Головка блока цилиндров: назначение и принцип работы

Головка блока цилиндров ДВС

Такую деталь, как головку блока цилиндров (ГБЦ), без сомнения, можно назвать одним из самых важных узлов в двигателе. ГБЦ является неотъемлемой частью блока цилиндров, хотя и составной.

Составляющие ГБЦ

Так как такая деталь, как ГБЦ является сборной, поэтому необходимо выяснить какими составляющими комплектуется головка блока цилиндров двигателя.

Устройство ГБЦ достаточно простое только на первый взгляд. Она состоит из клапанов газораспределения (впускные и выпускные клапана), свечей зажигания или же форсунок (применимо к дизельным агрегатам) и блока камер сгорания горючей смеси.

Итак, головка блока цилиндров — это сложный механизм, в который запрессованы седла клапанов и направляющие втулки. Следует отметить, что оси седел клапанов и втулок должны строго совпадать друг с другом, в противном случае сложный кривошипно-шатунный механизм может выйти из строя.

Принцип работы и предназначение ГБЦ

Головка двигателя и блок цилиндров соединяются между собой огнеупорной сталеасбестовой прокладкой, которая предотвращает выход газов и потерю компрессии. Кстати, потеря компрессии, которая может возникать в результате потери плотности прокладки, приводит к потере мощности двигателя или вообще, к остановке двигателя. Ведь та энергия, за счет которой движется автомобиль, создается путем сжатия топливной смеси (дизельные моторы) или же путем сжатия и горения топливной смеси (бензиновые моторы).

Такой сложный механизм, как ГБЦ, и является плотной крышкой, в которой, в принципе и располагаются свечи зажигания или же система впрыска дизельного топлива, то есть форсунки. Крышка головки блока цилиндров дополняет собой сложную кривошипно-шатунную систему, а также служит надежной гарантией компрессионности двигателя.

Процессы, происходящие в блоке цилиндров

В блоке цилиндров форма камеры сгорания оказывает первостепенное влияние на такие процессы, как смесеобразование и процесс сгорания горючей смеси. Между прочим, процесс смесеобразования должен быть отрегулирован по возможности, идеально. Добиться подобной регулировки довольно просто получится только на исправном автомобиле при наличии определенных навыков.

Смесеобразование приводится в норму с помощью регулировочных винтов, которые расположены в корпусе карбюратора. Автомобили, оснащенные дизельными моторами или бензиновыми двигателями инжекторного типа, в ручной регулировке смесеобразования не нуждаются.

Головка с блоком цилиндров соединяется с помощью шпилек, реже болтов, причем затягиваться они должны только в строгой последовательности и с равномерными поворотами гаечного ключа. Несоблюдение этой последовательности приводит к выходу из строя дорогостоящей головки.

Техническое обслуживание ГБЦ и блока цилиндров

Своевременное обслуживание головки блока цилиндров заключается в наблюдении за ее состоянием. Из-под прокладки не должно проступать никаких масляных подтеков. Следите за этим, так как масляные подтеки или нехарактерный выпуск газов из камеры сгорания свидетельствуют о негерметичности прокладки между головкой и блоком цилиндров.

При таком раскладе прокладку необходимо будет немедленно заменить.

Своевременный уход за ГБЦ, заключающийся в периодической подтяжке крепежных гаек, сезонной чистке клапанов от нагара приведет к тому, что ваш автомобиль будет работать, как «часы». Перебоев возникать не будет, тем более серьезных поломок.

Что такое ГБЦ? Конструкция и детали

Двигатель любого транспортного средства представляет собой достаточно сложный технический агрегат, состоящих из многих механизмов. И каждый из них выполняет свою функцию, направленную на обеспечение движением авто. Предлагаем вам узнать, что представляет собой головка блока цилиндров, зачем она нужна и из каких элементов состоит.

Понятие ГБЦ

Для начала обратимся к расшифровке. ГБЦ — это головка блока цилиндров, которая представляет собой основной узел любого транспортного средства. Его предназначение заключается в контроле происходящего в двигателе процесса сгорания топливной смеси и выводе отработанных газов. По сути ГБЦ — это конкретно крышка, которая закрывает непосредственно блок цилиндров.

ГБЦ может изготавливаться из алюминиевого сплава или легированного чугуна. Когда процесс литья ГБЦ завершен, она подвергается процедуре искусственного старения, это делается с целью избавления компонента от остаточного напряжения. В том случае, если мотор однорядный, то на нем будет установлена одна головка блока цилиндров. Если же он W-образный, то на каждый отдельный ряд цилиндров будет установлена отдельная головка блока.

Очень важно, чтобы головка блока была надежно уплотнена непосредственно с блоком. Именно для этого нижняя часть элемента делается чуть шире, чем верхняя. Прокладка головки блока цилиндров используется для уплотнения двух частей блока.

Монтаж и фиксация ГБЦ происходит при помощи направляющих штифтов, предназначенных для закрепления головки. Непосредственно монтаж является особо важной процедурой, которая осуществляется согласно регламенту, указанному для каждого отдельного авто. Этот регламент является индивидуальным, поэтому устанавливать головку на «Жигули» и пользоваться инструкцией от иномарки крайне не рекомендуется. Что касается непосредственно штифтов, то они должны устанавливаться и затягиваться в определенной последовательности, при этом должен соблюдаться момент затяжки. Для этой цели используется специальный динамометрический ключ.

Помните о том, что при затяжке винтов необходимо руководствоваться технологией, а не применять грубую силу, поскольку это может привести к необратимым последствиям.

Это может стать причиной деформации ГБЦ. Внутри головки установлено множество различных элементов, которые скрыты крышкой, но о них мы расскажем далее. Работоспособность этого элемента определяет функционирование двигателя автомобиля в целом, это нужно знать и понимать.

Конструкция головки блока цилиндров и ее основные детали

С тем, что такое ГБЦ, мы разобрались. Теперь хотелось бы подробнее остановиться на конструкции и основных компонентах этого узла. Ниже будет рассмотрена основная информация о деталях, из которых состоит головка блока.

В отличие от сегодняшний ГБЦ, раньше эти элементы изготавливались из чугуна. В принципе, и сегодня в мире достаточно автомобилей, в которых установлены чугунные головки. Это связано с тем, что чугунные ГБЦ более подходят для тех транспортных средств, которые функционируют в сложных температурных режимах. Чугун может противостоять сильному холоду и знойной жаре, в то время как алюминиевые компоненты зачастую подвергаются деформации и термической усадке.

Отдельно следует остановиться на прокладке устройства. Прокладка ГБЦ изготавливается из армированного асбеста. Это делается с той целью, чтобы она могла выдержать не только высокую температуру, которая характерна для работы двигателя, но и высокий уровень давления. При этом асбестовая прокладка ГБЦ в состоянии обеспечить высокий уровень герметичности каналов охладительной системы, масляного провода, а также камеры сгорания.

Что касается остальных компонентов, об этом мы расскажем далее.

Устройство и расшифровка механизмов приведены ниже:

1. Прокладка — как вы поняли, выполняет очень важную роль в функционировании двигателя внутреннего сгорания.
2. ГРМ (расшифровка — газораспределительный механизм).
3. Картер (расшифровка — корпус ГБЦ). В картере расположены все узлы и механизмы данного устройства, а также патрубки охладительной системы, каналы масляного провода и, собственно, камера сгорания.
4. Специальные резьбовые выходы, в которые устанавливаются форсунки или свечи зажигания.
5. Непосредственно камера сгорания, в которой осуществляется процесс воспламенения горючей смеси, что позволяет автомобилю двигаться.
6. Привод ГРМ.
7. Также здесь расположены и посадочные плоскости вместе с резьбовыми креплениями, позволяющими крепить впускной и выпускной коллекторы.

Остановимся подробнее на этих компонентах. Клапаны головки блока цилиндров расположены в одном ряду. Угол их наклона по отношению к плоскости цилиндров составляет 20 градусов. В некоторых современных автомобилях устройство немного другое, но в большинстве случаев расположение клапанов именно такое.

Перейдем у передней части ГБЦ. Если ее разобрать, то вы увидите, что в ней находится специально отведенное место для установки цепного привода ГРМ и натяжителя цепи. Собственно, именно здесь эти компоненты и расположены. Что касается камер сгорания, то они плотно прилегают к блоку, а для этого специально обрабатываются механическим способом. По размерам площадь камер сжатия немного меньше, чем размеры днища у поршней. Это делается для того, чтобы при работе двигателя внутреннего сгорания, когда поршни поднимаются вверх, обеспечивалось интенсивное завихрение рабочей смеси мотора. Соответственно в результате этого улучшается и сама процедура сгорания горючей смеси.

С левой части ГБЦ вы можете увидеть четыре отверстия для свечек или форсунок системы зажигания. С обратной, правой стороны, расположен специальный фланец, на который крепится выпускной и впускной коллекторы. Рядом с этим фланцем вмонтированы и патрубки охладительной системы, по которым курсирует антифриз.

На верхней части ГБЦ установлены специальные отверстия, в которые устанавливаются направляющие втулки, опорные шайбы, устройства опор рычагов, а также корпус подшипников распределительного шкива. Сверху самой ГБЦ устанавливается специальная крышка, которая крепится при помощи восьми винтов.

Также следует отметить, что в головке расположены и несъемные компоненты:

• в первую очередь, это седла клапанов, предназначение которых заключается в обеспечении герметичности устройства ГРМ;
• а также направляющие втулки клапанов.

Важно понимать, что данные компоненты устанавливаются методом прессовки в структуру ГБЦ. Соответственно, в домашних условиях из замена будет невозможной — это можно осуществить исключительно с использование необходимого термического оборудования, а также специализированного инструментария.

Некоторые гаражные «умельцы» все-таки практикуют этот ремонтный процесс у себя дома, но делать этого крайне не рекомендуется, поскольку неравномерный нагрев может привести к последствиям:

1. ГБЦ может изменить геометрию своей структуры, в результате чего будет нарушена плоскость ее прилегания к самому блоку.
2. ГБЦ попросту придет в негодность от неправильного нагрева.
3. В структуре головки могут появиться микротрещины, избавиться от которых будет очень тяжело.

В целом проведение таких работ в домашних условиях чревато тем, что устройство попросту придется в негодность и не останется ничего другого, как сдать его на металлолом. Разумеется, грамотный специалист при наличии необходимого оборудования может попытаться исправить проблему, но это получается не всегда. Поэтому рекомендуем вам прислушаться к нашим советам.

Техническое обслуживание и диагностика

Как известно, все механизмы транспортного средства рано или поздно будут нуждаться в диагностике и техническом обслуживании. В этом случае ГБЦ не является исключением. Первоочередной задачей любого автомобилиста в этом вопросе является периодическая диагностика тех компонентов головки, которые нуждаются в этом больше всего. В частности, тех, которые подвержены наибольшим нагрузкам.

• работоспособности клапанов;
• проверке работоспособности сальников клапанов;
• сальников распределительного шкива;
• и, разумеется, самой прокладке ГБЦ.

Пробитая прокладка ГБЦ может стать причиной появления масла в охлаждающей жидкости. И наоборот — попадании антифриза в масляную систему. В результате попадания масла в охладительную систему антифриз будет бурлить (но не кипеть), что приведет к троению двигателя, а со временем — невозможности его запуска. При это хладагент будет выходить из расширительного бачка, а датчик температуры мотора на приборной панели будет показывать кипение двигателя. В свою очередь, попадание хладагента станет причиной заливания свечей зажигания, о чем можно будет догадаться, выкрутив свечку и оценив ее состояние.

В целом на выход из строя элементов головки и на их корректную работу влияют многие факторы, но большинство из них касаются своевременной диагностики и ремонта. Даже такая мелочь, как затяжка штифтов ГБЦ (неправильный момент затяжки или несоблюдение порядка) может стать причиной деформации головки, что может привести и к поломке двигателя.

Для чего проводятся ремонтные работы? Есть множество случае, когда снятие головки неизбежно.

• необходимость расточки цилиндров;
• необходимость опрессовки втулок клапанов или их седел;
• выход из строя клапанов, что подразумевает необходимость их замены или ремонта;
• отшлифовка седел или работы по их доработке;
• необходимость шлифовки самой крышки ГБЦ;
• необходимость замены прокладки головки (если она пробита или пропускает);
• или же при надобности заделывания микротрещин (эта операция может проводиться и без демонтажа ГБЦ).

Так или иначе, но все работы по ремонту и диагностике данного узла должны осуществляться при соблюдении рекомендаций и указаний от производителя вашего транспортного средства. Если вы, не имея знаний и опыта, попытаетесь сделать что-либо самостоятельно и у вас это не получится, то это чревато полной поломкой всего мотора. Наиболее опасным в этом плане является монтаж втулок клапанов. Эта процедура должна осуществляться при нагретой головке, при этом сами монтируемые элементы должны быть холодными, а не нагретыми. Только так можно будет обеспечить надежное натяжение в соединении после того, как температура узла стабилизируется.

Также конструкция ГБЦ позволяет осуществить и замену втулок шкива привода маслонасоса. Данный процесс должен осуществляться методом выпрессовки уже отработавших свой ресурс эксплуатации втулок и монтажа новых компонентов.

В целом в домашних условиях есть возможность заниматься этими работами. Но при том условии, если вы понимаете, что делаете и чем это может быть чревато. Разумеется, в этом случае речь не идет о тех работах, для осуществления которых понадобится термическое или высокоточной оборудование. Но и это возможно только тогда, когда у вас есть определенные знания. Не имея опыта, даже самый новый и высокотехнологичный инструмент не имеет никакой пользы.

https://autodromo.ru/articles/golovka-bloka-cilindrov-naznachenie-i-princip-raboty
https://avtozam.com/dvigatel/grm-kshm-gbc/konstruktsiya-golovki-bloka-cilindrov/