока цилиндров, не забудьте также проверить установленные в ней детали ГРМ — клапаны, пружины, коромысла, рокеры, толкатели и, конечно, распредвал. Если возникнет необходимость приобрести новые запчасти для замены изношенных, вы можете сделать это в интернет-магазине Китаец.

Удобнее и проще приобретать и монтировать ГБЦ в сборе, когда в ней уже установлены детали газораспределительного механизма (распредвал, клапаны с пружинами и приводами и пр.). Это избавит от необходимости подгонки и регулировки, которые потребуются, если в новый корпус головки установить компоненты ГРМ из старой ГБЦ.

От теории к практике: что представляет собой головка блока цилиндров?

Головка блока цилиндров является основным конструктивным узлом автомобильного двигателя. Неполадки в ее работе могут привести к серьезным последствиям, вплоть до капитального ремонта мотора. Подробнее об этом устройстве вы сможете узнать из данной статьи.

Конструктивные особенности ГБЦ

Видео «Процесс удаления трещины на конструкции ГБЦ»

Комментарии и Отзывы

Понятие ГБЦ

Что такое ГБЦ в машине, что являет собой расшифровка данного устройства? ГБЦ или головка блока цилиндров является неотъемлемой частью силового агрегата. Это устройство предназначено для контроля процесса сгорания топливовоздушной смеси в силовом агрегате, а также выводе отработавших газов. ГБЦ — это крышка силового агрегата, которая монтируется сверху непосредственно блока. Этот узел может быть выполнен из сплава алюминия либо легированного чугуна.

После процедуры завершения литья при производстве автомобилей ГБЦ проходит процесс искусственного старения, это происходит для удаления остаточного напряжения из устройства. Если автомобильный мотор однорядный, то в нем применяется одна ГБЦ. Если речь идет о W-образных агрегатах, в этом случае для каждого ряда цилиндров будет применяться отдельная ГБЦ. Нижняя часть конструкции более широкая, это нужно для надежной фиксации узла на агрегате. С целью уплотнения блока с ГБЦ в автомобиле применяется уплотнительный компонент — прокладка (видео снято и опубликовано каналом Теория ДВС).

Установка и крепление устройства на моторе осуществляется благодаря направляющим штифтам, которые фиксируют ГБЦ на двигателе. Штифты на головке закручиваются в определенном порядке, который определяется для каждой марки авто, причем особо важным является и момент затяжки устройства. Для затяжки применяется динамометрический ключ, который определяет этот момент — если вы будете закручивать штифты силой, не соблюдая момент, есть вероятность повреждения устройства. Деформация данной конструкции станет причиной необходимости ее замены.

Конструктивные особенности ГБЦ

Ранее ГБЦ изготовлялись из чугуна, но сегодня этот материал не используется для производства. Чугунные головки до сих пор установлены на многих автомобилях. Использование этого материала обусловлено тем, что чугунные ГБЦ лучше работают в условиях жестких температур. Чугунные головки лучше справляются с сильной жарой и пониженными температурами, а алюминиевые устройства больше подвержены усадке и деформации при работе в таких условиях (Александр Скрипченко).

Одним из важных элементов ГБЦ авто считается прокладка, которая выполняется из армированного асбеста. Благодаря использованию этого материала прокладка позволяет справляться со своими задачами при повышенных температурах, а также выдерживает высокое давление. Прокладки, выполненные из асбеста, позволяют обеспечить хорошую герметичность магистралей системы охлаждения, камеры сгорания и масляного провода.

Читать еще:  Электрическая схема газ 31105 с двигателем крайслер рестайлинг

Ниже приведены основные составляющие ГБЦ автомобильного двигателя:

  1. Прокладка.
  2. Газораспределительный механизм.
  3. Картер двигателя. На картере находятся все элементы и узлы устройства, в том числе каналы системы охлаждения и маслопривода. Здесь находится и камера сгорания.
  4. Технологические разъемы для установки форсунок либо свечей.
  5. Сама камера сгорания. Этот узел используется для обеспечения процедуры возгорания топливовоздушной смеси двигателя.
  6. Привод газораспределительного механизма.
  7. Посадочные места резьбовыми отверстиями. В них устанавливаются коллекторы — впускной и выпускной.

Клапаны, имеющиеся на ГБЦ, устанавливаются в одном ряду на конструкции. Клапаны устанавливаются под углом, составляющим 20 градусов. Конструктивные особенности в различных авто, особенно современного производства, могут отличаться, однако обычно клапаны находятся в одном ряду.

В передней части головки блока цилиндров находится технологическая поверхность для монтажа цепного привода ГРМ, а также натяжителя ремня или цепи ГРМ. Камеры сгорания автомобильного мотора монтируются плотно к самому блоку цилиндров, для обеспечения надежного прилегания они механически обрабатываются. Что касается габаритов, то площадь камер сжатия будет более низкой, чем габариты днища у поршней. Это позволяет в конечном итоге улучшить процесс сгорания топливовоздушной смеси в цилиндрах двигателя.

На левой стороне головки блока располагаются 4 технологических отверстия, в которые устанавливаются свечи либо форсунки двигателя. С другой стороны находится фланец, на него монтируются коллекторы. В непосредственной близости с фланцем располагаются магистрали системы охлаждения, по ним циркулирует хладагент. Сверху головки блока располагаются технологические отверстия, в них монтируются направляющие элементы, опоры шайб, подшипниковые устройства распредвала. Также на верхней части монтируется крышка, фиксирующаяся с помощью штифтов.

На ГБЦ устанавливаются и несъемные элементы:

  • седла клапанов, использующиеся для обеспечения герметичности ГРМ;
  • направляющие элементы клапанов.

Несъемные элементы монтируются путем прессовки в структуру головки блока. Процесс демонтажа и замены этих устройств выполняется с применением термического оборудования и инструментов, которые можно найти на специализированных станциях ТО. В домашних условиях их замена будет невозможной.

Видео «Процесс удаления трещины на конструкции ГБЦ»

Подробно процедура удаления трещин на конструкции головки блока цилиндров представлена в ролике ниже (видео снято и опубликовано каналом CarRepairVideos).

Что такое ГБЦ в двигателе автомобиля

Головка блока цилиндров (ГБЦ) двигателя современного автомобиля это достаточно сложный узел. Её предназначение заключается не только в том, чтобы служить крышкой для цилиндров мотора, она является своего рода базой, на которой установлены детали газораспределительного механизма, впускной и выпускной коллекторы, свечи зажигания. Также в ней выполнены каналы для охлаждающей жидкости и моторного масла, для подвода топливной смеси к впускным клапанам и удаления выпускных газов.
Как правило, головка изготавливается из алюминиевого сплава, но некоторые её детали, например, направляющие втулки и сёдла клапанов, запрессованные в корпус ГБЦ, делаются из стальных сплавов.

Устройство ГБЦ на примере двигателя ВАЗ 21083

Головка блока цилиндров (ГБЦ) двигателя ВАЗ 21083

Головка блока цилиндров служит не только крышкой для цилиндров мотора, но и своего рода базой, на которой установлены различные узлы и детали двигателя.

На фото 1 – головка блока цилиндров в сборе с крышкой двигателя ВАЗ 21083. Штуцер в крышке, который вы видите, соединяется патрубком с сапуном. Это сделано для того, чтобы очистить картерные газы, поступающие далее во впускной коллектор, от масла.
Сняв клапанную крышку, вы получаете доступ к деталям ГРМ (фото 2). Обратите внимание, что нижняя часть корпуса подшипников скольжения распредвала выполнена единым изделием с корпусом головки блока, верхняя же состоит из двух частей. Моторное масло подаётся через масляные каналы, сделанные в корпусе головки.
На фото 3 изображена ГБЦ ВАЗ 21083 со стороны поверхности, сопрягаемой с верхней плоскостью блока цилиндров.
Подача топлива и выпуск отработанных газов из цилиндров происходит благодаря своевременному открытию впускных и выпускных клапанов, установленных также в головке блока цилиндров. Рабочие кромки клапанов и их сёдел выполнены из жаропрочной стали, так как работают они непосредственно в камере сгорания.

Учитывая высокое давление и температуру, возникающие в процессе работы двигателя, особые требования выдвигаются к уплотнительной прокладке под головку блока цилиндров (фото 4). Её изготавливают из асбеста, армированного металлом.
Следует отметить, что прокладка под головку блока – одноразовая, так как при установке она «усаживается», что делает её повторное использование невозможным.

Прокладка под головку блока цилиндров – одноразовая, так как при установке она «усаживается», что делает её повторное использование невозможным.

Использование прокладки под головку блока сомнительного происхождения – нежелательно, так как даже незначительное изменение толщины прокладки ГБЦ может отрицательно сказаться на мощности двигателя. Особенно это касается дизелей, когда дизельный двигатель троит на холостых оборотах.
Для того, чтобы обеспечить герметичность цилиндров и каналов в местах стыковки головки и блока, требуется соблюдать не только усилие затяжки болтов головки блока цилиндров, но и очерёдность, то есть порядок.
Эта информация обязательно указывается в руководстве по ремонту авто.

Неисправности ГБЦ

Наиболее распространённой причиной замены ГБЦ является появление трещин в корпусе или нарушение формы привалочной плоскости головки в результате перегрева.

В том случае, если налицо незначительное искривление поверхности головки, дефект устраняется шлифованием поверхности. Качественный ремонт трещин в головке блока цилиндров невозможен в гаражных условиях. Попытки заполнить трещины составами типа «холодной сварки», как правило, малоэффективны из-за того, что материалы, которыми заполняются трещины, имеют отличающийся от сплава головки коэффициент температурного расширения.

Читать еще:  Что происходит с двигателем если мало масла

Замена прокладки ГБЦ

При замене прокладки ГБЦ требуется соблюдать не только усилие затяжки болтов головки блока цилиндров, но и очерёдность их затяжки.

Зачастую автомобилисты сталкиваются с необходимостью замены прокладки ГБЦ, вследствие её прогорания. Такой ремонт вполне доступен, разумеется при наличии необходимых инструментов и информации, касающейся момента и порядка затяжки болтов головки блока цилиндров.
Наиболее характерными признаками прогорания прокладки являются повышенная дымность выхлопа, когда двигатель дымит белым дымом и выбрасывание ОЖ в расширительный бачок. К тому же мотор будет перегреваться, а его мощность значительно снизится.
Если вы впервые меняете прокладку ГБЦ, то вам понадобится динамометрический ключ – для контроля момента затяжки. Болты головки блока цилиндров изготавливаются из стали, имеющей высокий предел прочности на разрыв, но риск оборвать их всё же есть. Поэтому даже мастера со стажем всегда используют динамометрический ключ при проведении работ по замене прокладки ГБЦ.

Что такое прокладка ГБЦ в автомобиле?

В устройстве двигателя каждая деталь выполняет конкретную функцию. Вне зависимости, идет ли речь о шатуне, поршневом пальце или сальнике коленчатого вала, поломка запчасти приводит к серьезным последствиям. Одним из важных элементов является прокладка ГБЦ — головки блока цилиндров. Зачем она нужна и чем грозит ее износ? Какие признаки, что прокладка ГБЦ пробита? Эти вопросы рассмотрим в сегодняшней статье на vodi.su.

Прокладка ГБЦ: что это такое

Двигатель внутреннего сгорания состоит из двух основных частей: блок цилиндров и головка блока. Головка закрывает камеры сгорания, в нее монтируют клапана и клапанный механизм, а также именно в ней установлены распределительные валы. Сверху она закрывается крышкой блока клапанов. Прокладка ГБЦ, как не сложно догадаться, располагается между блоком цилиндров и головкой.

Если двигатель 4-цилиндровый, то в прокладке мы видим четыре больших круглых выреза, а также отверстия под болты, которыми головка крепится к блоку, и под каналы для циркуляции технологических жидкостей. Основным материалом для ее производства служит армированный паронит, а отверстия под камеры сгорания имеют металлическую окантовку. Может она быть сделана из тонкого листового металла. Есть и другие варианты: медь, многослойная композиция металла и эластомера, асбесто-графит.

Сразу отметим, что сама по себе прокладка ГБЦ стоит не дорого. Гораздо дороже обходится работа по замене, так как приходится разбирать двигатель, а после замены настраивать механизм ГРМ и газораспределение. Какие же функции выполняет данная прокладка:

  • герметизация камер сгорания;
  • предотвращение утечки газов из двигателя;
  • предотвращение утечки масла и охлаждающей жидкости;
  • не дает ОЖ и моторному маслу смешиваться.

Но поскольку на большинстве современных авто устанавливают асбестовые прокладки, они со временем попросту прогорают, что создает серьезный прецедент — газы из камер сгорания могут попадать в контуры охлаждения, а ОЖ просачивается в двигатель. Чем это опасно: смывается масляная пленка со стенок цилиндров, происходит их ускоренный износ, силовой агрегат не охлаждается должным образом, возможность заклинивания поршней.

Как понять, что прокладка ГБЦ пробита?

Если прокладка ГБЦ требует замены, вы быстро узнаете об этом по целому ряду характерных признаков. Наиболее наглядный из них — сизый дым из выхлопной трубы, похожий на пар. Это значит, что тосол или антифриз активно просачивается в блок. Другие характерные симптомы пробитой прокладки ГБЦ:

  • перегрев двигателя;
  • газы попадают в рубашку охлаждения, при этом в расширительном бачке тосол начинает бурлить;
  • проблемы при запуске двигателя — из-за прогоревшей прокладки газы из одной камеры попадают в другую;
  • маслянистые потеки на стыке ГБЦ и блока цилиндров.

Заметить, что происходит смешивание масла с тосолом можно при проверке уровня — на щупе будут видны следы белой пены. В бачке для ОЖ невооруженным глазом заметны масляные пятна. Если смешались тосол и смазка, придется менять прокладку, промывать систему охлаждения двигателя, менять масло.

Проблема заключается еще в том, что прорыв прокладки происходит не сразу. Отверстие расширяется постепенно из-за нагрузок на двигатель, высокой компрессии, неправильной установки или использования недорогих материалов. Детонации, о которых мы недавно рассказывали на vodi.su, тоже приводят к износу прокладки ГБЦ.

Обратите внимание: конкретных сроков, когда нужно менять этот уплотнительный элемент, производители не указывают. Поэтому при каждом прохождении ТО необходимо диагностировать силовой агрегат на утечки масла и ОЖ.

Замена прокладки ГБЦ

Если заметили хотя бы один из выше перечисленных признаков, необходимо произвести замену прокладки ГБЦ. Заказывать услугу лучше на профессиональных СТО, где имеются необходимые инструменты. Сам процесс снятия «головы» достаточно сложен, так как потребуется отсоединить массу датчиков, навесного оборудования, ремень или цепь ГРМ. Кроме того, болты ГБЦ затягиваются при помощи динамометрического ключа. Есть специальные схемы, как их правильно откручивать и закручивать. Например, чтобы демонтировать головку, нужно все болты поочередно, начиная с середины, проворачивать по одному разу, чтобы снять напряжение.

После того, как ГБЦ демонтирована, место расположения старой прокладки тщательно очищают, обезжиривают. Новую же укладывают на герметик, чтобы она точно села на место. Затяжка болтов должна выполняться строго по схеме с оптимальным затяжным моментом. Кстати, в большинстве случаев эти болты необходимо менять. После завершения работы водитель следит за поведением мотора. Отсутствие перегрева, следов масла и пр. — свидетельство правильно выполненной замены.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector