Головка блока цилиндров - это важнейшая деталь для каждого современного укомплектовываются абсолютно все силовые установки, будь это дизельный автомобиль или бензиновый. Конечно, различия между ними есть - и вид топлива, однако устройство и принцип работы головки блока от этого не изменяются. Поэтому сегодня мы разберем общую конструкцию данного элемента.
и принцип работы
Несмотря на свою важность в работе двигателя, головка блока цилиндров имеет вполне простую конструкцию. Данный механизм состоит из таких частей, как:
- клапаны газораспределения, а именно впускной и выпускной;
- свечи зажигания (в случае с бензиновым) либо форсунки (в случае с дизельным двигателем);
- блок камеры сгорания топливно-воздушной смеси.
Исходя из фото, предоставленного в самом начале статьи, мы видим, что представляет собой конструктивную часть двигателя (по сути, большую алюминиевую крышку) с запрессованными седлами клапанов и направляющими втулками. Следует отметить, что оси этих деталей должны полностью совпадать друг с другом, иначе в противном случае весь кривошипно-шатунный механизм выйдет из строя.
Головка ДВС и блок конструктивно соединяются между собой при помощи специальной огнеупорной сталеасбестовой прокладки. Последняя исключает возможность выхода газов через место соединения устройств и потерю компрессии. Следует отметить, что данная прокладка, несмотря на свою примитивную конструкцию, очень важна для автомобиля. В случае потери ее герметизационных свойств может ухудшиться работа всего двигателя. Вначале произойдет явление компрессии, мотор потеряет свою мощность, а затем и вовсе может прекратить работу. Тяга автомобиля прекращается из-за несанкционированного выхода газов из камеры. А учитывая то, что внутри ДВС образуется высокая степень сжатия (порядка 2 тысяч атмосфер на дизельных и 100 на бензиновых моторах), потеря мощности может быть существенной.
Головка блока цилиндров (ГАЗель 3302 в том числе) также входит в состав КШМ, поэтому ее взаимосвязь с двигателем является непосредственной.
Особенности технического обслуживания
Каждая деталь, какой бы надежной она ни была, рано или поздно подвергается износу, несмотря на то что головка блока цилиндров (ВАЗ-2110 в том числе) может прослужить от 200 до 400 тысяч километров. Это не исключает возможности ее деформации и износа ранее. Как правило, это происходит вследствие частого но ГБЦ может сломаться и по причине несвоевременной замены прокладки. Поэтому, чтобы головка блока прослужила как можно дольше, во-первых, не перегревайте мотор и не пытайтесь охлаждать его водой сверху. Во-вторых, регулярно меняйте и проверяйте состояние прокладки. То же самое относится и к крепежным болтам. Далее не забывайте о сезонной чистке клапанов впускного и выпускного такта он нагара. При соблюдении этих простых советов ваш двигатель прослужит долго и без всяких поломок.
Не многие новоиспеченные автовладельцы, впервые севшие за руль, знают, что головка блока цилиндров - одна из важнейших частей двигателя.
В этой статье мы расскажем о ГБЦ, что это такое в машине, устройстве головки и процессах, проходящих в ней. Также мы рассмотрим основные признаки пробоя головки блока цилиндров, которые помогут вам своевременно заметить неисправность силового блока, а также отслеживать его работоспособность.
ГБЦ, что это такое в машине?
Головка блока цилиндров или просто ГБЦ – важная часть двигателя, расположенная непосредственно над блоком цилиндров. Знать это должен каждый автовладелец. Так как именно в головке тепловая энергия, образованная от сгорания топлива, превращается в механическую энергию движения. Именно в ней сосредоточенны основные механизмы, осуществляющие этот процесс. За это многие механики называют ГБЦ - "голова" или "башка", подразумевая, что она выполняет ведущую роль во всем блоке двигателя.
Из чего же состоит ГБЦ?
По своей структуре ГБЦ состоит из крышки и корпуса головки:
- Крышка головки защищает внутренние узлы и механизмы ГБЦ от внешних воздействий, а также не допускает протечек моторного масла. Сверху она имеет отверстие для заправки мотора маслом. Соединение крышки и корпуса головки осуществляется с помощью винтов и специальной многоразовой резиновой прокладки, которая не позволяет маслу просочиться между двумя составляющими.
- В свою очередь корпус головки является основой, в которой расположено большое количество важных узлов двигателя. Самыми простыми по своей структуре являются ГБЦ в двигателях с нижним расположением клапанов. Более сложную конструкцию имеют верхнеклапанные моторы.
В корпусе ГБЦ располагается множество важных составляющих, без которых запуск двигателя и его работа просто невозможна. Давайте разберемся, какие функции она выполняет и что в ней собственно имеется:
- Частично или в полном объеме в ГБЦ расположены камеры сгорания.
- Проходят каналы систем смазки и охлаждения.
- Имеются фланцевые отверстия для впускного коллектора, который в зависимости от типа двигателя может подавать как топливную смесь, так и просто воздух.
- Также в корпусе ГБЦ имеются отверстия для выпускного коллектора, через который осуществляется вывод отработавших газов.
- В корпусе головки располагается площадка и отверстия для элементов газораспределительного механизма, элементов передачи распредвала и других узлов.
- Имеются резьбовые отверстия для свечей зажигания или форсунок.
- В двигателях с верхним расположением распредвала имеются дополнительны опоры.
Все эти важные составляющие напрямую взаимодействуют с корпусом головки, которая также имеет и другое название – картер ГБЦ.
В месте, где корпус головки соприкасается с блоком цилиндров, внутренняя поверхность гладкая и несколько расширенная. Это позволяет ГБЦ плотно соединяться с блоком цилиндров, а также выдерживать сильные нагрузки, возникающие при работе двигателя.
Помимо этого между стыков двух составляющих предусмотрена прокладка. Делается она из армированного асбеста, так как именно этот материал способен выдерживать перепады давления газов и разницу температур, сохраняя при этом высокий уровень герметичности каналов маслопровода, охладительной системы и камеры сгорания. Однако такая прокладка является одноразовой и для повторного использования уже не пригодна.
Каким нагрузкам подвергается ГБЦ во время работы двигателя?
Во время работы мотора головка подвергается следующим нагрузкам:
- Большой разнице температур;
- Давлению отработанных газов;
- Серьезным механическим воздействиям.
Во время сгорания топлива в разных участках головки перепады температур могут достигать до нескольких сотен градусов. Например, в районе камеры сгорания разогрев металла может быть около 300 градусов. Там же, где находятся каналы системы охлаждения, температура будет находиться в районе 90-95 градусов.
То же самое можно сказать и о давлении газов, образующихся при сгорании топлива. Неравномерные нагрузки, воздействующие на разные части ГБЦ, могут приводить к деформации металла. Чтобы предотвратить подобный исход к ГБЦ предъявляют особые требования, в частности:
- Высокая прочность конструкции;
- Длительный срок службы;
- Строго выверенные размеры камеры сгорания и каналов;
- Хорошая герметизация газовых стыков;
- Простота конструкции, позволяющая осуществлять необходимый ремонт;
- Минимальная масса и размеры.
Материалы изготовления головки блока цилиндра
Необходимую жесткость ГБЦ обеспечивает силовой каркас, а также материал, из которого ее изготавливают. В частности делают головку из алюминия или высококачественного чугуна способом точного литья.
Для карбюраторных и инжекторных двигателей, принцип работы которых основан на принудительном воспламенении, используют алюминиевые сплавы. Поскольку данный сплав гораздо легче чугуна, лучше охлаждается, а также способен гасить детонацию.
В дизельных двигателях, которые работают по принципу воспламенения топлива от сжатия, ГБЦ чаще изготавливают из чугуна. Это делают для того, чтобы основные детали двигателя были устойчивы к высоким нагрузкам и сильным механическим воздействиям. Хотя для маломощных дизельных двигателей ГБЦ могут изготавливать и из алюминия для уменьшения общей массы мотора.
После литья головка подвергается процессу фрезеровки, сверлению, а также специальной механической обработке. Даная процедура позволяет уменьшить напряжение металла, которое возникает в процессе изготовления ГБЦ.
Основные процессы, проходящие в ГБЦ
Разобравшись с вопросом о ГБЦ, что это такое в машине и из чего она состоит, стоит рассказать о процессах и механизмах, которые при работе двигателя она контролирует.
Как известно топливная смесь при горении выделяет отработанный газ, его нужно своевременно удалять. Эту функцию осуществляет газораспределительный механизм, расположенный в корпусе головки. Он состоит из системы клапанов, открывающихся последовательно на разных этапах работы цилиндров с помощью привода цепи.
В ГБЦ также расположен механизм контроля подачи топлива в рабочие камеры сгорания, а также механизм отвода отработанных газов из цилиндров. Весь этот процесс осуществляется за счет впускного и выпускного коллекторов.
В свою очередь при сгорании топлива не вся выделяемая энергия преобразуется в энергию движения. Часть горючего превращается в тепловую энергию, которая в большей степени и разогревает детали двигателя. Для того чтобы его охладить в корпусе головки предусмотрено охлаждение, которое представляет собой систему каналов где циркулирует охлаждающая жидкость.
Для смазки подвижных деталей в двигателе предусмотрена система маслопроводов, проходящая через головку блока цилиндров. А для обеспечения герметичности системы в ГБЦ размещаются маслосъемные колпачки и сальники распредвала.
Конструктивные особенности ГБЦ
В свою очередь форма ГБЦ для каждого двигателя индивидуальна и может меняться:
- В зависимости от расположения камер сгорания.
- Деталей зажигания и их относительного положения к цилиндрам.
- Расположения и общего количества деталей газоотводящей системы.
- Различных конструктивных особенностей конкретного двигателя.
Например, классическая форма головки однорядного двигателя закрывает несколько цилиндров одновременно. В V-образной конструкции мотора применяется несколько отдельных ГБЦ в одном двигателе, где каждый ряд цилиндров имеет свою головку. Такая конструкция практически предотвращает деформацию, так как каждая головка имеет достаточно малые размеры.
Также ГБЦ различаются по типу образования и подачи горючей смеси в камеры сгорания. За счет этого головки для карбюраторных и инжекторных двигателей имеют несколько различную конструкцию и отличаются:
- Формой камер сгорания;
- Конструкцией впускного коллектора;
- Диаметром его клапана и каналов.
Имеются также конструктивные особенности и у ГБЦ дизельных моторов.
Особенности сборки двигателя после ремонта головки
Необходимую жесткость в головке обеспечивает силовой каркас. Он состоит из вертикальных бобышек, которые имеют углубления для болтов и основной опорной плиты, расположенной снизу.
Во время заводской сборки недопустимая деформация ГБЦ предотвращается строгой очередностью затяжки болтов или шпилек крепления с определенными нормами момента затяжки. Следовательно, после любого ремонта ГБЦ важно соблюдение этих строгих правил. Поскольку любой перекос нарушает герметичность соединения и приводит к порче прокладки или повреждении самой головки, которую впоследствии приходится менять.
Если при проверке двигателя после установки ГБЦ обнаруживаются подтеки масла или охлаждающей жидкости, то это говорит о неправильной затяжке болтов и о нарушении герметичности системы.
В свою очередь затяжка болтов осуществляется с применением динамометрического ключа, контролирующего этот процесс.
Каждая шпилька, каждый болт должны быть затянуты в строгом порядке и с контролем плотности прилегания. Причем момент затяжки для разных моделей двигателей может отличаться. В руководстве по эксплуатации эти данные редко можно найти, но в мануале по ремонту конкретного двигателя они точно будут.
Что случается при неисправностях ГБЦ?
Описывать все нюансы этого вопроса мы не будем, поскольку эта тема для отдельной статьи, но основные проблемы, связанные с неполадками ГБЦ, мы все же затронем. При пробое прокладки или самой головки можно наблюдать следующие явления:
- Масло может проникать в систему охлаждения. Выявить такую неполадку можно по антифризу, он будет иметь темный, мутный цвет с явными масляными отложениями, а также иметь специфический запах.
- Помимо этого антифриз может проникать в систему смазки. Вследствие этого уровень охлаждающей жидкости в бачке будет постоянно снижаться, а масла в двигателе становиться все больше. При проверке уровня масла в двигателе на щупе также можно наблюдать наличие белой пены, эмульсии.
- В связи с нарушением герметичности охлаждающая жидкость может попадать и в камеру сгорания. В этом случае белый дым из выхлопной трубы будет идти постоянно, а уровень антифриза в бачке постепенно снижаться.
- Помимо этого выхлопные газы из камеры сгорания могут проникать в систему охлаждения. Выявить проблему можно по выходящим пузырькам выхлопного газа из расширительного бачка во время работы двигателя.
- Также выхлопные газы могут попадать из одного цилиндра в другой или вырываться наружу через трещину в головке блока или при повреждении ГБЦ прокладки. Если же с выявлением проблемы во втором случае проблем не возникнет, то с первым вариантом все намного сложнее, так как видимых внешних повреждений в этом случае нет. Однако первыми сигналами таких протечек становится снижение мощности двигателя, повышенный расход топлива, затрудненный пуск мотора. Понравилась статья? Поделись с другими!
Многие автовладельцы любят свои большие четырехколесные игрушки до такой степени, что стремятся ознакомиться со всеми узлами и системами, из которых состоит транспортное средство. Дойдя до подкапотного пространства, можно обнаружить там много на первый взгляд непонятных элементов. Например, под капотом имеется ГБЦ, что это такое в машине, знают не многие начинающие автолюбители.
На автомобильных курсах и в транспортных учебных заведениях более подробно можно узнать про ГБЦ автомобиля, расшифровка понятия там приводится и технические параметры. Под данной аббревиатурой принято понимать Головку Блока Цилиндров силовой установки. Она представляет собой крышку, которая герметично укрывает мотор от негативного внешнего воздействия.
Деталь в большинстве случаев имеет довольно сложную литую форму. В большинстве случаев основным материалом для нее служат алюминиевые сплавы. Также встречаются изделия, изготовленные на основе легированных чугунов.
Необходимо знать, что литая головка после этапа литья подвергается искусственному старению материала, таким образом снимаются все физические напряжения, установившиеся во время приобретения заготовкой своей формы.
Подобная операция является обязательной, так как заготовка проходит несколько ступеней механической высокоточной обработки. Если пропустить этап старения, то со временем головка блока цилиндров двигателя из-за остаточного напряжения деформируется произвольно самостоятельно.
Особенности конструкции
Разбираясь, что такое ГБЦ в автомобиле, и какую роль она играет, необходимо учесть, что этот элемент сопрягается с большим числом дополнительных узлов:
- впускные/выпускные клапаны газораспределения;
- форсунки;
- система зажигания в бензиновых авто;
- распределительный вал и пр.
Нужно знать, что головка располагается непосредственно над блоком цилиндров.
Фактически она укрывает все цилиндры одновременно, являясь их небольшим продолжением. Исходя из этого, для классических рядных моторов автомобильные инженеры обходятся одной ГБЦ, а для V-образных конструкций необходимо ставить пару штук.
Привод газораспределительного механизма, являющийся частью головки, включает клапаны. Конструкционно они располагаются в один ряд напротив цилиндров. Для правильной работы системы их устанавливают в большинстве автомобилей под углом примерно в 20 .
Функционал узла
Головка блока двигателя защищает одновременно все камеры сгорания. Алюминиевую или чугунную деталь ставят на блок, располагаю между ними специальную жаропрочную прокладку. Последняя обеспечивает максимальную герметизацию системе. В некоторых случаях дополнительный наносят слой герметика, повышающий эксплуатационные характеристики прокладки.
Во время текущих или капитальных ремонтов прокладку под головкой необходимо менять. Для повторного использования она не годится.
Алюминиевая деталь подвергается высокотемпературным воздействиям, так как сопрягается непосредственно с камерами сгорания. Смесь топлива и воздуха во время взрывов также оказывает силовое воздействие на внутреннюю поверхность.
В корпусе имеются резьбовые отверстия. В них вкручиваются свечи зажигания (для бензиновых силовых установок) или форсунки (для дизельных двигателей). Также имеются отверстия, благодаря которым свои операции выполняет распредвал. В его случае приходится устанавливать:
- втулки;
- пружины;
- клапаны;
- опорные шайбы;
- подшипники вращения и пр.
Для каждого из этих элементов создается своя форма или отверстие в ГБЦ. Все они являются частями сложного газораспределительного механизма.
Стоит учесть, что несвоевременное либо несоответствующее обслуживание узла, либо некорректная эксплуатация приведет к быстрому выходу из строя. Что повлечет за собой дорогостоящий ремонт. На специализированных станциях он обойдется в крупную сумму. Даже при самостоятельном проведении ремонта, операция окажется трудоемкой и длительной. Одной из первых сложностей является отвинчивание крепежных элементов.
Передняя часть головки используется для монтажа цепного привода. Также там учитывается необходимость в натяжителе цепи.
Поверхность головки, сопрягаемая с прокладкой и блоком цилиндров, подвергается специальной механической обработке. Обеспечивается единая горизонтальная плоскость без впадин и выступов. Впоследствии от температурных перепадов она будет деформироваться, поэтому в качестве ремонта ее подвергают дополнительной шлифовке. Таким образом восстанавливается первоначальная геометрическая форма. В противном случае даже наличие прокладки не спасет от разгерметизации камер сгорания.
Особая форма имеется у частей головки, сопрягаемых с камерами сгорания. Поршни обеспечивают сжатие топливной смеси в наивысшей своей точке, а форма камеры способствует обеспечению наилучшего завихрения газов. Это позитивно влияет на процесс горения с максимальной отдачей энергии.
К тыльной стороне прилегает фланец особой формы. Он соединен с несколькими патрубками, уходящими дальше под автомобиль. Там же установлены впускные и выпускные коллекторы.
В полостях циркулирует охладительная жидкость – антифриз. Благодаря ей понижается температура головки и блока.
Головка имеет ряд несъемных элементов, к которым относятся седла клапанов. Они необходимы для создания герметичности системы газораспределительного механизма. К несъемными стоит отнести направляющие втулки клапанов.
Их монтируют за счет прессования на спецоборудовании. Провести подобную операцию в домашних условиях весьма проблематично. Потребуется наличие особых инструментов и оборудование для термической обработки.
Иногда такую операцию «умельцы» предлагают провести в гаражных условиях, но подобный процесс может привести к перегреванию детали и последующей ее деформации. При этом безвозвратно потеряется геометрия изделия, а также возможно образуются микротрещины. В результате придется покупать новый узел.
Особенности прокладок
Большинство проблем возникает от разгерметизации, которая происходит часто при выходе из строя прокладки. Ее необходимо правильно подобрать, чтобы избавиться от дорогостоящего ремонта. В результате прогорания будет слышаться стук поршней, а также это приведет к отказу в работе мотора. Производители предлагают два типа головок:
- на основе паронита;
- из металла.
Прокладка ГБЦ
Лучше справляется со своими функциями металлическая, но она не подходит определенным типам моторов. В частности, ее не принято ставить на атмосферные силовые установки. Там необходимо обходиться паранитовой, справляющейся с большинством неровностей поверхности.
Техобслуживание системы
Необходимо учитывать, что в любом случае всем автомобильным системам и деталям требуется со временем обслуживание, включая и ГБЦ. Важным фактором в подобной ситуации является своевременная диагностика. Особое внимание стоит уделять следующим факторам:
- качественной работе прокладки, обеспечивающей герметичность;
- отрабатыванию клапанов;
- важно проверять работоспособность сальников клапанов;
- нужно контролировать качество сальников распредвала.
Если с прокладкой случатся неприятности, то масло из системы смазки проникнет в систему охлаждения, а антифриз попадет в полости циркуляции масла. При таком взаимном проникновении мотор станет работать с пониженной эффективностью.
Когда часть масла станет циркулировать с антифризом, то проявится такое явление, как строение двигателя. Через некоторое время двигатель просто перестанет заводиться. Одновременно на приборной панели по индикаторам будет проявляться повышенная температура мотора.
Наличие антифриза в системе смазки окажет негативное влияние на состояние свечей. При выкручивании их можно заметить по нагару, что их «заливает».
Правильная эксплуатация
Важно после ремонта или диагностики корректно повести сборку всех элементов головки, так как даже неверно зафиксированная деталь на блоке цилиндров способна деформироваться в процессе работы. В определенных ситуациях без демонтажа ГБЦ не удастся обойтись:
- расточка цилиндров блока;
- проблема с клапанами, при которой потребуется их замена или ремонт;
- проведение опрессовки клапанных втулок либо седел;
- потеря геометрических параметров поверхности сопряжения;
- прокладка пробита (потеряла герметичность);
- необходимость устранения микротещин.
Важно знать, что для завинчивания крепежа головки необходимо использовать динамометрический ключ.
Восстановление геометрии поверхности
Благодаря тому, что автомобилисту виден момент достижения необходимого усилия, обеспечивается достаточный натяг резьбы и не срываются витки. Категорически не допускается применять дополнительного наращивания ключей при завинчивании. Также важно соблюдать очередность при закручивании гаек на шпильках.
Как проявляется неисправность
Вывить неработоспособность узла необходимо своевременно. В противном случае поломка приведет к повышенному расходу бензина либо даже к полной остановке ДВС, требующего капремонта. Чтобы своевременно выявить проблему, необходимо обратить внимание на косвенные признаки явления:
- из-под прокладки появляются подтеки масла;
- щуп во время диагностики имеет небольшое количество белой пены;
- выхлопы теряют прозрачность, и появляется былая дымка из трубы;
- масляные пятна и потеки заметны в радиаторе и расширительном бачке.
При выявлении одного из признаков, рекомендуем обратиться на СТО для диагностики состояния всех узлов. Также можно выявить пробитую прокладку, у которой нарушена целостность. При ее установке не должно быть посторонних элементов с одной стороны между ней и ГБЦ, а также между прокладкой и блоком. Вкручивая шпильки, нужно обезопасить прокладку от повреждения, так как это сократит срок ее службы.
Нестандартный звук в виде постороннего стука является свидетельством того, что присутствует повреждение. Полный пробой прокладки способен остановить мотор и повредить ГБЦ. Чаще всего неприятности возникают в следующих случаях:
- перегрев силовой установки;
- неверный монтаж самой прокладки;
- повышенные значения компрессии.
Каким образом вычистить головку блока цилиндров
Чтобы избавиться от нагара на металлической части головки, можно воспользоваться различными химическими средствами. Она является достаточно стойкой к большинству из бытовой слабоагрессивной «химии». Бывалые автомобилисты применяют такие составы:
- ацетон;
- солярка;
- бытовые моющие средства;
- стиральные порошки и пр.
Главное - использовать персональные средства защиты от химпрепаратов. Также необходимо будет хорошо прополоскать металл от остатков очистителя.
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.
Расшифровка ГБЦ – это головка блока цилиндров. Так называется часть двигателя, которая закрывает цилиндровый блок. В зависимости от сложности мотора она может быть как простой литой крышкой, так и сложной конструкцией, в которую будет включено множество механизмов. Попробуем разобраться с тем, что это за деталь в автомобиле.
Что собой представляет головка блока цилиндров?
Для начала определим, что такое ГБЦ. Каждый двигатель включает в себя следующие элементы:
- цилиндры, где взрывается смесь паров топлива с воздухом;
- поршни, которые передают энергию взрыва дальше, а заодно и сжимают её перед воспламенением;
- коленвал – деталь особой формы, превращающая движение поршней во вращение.
ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО
Для простоты обслуживания во всех двигателях цилиндры с находящимися внутри поршнями объединяются в блоки. Такое объединение используется во всех моторах, где число цилиндров больше одного. В основном сейчас в автомобилях используются блоки на 4 цилиндра, поэтому далее мы будем рассматривать именно их. Кроме того, для простоты мы будем описывать ГБЦ рядного двигателя: в нём только одна головка. У V-образных моторов их две, но в целом конструкция каждой из них такая же, как в рядном.
Блок цилиндров – это основная часть двигателя. Обычно он делается единой литой деталью из чугуна или алюминиевого сплава. Снизу он закрывается картером – а вот сверху его как раз и закрывает головка блока. Она крепится к блоку и подобно крышке накрывает его сверху.
Не просто крышка: зачем нужна ГБЦ?
Ненужных деталей в моторе не бывает, но ГБЦ в двигателе играет особую роль. Назначение головки блока цилиндров состоит в следующем:
- Она, с одной стороны, герметизирует рабочий объём цилиндров – но, с другой, обеспечивает при необходимости доступ внутрь блока. Именно поэтому головка двигателя всегда делается съёмной, а к самому блоку она крепится через особую прокладку.
- Головка блока цилиндров двигателя служит для крепления деталей зажигания – свечей. Без ГБС пришлось бы делать отверстия прямо в стенках цилиндра.
- Часто головка блока двигателя является частью камеры сгорания, увеличивая объём цилиндра и ход поршня.
- Кроме того, в ГБЦ обычно размещаются элементы ГРМ (газораспределительного механизма), коллекторы и другие элементы, необходимые для работы мотора.
Прокладка, клапан и другие детали ГБЦ
А теперь разберём устройство головки блока цилиндров. Несмотря на то, что её конструкция значительно различается в различных моделях двигателей, есть общие черты, присущие большинству современных ГБЦ в автомобиле. Поэтому, говоря о конструкции, можно выделить общие узлы, которые можно найти почти всегда.
Корпус крышки блока цилиндров
Главная часть ГБЦ – это её корпус. Как правило, он цельнолитой и изготавливается:
- из чугуна – в основном на старых моделях двигателей;
- сплава на основе алюминия.
Опыт показывает, что чугунная крышка головки блока цилиндров надёжнее в экстремальных условиях эксплуатации (жара, либо, напротив, чрезмерный холод, работа на повышенных оборотах и т. д.), но сплавная легче и обладает большей теплопроводностью – и, значит, двигатель медленнее перегревается. Из-за этого сейчас чугунные ГБЦ в основном применяют на дизелях для мощной спецтехники, а на карбюраторных моторах применяются в основном сплавные.
Именно на корпусе крепятся все остальные узлы, которые содержит голова двигателя.
Крышка
Крышка ГБЦ, по большому счёту, является декоративной деталью, однако и у неё есть свои полезные функции:
- Она защищает ГБЦ от загрязнений, которые могли бы помешать работе механизмов во время езды.
- Она препятствует разбрызгиванию масла на другие узлы моторного отсека в автомобиле.
Клапаны и связанные с ними детали
Клапана головки блока цилиндров предназначены для того, чтобы управлять газовыми потоками, возникающими при работе двигателя. Они подают топливную смесь в камеры, где происходит сгорание, а затем выпускают отработанные газы на удаление из двигателя. Каждый клапан состоит из следующих деталей:
- Седло – непосредственно место, где клапан крепится к узлу двигателя.
- Игла – непосредственно узел, открывающий и закрывающий отверстие для потока газов.
- Пружина – возвращает иглу клапана на место по завершении цикла.
Работой клапанов управляет расположенный в головке распредвал. С помощью кулачков (элементов вращения особой формы) он при вращении открывает и закрывает клапаны. В двигателях используются два основных типа работы вала:
- Одновальная схема (SOHC) – есть один вал, который управляет всеми четырьмя комплектами клапанов для цилиндров.
- Двухвальная (DOHC) – два сопряжённых вала, из которых один регулирует работу клапанов впуска, а второй – выпуска.
Распредвал приводится в действие с помощью ремня ГРМ. Источником движения для него служит коленчатый вал (коленвал), который, в свою очередь, приводят в движение поршни двигателя во время взрывов топливной смеси. Таким образом в двигателе осуществляется саморегуляция.
Свечи зажигания
Для того, чтобы воспламенить топливную смесь, используются свечи. Они представляют собой электроды, на которые подаётся напряжение от электросистемы автомобиля. Высоковольтный разряд поджигает смесь бензина с воздухом, и выделившаяся энергия толкает поршень. С поршня же, в свою очередь, кинетическая энергия подаётся на коленвал – и, в конечном итоге, за счёт его вращения обеспечивается работа как двигателя, так и иных агрегатов автомобиля.
Прокладка
Отдельно нужно упомянуть прокладку, с помощью которой обеспечивается герметизация рабочего объёма двигателя, а ГБЦ объединяется с корпусом мотора. Несмотря на свою внешнюю простоту, прокладка является сложным техническим изделием, обеспечивающим как герметичность, так и механическую прочность узла. Как правило, её изготавливают из сталеасбеста – композитного материала, сочетающего стальную основу и жаропрочный асбест.
В отличие от остальных узлов, прокладка – одноразовый элемент. Каждый раз, когда происходит ремонт головы двигателя, она должна быть заменена. В норме вторичное использование её недопустимо.
В том же случае, когда прокладка приходит в негодность, сначала падает компрессия (а заодно – и мощность мотора), затем двигатель начинает работать с перебоями. В итоге дело может кончиться полным выходом из строя всего блока. Именно поэтому каждый автомобилист должен тщательно следить за сохранностью прокладки.
Модификации ГБЦ
Варианты ГБЦ зависят от конструкции двигателя и его марки. Отличаются друг от друга они в основном следующим:
- линейные размеры исходя из размеров самого цилиндрового блока;
- размеры посадочных гнёзд;
- расположение клапанов;
- допустимая степень сжатия на двигателе;
- используемый материал (чугун, алюминиевый сплав и т. д.).
В общем случае надлежит использовать ту модификацию, которую рекомендует фирма-производитель двигателя.
Цена замены и ремонта ГБЦ
Обычно ремонт требуется, если произошёл перегрев двигателей. В том же случае, если для охлаждения использовался полив водой двигателя, ГБЦ менять придётся в любом случае: обычно после такой операции появляются скрытые трещины. В том же случае, если имеются раковины на головке блока цилиндров, необходимость замены или ремонта может возникнуть куда раньше, чем положено.
Как и любой другой узел, ГБЦ в машине нуждается в регулярном обслуживании, а при неисправности головки блока цилиндров – в ремонте. Как правило, ремонт сводится к следующему:
- При неисправности отдельных механизмов – замена соответствующих частей (клапанов и т. д.).
- При дефектах самого корпуса (трещина в головке блока цилиндров) – полная замена всего узла.
При замене головки попутно приходится в обязательном порядке менять масло, масляный фильтр и прокладку – второй раз её использовать нельзя ни в коем случае.
В том случае, если у автовладельца нет ни инструментов, ни умений для самостоятельной замены ГБЦ, ремонт ему обойдётся в сумму от 4 до 7 тысяч рублей в зависимости от сложности работы. В эту сумму не входит стоимость тех частей, которые попутно придётся заменить.
Момент затяжки болтов при снятии и установке ГБЦ
Одним из главных факторов при монтаже и демонтаже головки является усилие на болтах. Именно из-за этого приходится обращаться в специализированные мастерские: как показывает опыт, обычным гаечным ключом закрутить крепёжные болты нереально, а попытка приведёт лишь к тому, что на первом же рабочем такте двигатели прорвут прокладку.
В современных автомобилях, как правило, не предусмотрена необходимость дополнительной затяжки: вся регулировка производится либо прямо на заводе, либо в сертифицированных центрах обслуживания. Самостоятельно подтягивать болты необходимо лишь на старых отечественных машинах (ВАЗ вплоть до модели 2109).
При этом необходимо ознакомиться с оригинальным руководством по обслуживанию двигателя, где указан порядок затяжки и необходимое усилие. Обычно затяжка производится следующим образом:
- Сначала – с усилием 20 Н*м.
- Затем – до 85,7 Н*м.
- Доворот болтов перпендикулярно положению на предыдущем этапе.
- Окончательный доворот ещё на 90 градусов.
Осуществлять работу необходимо с помощью ключа с динамометром. Без этого бессмысленно даже начинать работу.
Протяжка и шлифовка на ГБЦ ВАЗа и других модификациях двигателей
Отдельно стоит рассмотреть такие операции, как протяжка и шлифовка головки. Здесь действует правило:
- если речь идёт о старых моделях ВАЗ, то протяжку надо делать, по сути, при каждом техобслуживании двигателя;
- на новых отечественных машинах и иномарках эта операция производится исключительно по мере необходимости. Обычно она возникает, если произошла деформация головки и началось поступление масла. Проще говоря, когда начало пробивать прокладку головки – надо срочно делать протяжку.
ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО
То же самое касается и шлифовки. Ставить нешлифованную головку после ремонта двигателя не имеет смысла: как только двигатель прогреется, будет нарушена герметичность – и в лучшем случае упадёт мощность. В худшем же случае начнётся поступление воздуха в рабочую полость – и закончиться это может чем угодно, вплоть до полного выхода из строя всего мотора.
