Что такое гбц в автомобиле где находится
Головка блока цилиндров
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
Схема головки блока цилиндров в разарезе. Схема, состав компонентов: 1-распределительный вал, 2-нижний наконечник штанги толкателя, 3- штанга толкателя, 4- верхний наконечник штанги толкателя, 5- винт регулировочный, 6- коромысло клапана, 7- стойка коромысла, 8- прокладка крышки, 9- крышка ГБЦ, 10- болты крепления крышки, 11- траверса, 12- пружина клапана, 13- сухарь клапана, 14- болт крепления ГБЦ к блоку, 15- направляющая клапана с маслоотражающим колпачком, 16- клапан головки блока цилиндров, 17- седло клапана,18- головка блока в разрезе, 19- прокладка головки блока цилиндров, 20- гильза. Прокладка головки блока цилиндров Материал изготовления ГБЦ может быть как алюминиевым, (например, головка блока цилиндров ВАЗ 2109) так и чугунным (дизеля).
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.
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.
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
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
Недостаточная жесткость зон сопряжения с опорным буртом гильз блока цилиндров
Подтекание масла, нарушение требований правил ЕЭК ООН №49
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
Потеря мощности двигателя
Энергетические параметры впускного канала (момент вихря) не обеспечивают максимальное сгорание топлива.
Геометрические параметры привалочной поверхности головки блока под воздушный коллектор не обеспечивают герметичности в соединении с воздушным коллектором
Видео работы головки блока цилиндров
Головка блока цилиндров: назначение, принцип работы, возможные неполадки
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:
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:
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:
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:
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:
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:
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.
Материалы рубрики «Промо» публикуются на правах рекламы.
Что такое ГБЦ в автомобиле
Аббревиатура ГБЦ расшифровывается как Головка Блока Цилиндров, это один из важнейших узлов любого двигателя внутреннего сгорания. Знать, что такое ГБЦ в автомобиле, принцип ее работы и особенности конструкции, должен каждый владелец машины. Это поможет вовремя заметить возможную неисправность, а также обеспечить стабильную работу силового агрегата в различных режимах.
Описание ГБЦ и существующие модификации
ГБЦ, это верхняя часть блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания. Она крепится на нем при помощи болтов или специальных шпилек. Основное назначение головки — контроль поступления топлива в рабочие цилиндры, обеспечение его сгорание, контроль и распределение потоков газов. Именно от точности регулировки отдельных узлов ГБЦ зависит мощность и устойчивость работы всего двигателя в целом.
Как выглядит головка блока цилиндров
Для различных силовых агрегатов выпускают головки блока цилиндров из чугуна или сплавов на основе алюминия. Именно алюминиевые ГБЦ устанавливаются на большинстве современных автомобилей, что позволяет несколько снизить общий вес силового агрегата.
Для двигателей с рядным расположением цилиндров применяется единая ГБЦ, а для V-образных силовых установок применяют отдельные головки на каждый ряд. Других конструктивных отличий не существует.
Видео о ГБЦ
Читайте также: Что такое ЭБУ в автомобиле, как он работает и зачем нужен.
Как устроена головка блока цилиндров
Корпус ГБЦ (картер) получают методом литья и последующей металлообработки (фрезерование, сверление). В теле изделия размещены каналы для циркуляции охлаждающей жидкости, маслопроводы для смазки основных узлов, отдельные камеры сгорания для каждого из цилиндров. Кроме того, в картере имеются отверстия для установки свечей зажигания или форсунок (для дизельных двигателей). По своей конструкции головка считается сложным агрегатом, включающим в себя несколько различных механизмов.
Каждый из приведенных узлов отвечает за работоспособность двигателя в целом, а выход любого из них из строя станет причиной более серьезной поломки. На видео ролике внизу можно наблюдать работу всех элементов ГБЦ в движении.
Читайте также: Что такое ДМРВ и какие функции оно выполняет в автомобиле.
Как правильно установить ГБЦ
ГБЦ (Cylinder Head), прокладка (Head Gasket) и блок двигателя (Engine Block).
Учитывая то, что ГБЦ имеет множество каналов для движения смазки, охлаждающей жидкости, отработанных газов, важнейшим условием правильного монтажа является надежная герметизация в месте соединения с блоком цилиндров. Осуществляется это путем установки специальной прокладки, изготовленной из армированного асбеста. Такой материал способен выдержать высокую температуру и значительное давление рабочих жидкостей и отработанных газов. Учитывайте то, что прокладка ГБЦ одноразовая, повторное применение не сможет гарантировать надежную герметизацию места соединения с блоком цилиндров.
Плотное прилегание головки и сжатие асбестовой прокладки достигается затяжкой крепежных болтов или гаек на шпильках. Учитывайте тот факт, что любой перекос при выполнении этих операций приведет к недостаточной герметизации соединения. Именно поэтому затяжка должна осуществляться с определенным усилием, которое должно контролироваться при помощи динамометрического ключа. При этом каждая шпилька должна подтягиваться строго в определенном порядке, нарушение которого так же станет причиной появления проблем с недостаточной герметизацией.
При постоянной эксплуатации необходимо уделять внимание именно на плотность прилегания ГБЦ к поверхности блока цилиндров. Появление потеков масла, охлаждающей жидкости свидетельствует о ненадежной герметизации соединения. В этом случае необходимо обтянуть головку по новой.
При техническом обслуживании обязательно проверяйте состояние наиболее нагруженных элементов ГБЦ. Непременно оценивайте состояние клапанов, распределительного вала, не упускайте из вида и целостность уплотняющих сальников.
Все работы, относящиеся к ремонту головки блока цилиндров или замене отдельных ее механизмов, можно выполнять самостоятельно исключительно при наличии соответствующего опыта. Помните, любая небрежность и несоблюдение технологии монтажа станет причиной более серьезных поломок двигателя. А стоимость такого ремонта будет существенно большей. Поэтому доверяйте ремонт ГБЦ только профессиональному автослесарю, имеющему опыт и соответствующее оборудование.
Что такое головка блока цилиндров (ГБЦ) в автомобиле, ее устройство и расшифровка
Что такое ГБЦ, где она находится и зачем нужна в машине
ГБЦ — это Головка Блока Цилиндров (или в обиходе просто «головка») в ДВС (двигателях внутреннего сгорания). Она находится на поверхности двигателя и запирает камеры сгорания цилиндров, которые являются главной конструктивной частью любого силового агрегата. Другими словами, головка фактически является крышкой, покрывающей блок.
Без наличия плотно прикреплённой к его корпусу верхушки не будет обеспечиваться необходимая компрессия, а, следовательно, двигатель не сможет нормально функционировать. Таким образом, движение автомобиля станет невозможным.
Головка блока цилиндров: самое важное об устройстве, эксплуатации и неисправностях
Блок цилиндров можно без сомнений назвать сердцем двигателя внутреннего сгорания. А важнейшим элементом блока цилиндров являются т.н. головка. Она имеет еще одно короткое и наиболее употребляемое название: ГБЦ. Хоть головка блока цилиндров и является для блока цилиндров своеобразной крышкой, в ее конструкции есть множество особенностей. Нельзя не рассказать и об используемых материалах. Разберемся же в том, что представляют собой ГБЦ, каково ее назначение, из каких элементов она состоит и какие может иметь неисправности.
Описание ГБЦ и существующие модификации
ГБЦ, это верхняя часть блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания. Она крепится на нем при помощи болтов или специальных шпилек. Основное назначение головки — контроль поступления топлива в рабочие цилиндры, обеспечение его сгорание, контроль и распределение потоков газов. Именно от точности регулировки отдельных узлов ГБЦ зависит мощность и устойчивость работы всего двигателя в целом.
Как выглядит головка блока цилиндров
Для различных силовых агрегатов выпускают головки блока цилиндров из чугуна или сплавов на основе алюминия. Именно алюминиевые ГБЦ устанавливаются на большинстве современных автомобилей, что позволяет несколько снизить общий вес силового агрегата.
Для двигателей с рядным расположением цилиндров применяется единая ГБЦ, а для V-образных силовых установок применяют отдельные головки на каждый ряд. Других конструктивных отличий не существует.
Техническое обслуживание и диагностика ГБЦ
Даже тем автовладельцам, кто ездит на небольшие расстояния, необходима периодическая профилактика клапанов и их сальников, а также уплотнительных прокладок. Что уж говорить о любителях агрессивной манеры езды!
Особенно проблемной считается прокладка головки блока цилиндров. При её износе происходит утечка рабочих жидкостей и их смешивание. Попадание антифриза в смазку вызывает нежелательную химическую реакцию. Со временем это ведёт к постепенному, но тотальному разрушению силовой установки. Основной тревожный сигнал подаёт датчик температуры, сигнализирующий о парообразовании в системе охлаждения мотора.
Видео: признаки и последствия пробития прокладки гбц
Приблизительная оценка ситуации возможна после снятия свечей зажигания, но так или иначе, визит по данному поводу в специализированную мастерскую не помешает. И не столько из-за того, что там работает подготовленный персонал, сколько потому, что на СТО имеется современная диагностическая аппаратура, без которой сегодня при ремонте автомобиля невозможно обойтись.
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.
Что такое ГБЦ в авто простыми словами
Головка блока цилиндров (в дальнейшем ГБЦ), или сокращенно «головка», «голова» двигателя, расположена в его верхней части. Она соединяется с блоком цилиндров при помощи болтов. Это одна из главных деталей мотора, являющаяся основой конструктива.
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.
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.
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:
Двигатель и какое место в нем занимает головка блока цилиндров
Для того, чтобы говорить об особенностях ГБЦ, стоит коротко рассмотреть принцип работы двигателя внутреннего сгорания. Суть работы двигателя в том, чтобы преобразовать энергию, получаемую от сгорания топлива, в механическую работу
. В автомобилях нашли применение поршневые двигатели, в которых возвратно-поступательное движение поршней при помощи т.н. кривошипно-шатунного механизма преобразуется уже во вращение. Исходя из особенностей современных двигателей внутреннего сгорания, головка блока цилиндров обязана включать следующие элементы:
Отдельно также стоит выделить крышку ГБЦ, выполняющую роль защиты от механических воздействий, а также специальную прокладку, обеспечивающую герметичное прилеганиеголовки блока цилиндров. Крышка может быть штампованной металлической или же пластиковой. Она имеет маслозаливную горловину и пробку. Сама головка блока может выполняться из двух материалов, о чем мы расскажем чуть позже. А пока что отметим, что материал крайне важен, ведь от его характеристик будет зависеть то, как долго ГБЦ сможет эксплуатироваться.
В автомобилях с однорядными двигателями ГБЦ устроена относительно просто и включает лишь одну часть. В более сложных V-образных
моторах головка включает несколько частей под отдельные ряда цилиндров. В обоих случаях ГБЦ крепится к блоку цилиндров специальными шпильками и болтами. Процедура монтажа головки весьма сложна и предусматривает использование динамометрического ключа, а также требует четкого соблюдения технологии – болты затягиваются с заданным автоконцерном усилием и в четкой последовательности (от центральных к крайним). Вышеупомянутая прокладка ГБЦ не только уплотняет место прилегания, но также защищает силовой агрегат от внутреннего давления и утечек масла. К слову, эта прокладка по факту является одноразовой – если ГБЦ пришлось снять, то устанавливать ее на место придется уже с новой прокладкой.
Конструкция головки, основные детали ГБЦ
Поскольку площадь основания головки, как и самого блока цилиндров, достаточно велика, при их креплении необходимо минимизировать возможность деформации, для чего используется определённая схема затяжки с конкретным моментом усилия. А поскольку конструкция головки может сильно различаться, не существует универсальной последовательности затяжки, она определяется индивидуально для каждой модели силового агрегата. В настоящее время чугунные ГБЦ постепенно уступают пальму первенства головкам из чугуна, но полный переход на этот более лёгкий материал пока невозможен, поскольку чугун менее подвержен термоусадке и другим видам деформации, характерным для экстремальных температурных режимов. Для рядных моторов характерен один корпус ГБЦ, покрывающий все цилиндры, в V-образных СА имеются две рядные головки. Обязательным атрибутом головки БЦ является армированная прокладка, изготовляемая из материала, аналогичного асбесту, способная противостоять высокому давлению газов и высокотемпературному воздействию, предотвращая утечки смазочной жидкости и тосола и гарантируя герметичность камеры сгорания. Рассмотрим, из чего состоит ГБЦ. Типовой состав среднестатистической головки:
Седла клапанов также впрессовываются в картер ГБЦ «горячим» способом, обеспечивая требуемую герметичность ГРМ. Их замена возможна, но требует использования специального оборудования, что в гаражных условиях практически неосуществимо.
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.
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:
Основные функции ГБЦ
Если посмотреть на примитивную схему поршневого двигателя, то покажется, что головка блока там не нужна совсем. Каждая деталь по-своему незаменима, это поршни, коленвал, шатуны, клапанный механизм. Смысловой нагрузки ГБЦ не несёт. Но без неё сейчас не существует, наверное, ни одного двигателя. Значит, определённый набор функций она всё же выполняет:
Можно заметить, что наибольшему усложнению подвержена именно головка блока, очень часто в линейке одного базового семейства двигателей все их отличия, влияющие на удельную отдачу и совершенство, находятся именно в ГБЦ. «Низ» мотора особо не изменяется, разве что повышается прочность деталей из-за увеличенных нагрузок.
Описание
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.
Устройство головки блока цилиднров и её особенности
В зависимости от тактности, принципа воспламенения, схем газораспределения и охлаждения головка может иметь разнообразные типы конструкций. Однако основной набор деталей головки — клапаны, снабжённые пружинами, форсунки, а также свечи зажигания — практически неизменен.
Объёмистые дизеля традиционно оборудуют литыми чугунными головками, которые долгое время исправно и незаменимо служат в этом качестве. Они эксплуатируются в тяжёлых условиях, и с целью придания надёжности клапанные сёдла запрессовывают с предварительным охлаждением в парах жидкого азота. Втулки клапанов и вихрекамеры вставляют с натягом.
Для маломощных бензиновых «движков» выпускают алюминиевые головки, изготавливаемые путём литья под давлением или в кокиль с дальнейшей доводкой пустот (в головке предусмотрены водяные, газовые ходы, каналы для смазки, а также сквозные отверстия под крепёж).
Крепится головка стальными шпильками с гайками либо болтами с затяжкой по предписываемой производителем технологии. В инструкции подробно указываются последовательность, усилие затяжки, угловые довороты и пр. Это требуется для сохранности соединения в случае просадки стыкового уплотнения.
Видео: устройство головки блока цилидров
Для того, чтобы внутренняя полость разъёмного цилиндра ДВС представляла собой герметично изолированное пространство, стык головки и блока уплотняется специальной прокладкой. Только в этом случае возможен запуск мотора и его надлежащая работа.
Несоблюдение толщины паронитовой или металлоасбестовой прокладки, или её просадка вследствие брака чреваты разгерметизацией камер сгорания и выходом двигателя из строя. Для придания уплотнению должной жёсткости и для обеспечения безопасного прижима чугунные головки дизельных моторов монтируют на мягких стальных прокладках.
Стоит обратить внимание, что толщина прокладки определяется согласно величине вылета поршней. В случае, когда расчётные показатели окажутся меньше номинальных значений, двигатель «застучит», когда больше — произойдёт потеря мощности и интенсивное образование копоти вследствие неполного сгорания топлива. Пары выпускных и впускных каналов ведут в обособленную камеру сгорания. Каждый из каналов упирается в седло, запрессованное в головку блока цилиндров, которая является местом:
Принцип работы
Если говорить вкратце, то ГБЦ отвечает за формирование камеры сгорания, подачу в камеру горючей смеси и дальнейший отвод отработавших газов. На словах все достаточно просто, но давайте рассмотрим все в подробностях. Итак, при запуске двигателя головка блока цилиндров включается в работу. Вот что происходит:
В дизельных мотор смесь воспламеняется от сжатия, так что ключевым параметром является синхронизация впрыска топлива специальной дизельной форсункой с открытием впускного клапана. В случае ГБЦ как бензинового, так и дизельного мотора важной является герметичность газового стыка
– если он теряет герметичность, топливо не будет сгорать полностью, а двигатель будет труднее запустить. Также при потере герметичности можно отметить повышенную шумность работы двигателя и его ускоренное изнашивание по ходу эксплуатации.
Конструкция ГБЦ
Разрез головки блока цилиндров
Конструктивно головка блока цилиндров представляет собой цельнолитую деталь из материала с высокой теплопроводностью — сегодня это чаще всего алюминиевые сплавы, также используется белый чугун и некоторые другие сплавы. В головке формируются все детали располагающихся в ней систем — впускные и выпускные каналы, отверстия под клапаны (в них запрессовываются направляющие втулки клапанов), камеры сгорания, седла клапанов (они могут изготавливаться из более твердых сплавов), опорные поверхности для монтажа деталей ГРМ, колодцы и посадочные резьбовые отверстия для установки свеч и/или форсунок, каналы системы охлаждения, каналы системы смазки, колодец для пропуска цепи/ремня ГРМ и т.д. Если головка предназначена для двигателя с верхним расположением распредвала, то на ее верхней поверхности формируется постель для укладки вала (через вкладыши).
На боковых поверхностях ГБЦ формируются привалочные поверхности для монтажа впускного и выпускного коллекторов. Установка этих деталей осуществляется через уплотнительные прокладки, исключающие подсос воздуха и утечку выхлопных газов. На современных двигателях монтаж этих и других компонентов на головку осуществляется посредством шпилек и гаек.
Конструкция головки блока цилиндров
На нижней поверхности ГБЦ выполняется привалочная поверхность для монтажа на блоке. Для обеспечения герметичности камер сгорания и каналов системы охлаждения между ГБЦ и БЦ располагается прокладка. Уплотнение может осуществляться обычными прокладками из паронита, материалов на основе каучуков и т.д., но в последние годы все шире используются так называемые металлопакеты — композитные прокладки на медной основе с синтетическими вставками.
Верхняя часть головки закрывается крышкой (штампованной металлической или пластиковой) с маслозаливной горловиной и пробкой. Монтаж крышки осуществляется через прокладку. Крышка защищает детали ГРМ, клапаны и пружины от загрязнений и повреждений, а также препятствует розливу масла во время движения автомобиля.
Монтаж ГБЦ на блок осуществляется посредством шпилек или болтов. Шпильки более предпочтительны для алюминиевых блоков, так как они обеспечивают надежный прижим головки и равномерно распределяют нагрузки в теле блока.
ГБЦ двигателей с воздушным охлаждением (мотоциклетных, мотороллерных и других) на внешней поверхности несут оребрение — наличие ребер многократно увеличивает площадь поверхности головки, обеспечивая ее эффективное охлаждение набегающим потоком воздуха.
Где находится ГБЦ
Если приподнять капот современного автомобиля, вашему взору откроется только верхняя часть головки, её крышка. Частично можно увидеть и её нижнюю часть, но в большинстве случаев хорошему обзору мешает масса навесного оборудования. Располагается головка непосредственно над блоком цилиндров, который может занимать как продольное (в большинстве случаев), так и поперечное положение в моторном отсеке. На авто ГБЦ крепится посредством болтов и шпилек, соединяющих головку с блоком. Между ними образуется множество полостей – камеры сгорания и магистрали для циркуляции технических жидкостей. Также в головке БЦ устанавливаются клапана с пружинным механизмом, а снаружи – свечи и форсунки. Конкретный состав дополнительного оборудования и геометрия головки зависят от особенностей двигателя (используемой системы воспламенения ТВС, количества тактов, устройства системы газораспределения). Ближе к радиатору располагается большая по размерам полость для привода распредвала и механизма натяжения цепи.
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:
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 и диагностика
Задача водителя – систематически проверять уровень масла, а также наличие подтёков в месте сопряжения головки с блоком цилиндров. Кстати говоря, протекать может не только масло, но и ОЖ, и такие подтёки выявить сложнее, поскольку на горячем двигателе они быстро высыхают. Не замеченное вовремя снижение уровня технических жидкостей может стать причиной перегрева силового агрегата, который спровоцирует быстрое ухудшение всех основных параметров мотора. В некоторых случаях неисправности ГБЦ могут быть устранены без её демонтажа (регулировка клапанов, замена отслуживших свой ресурс маслосъёмных колпачков). А вот удаление нагара и других образований, притирка клапанов или замена втулок потребует более серьёзных трудозатрат. Чтобы не допустить преждевременного выхода из строя деталей головки и самого картера, важно уметь выявлять проблемы заблаговременно. Косвенными признаками их возможного появления считаются следующие симптомы:
Любой из вышеописанных признаков может свидетельствовать о потере герметичности ГБЦ, что требует немедленного устранения дефекта и тщательной диагностики состояния всех важных узлов головки. Большое значение имеет правильность установки прокладки и соблюдение рекомендованной последовательности при затяжке болтов/шпилек. Появление нестандартных стуков в районе силового агрегата также должны насторожить – возможно, они появились в результате пробоя прокладки. Слежение за уровнем компрессии также входит в число мероприятий, направленных на диагностирование состояния мотора в целом и его отдельных агрегатов.
Все работы, связанные с техобслуживанием, диагностикой и ремонтом головки блока и её компонентов, должны проводиться не по старой памяти, а неукоснительно придерживаясь требований автопроизводителя, изложенных в мануале, поскольку любая ошибка при монтаже может обернуться большими проблемами и необходимостью проведения дорогостоящего ремонта.
Правила эксплуатации, возможные неисправности и проблемы
ГБЦ — достаточно уязвимый функциональный узел, подверженный воздействию комплекса негативных факторов. Поэтому не исключены и вполне вероятны:
В случае прорыва газов головку чаще всего фрезеруют. При срыве свечной резьбы устанавливают «ввёртыш», система креплений подлежит замене.
Распространение межседельных трещин способствует утечке отработанных газов в охлаждающую рубашку и заклиниванию поршней. В этом случае головку можно заменить; по крайней мере, трещины допускается заварить с соблюдением технологии.
Падение масляного давления свидетельствует о проблемах с распределительным валом. Диаметр постелей распредвала восстанавливают посредством вставки дюралюминиевых либо латунных втулок (как правило, в качестве развёртки применяется прежний распредвал с фрезерными зубцами).
Кроме того, делают ремонт невозможным значительная коррозия, а также повреждения от детонации. Выпавшее седло путём охлаждения в парах жидкого азота меняют на новое, либо на аналогичное, высверленное с другой головки.
Возможные проблемы и ремонт
Чаще всего головку приходится снимать из-за повреждений прокладки. По разным причинам:
В сложных двигателях причин для демонтажа гораздо больше. Все детали, установленные в головках, имеют свой ресурс, он и так невелик в современных моторах, да ещё и проблема усугубляется применением некачественных рабочих жидкостей и их несвоевременной заменой:
Снимать ГБЦ нужно не только при её неисправностях, но и при любом значительном ремонте двигателя. При этом обязательно производится и ремонт головки, хотя бы в профилактических целях. Обычно заменяются или притираются клапаны, меняются уплотнения их стеблей, регулируются тепловые зазоры. Перед установкой надо проверить сохранность нижней плоскости ГБЦ и при необходимости прошлифовать. То же касается и ответной части разъёма — привалочной плоскости блока цилиндров. Если всё выполнять правильно, то надёжность работы узла позволит владельцу не задумываться над вопросом: ГБЦ, что это такое в машине, по крайней мере, до капитального ремонта двигателя в целом.
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.
После максимального числа расточек применяют гильзовку. Это сложный процесс, который можно сделать только при наличии специального оборудования. «Мокрые» гильзы поменять намного легче, даже в полевых условиях. Если установлены «сухие» гильзы или это монолитный чугунный блок, то он растачивается под новые гильзы, которые запрессовываются с высокой точностью. Сам блок нагревается до 150-200 градусов, а новая гильза охлаждается. Так достигается наиболее плотная и точная посадка.
О прокладке
Прокладка головки блока расположена на самом главном стыке двух массивных деталей двигателя, и с точки зрения техники её герметичность обеспечить достаточно сложно. Детали могут неравномерно нагреваться, стык при этом подвержен короблению, края прокладки расположены в огневой зоне надпоршневого пространства, через тот же стык проходят каналы масла и охлаждающей жидкости.
Поэтому прокладку изготавливают или из специального термостойкого материала с металлической окантовкой отверстий, или в последнее время просто из тонкого листового металла в несколько слоёв. Особо снобистские конструкции вообще лишены прокладки, настолько точно там подгоняются поверхности.
Прокладка сжата огромным давлением, которое создаётся затяжкой болтов крепления головки к блоку по специальной методике, как правило, до предела их текучести. Поэтому болты, как и прокладку, следует менять на новые при каждом демонтаже. Для точного позиционирования прокладки в стыке устанавливаются направляющие втулки.
Прокладка обладает строго регламентированной толщиной в сжатом состоянии, поскольку от этого зависит степень сжатия двигателя. Иногда предусматриваются ремонтные размеры, необходимые если головка или блок подвергались выравнивающей шлифовке при ремонте двигателя.