Що таке ГБЦ у машині. Після заміни прокладки ГБЦ машина не заводиться що робити? Головка блоку циліндрів двигуна - завдання та пристрій Як роблять головки блоку циліндрів

Головка циліндрів більшості бензинових двигуніввиготовляється із алюмінієвого сплаву. Алюмінієвий сплав має переваги в тому, що він легший, ніж чавун і має кращими характеристикамитеплопровідності, завдяки чому його легко охолоджувати. Однак, він має деякі недоліки, такі як легка ушкоджуваність та більш високе теплове розширення.

УВАГА!

При ремонті головки циліндрів слід звертати увагу на таке.

Будьте обережні, щоб не подряпати чи інакше не пошкодити поверхні головки циліндрів, до яких прилягають прокладка головки блоку та прокладка колектора,

Болти головки циліндрів повинні затягуватись на холодному двигуні, заздалегідь визначеним методом, у належній послідовності з додатком зазначеного моменту затягування. Є два методи затягування - звичайний метод і метод затяжки у сфері пластичної деформації.

Мал. 1 - Влаштування головки блоку циліндрів.

Клапани та пов'язані з ними деталі

1. Клапан

Клапани виготовляються із спеціальної сталі, тому що вони піддаються впливу високих тисків та температур. Клапан завжди підтискається у напрямку закриття зусиллям пружини, а коли на нього діє зусилля від пружини розподільчого валу, клапан рухається вниз усередині напрямної втулки клапана в головці циліндрів, щоб відкрити впускний або випускний канал. Зазвичай діаметр тарілки впускного клапана трохи більший, ніж випускного клапана.

Для того, щоб забезпечити гарне ущільнення між клапаном та сідломклапана, кут конуса клапана зазвичай становить 44,5° або 45,5°.

Мал. 2 – Клапан.

2. Пружина клапана

Пружина клапана використовується для закриття клапана. Більшість двигунів встановлюється одна пружина на клапан, але у деяких двигунах застосовуються дві пружини на клапан.

Щоб запобігти відриву клапана від штовхача, коли двигун працює на високих оборотахвикористовуються пружини з неоднаковим кроком або подвійні пружини.

Мал. 3 – Види пружин клапанів.

УВАГА!

Відрив клапана від штовхача викликається роботою пружини клапана, яка не пов'язана з роботою кулачка. Відрив клапана з'являється, коли двигун працює при частоті обертання вище максимально допустимої. Він не тільки викликає ненормальний шум двигуна, але і є причиною удару поршня по клапану, що може призвести до пошкодження деталей. Пружини з різним кроком асиметричного типувстановлюються витками з ширшим кроком нагору.

Сідло клапана запресовується в головку циліндрів. Коли клапан закривається, тарілка клапана щільно прилягає до сідла клапана, щоб підтримувати герметичність камери згоряння. Сідло клапана відводить тепло від клапана до головки циліндрів для охолодження клапана. Так як сідло клапана піддається впливу гарячих відпрацьованих газів і контактам з клапаном, що повторюються, воно виготовляється зі спеціальної сталі, що має високі тепло-і зносостійкість.

Мал. 4 – Сідло клапана.

ДЛЯ ДОВІДОК Сідло клапана зазвичай має форму конуса 45 °, щоб відповідати формі конуса клапана. Ширина робочої фаски сідла клапана зазвичай становить від 12 до 18 мм. Надмірна ширина робочої фаски сідла клапана, ймовірно, буде викликати проникнення вуглецю між клапаном і сідлом, хоча ефект охолодження буде високим. Якщо вона занадто вузька, покращуватиметься герметичність, але ефект охолодження знижуватиметься.

Втулка клапана, що направляє, зазвичай виготовляється з чавуну і запресовується в головку циліндрів. Направляюча втулка клапана направляє клапан так, що його робоча поверхня правильно прилягає до сідла клапана. Пов'язані поверхні стрижня клапана і напрямної втулки клапана змащуються моторним маслом. Щоб запобігти попаданню великої кількості моторної оліїв камеру згоряння через зазор між стрижнем клапана та направляючою втулкою, у верхній частині напрямної втулки клапана передбачається масляне ущільнення.

Неплавний рух або заїдання стрижня клапана у напрямній втулці клапана називається "заїданням клапана". Воно з'являється, коли зазор між стрижнем клапана і спрямовує втулкою клапана занадто малий або коли вони недостатньо змащуються.

Якщо масляне ущільнення стрижня клапана руйнується або твердне, або якщо зазор між стрижнем клапана і направляючою втулкою клапана надмірний, моторне масло потраплятиме в камеру згоряння. Це масло згорятиме в камері згоряння і викидатиметься через вихлопну трубу. Як результат, збільшуватиметься витрата моторного масла.

Зазвичай олія легше потрапляє в камеру згоряння через впускний клапан.

5. Механізми повороту клапана.

На деяких двигунах замість тарілок пружин клапанів використовуються механізми повороту клапана.

Механізм повороту клапана повертає клапан, тим самим запобігаючи нещільному приляганню до сідла клапана, що викликається з'єднаннями свинцю або нагаром, що відкладаються на робочої поверхніклапана при згорянні етилованого бензину

Зазвичай, механізми повороту клапана встановлюються на випускних клапанах.

Механізм повороту клапана складається з корпусу механізму, спіральної пружини, плоскої пружини та замку.

Кільцеподібна спіральна пружина встановлюється в канавку в корпусі механізму і злегка сплющується пружною плоскою при встановленні пружини клапана.

Рис.5 - Механізм повороту клапана

Мал. 6 - Робота механізму

Коли клапан відкривається, пружина клапана стискається і її зусилля стає більшим. Це змушує зовнішню частину плоскої пружини злегка згинатися нагору, при цьому спіральна пружина сплющується ще більше. Це, своєю чергою, змушує повертатися корпус механізму.

В цей час точка А ковзає, але точки В і С не ковзають.

Коли клапан закривається, тобто коли пружина клапана розширюється, зусилля пружини клапана слабшає.

Вигин плоскої пружини тому стає меншим і спіральна пружина повертається у свій початковий стан. Це викликає ковзання у точках У і З, тоді як і точці А ковзання немає. Тому корпус механізму повороту залишається у тому положенні, як і при відкритому клапані.

Тойота Мотор Корпорейшн

Двигун будь-якого транспортного засобує досить складним технічний агрегатскладаються з багатьох механізмів. І кожен із них виконує свою функцію, спрямовану на забезпечення рухом авто. Пропонуємо вам дізнатися, що є головкою блоку циліндрів, навіщо вона потрібна і з яких елементів складається.

[ Приховати ]

Поняття ГБЦ

Для початку звернемося до розшифрування. ГБЦ - це головка блоку циліндрів, яка є основним вузол будь-якого транспортного засобу. Його призначення полягає в контролі процесу згоряння паливної суміші, що відбувається в двигуні, і виведенні відпрацьованих газів. Насправді ГБЦ - це саме кришка, яка закриває безпосередньо блок циліндрів.

ГБЦ може виготовлятись з алюмінієвого сплаву або легованого чавуну. Коли процес лиття ГБЦ завершено, вона піддається процедурі штучного старіння, це робиться з метою позбавлення компонента залишкової напруги. У тому випадку, якщо двигун однорядний, то на ньому буде встановлена ​​одна головка блоку циліндрів. Якщо ж він W-подібний, то на кожен окремий ряд циліндрів буде встановлено окрему головку блоку.

Дуже важливо, щоб головка блоку була надійно ущільнена безпосередньо з блоком. Саме цього нижня частина елемента робиться трохи ширше, ніж верхня. Прокладання головки блоку циліндрів використовується для ущільнення двох частин блоку.

Монтаж та фіксація ГБЦ відбувається за допомогою напрямних штифтів, призначених для закріплення головки. Безпосередньо монтаж є особливо важливою процедурою, яка здійснюється згідно з регламентом, вказаним для кожного окремого авто. Цей регламент є індивідуальним, тому встановлювати голівку на «Жигулі» та користуватися інструкцією від іномарки не рекомендується. Що стосується безпосередньо штифтів, то вони повинні встановлюватися і затягуватися у певній послідовності, при цьому повинен дотримуватися моменту затягування. Для цього використовується спеціальний динамометричний ключ.

Пам'ятайте, що при затягуванні гвинтів необхідно керуватися технологією, а не застосовувати грубу силу, оскільки це може призвести до незворотних наслідків.

Це може спричинити деформацію ГБЦ. Усередині головки встановлено безліч різних елементів, які приховані кришкою, але про них розповімо далі. Працездатність цього елемента визначає функціонування двигуна автомобіля загалом, це потрібно знати та розуміти.

Конструкція головки блоку циліндрів та її основні деталі

З тим, що таке ГБЦ ми розібралися. Тепер хотілося б докладніше зупинитись на конструкції та основних компонентах цього вузла. Нижче буде розглянуто основну інформацію про деталі, з яких складається головка блоку.

На відміну від сьогоднішньої ГБЦ, ці елементи раніше виготовлялися з чавуну. В принципі, і сьогодні у світі достатньо автомобілів, у яких встановлені чавунні головки. Це з тим, що чавунні ГБЦ більше підходять тих транспортних засобів, які у складних температурних режимах. Чавун може протистояти сильному холоду та спекотній спеці, в той час як алюмінієві компоненти найчастіше піддаються деформації та термічній усадці.

Окремо слід зупинитись на прокладці пристрою. Прокладка ГБЦ виготовляється з армованого азбесту. Це робиться з тією метою, щоб вона могла витримати не лише високу температуруяка характерна для роботи двигуна, але і високий рівеньтиску. При цьому азбестова прокладка ГБЦ може забезпечити високий рівень герметичності каналів охолоджувальної системи, масляного дроту, а також камери згоряння.

Що ж до інших компонентів, про це ми розповімо далі.

Пристрій та розшифрування механізмів наведено нижче:

1. Прокладання - як ви зрозуміли, виконує дуже важливу роль у функціонуванні двигуна внутрішнього згоряння.
2. ГРМ (розшифрування - газорозподільний механізм).
3. Картер (розшифрування – корпус ГБЦ). У картері розташовані всі вузли та механізми даного пристрою, а також патрубки охолоджувальної системи, канали масляного дроту та, власне, камера згоряння.
4. Спеціальні різьбові виходи, у які встановлюються форсунки чи свічки запалювання.
5. Безпосередньо камера згоряння, у якій здійснюється процес займання горючої суміші, що дозволяє автомобілю рухатися.
6. Привід ГРМ.
7. Також тут розташовані і посадкові площини разом з різьбовими кріпленнями, що дозволяють кріпити впускний та випускний колектори.

Зупинимося докладніше цих компонентах. Клапани головки блоку циліндрів розташовані в одному ряду. Кут їхнього нахилу по відношенню до площини циліндрів становить 20 градусів. У деяких сучасних автомобілях пристрій трохи інший, але в більшості випадків розташування клапанів саме таке.

Перейдемо біля передньої частини ГБЦ. Якщо її розібрати, то ви побачите, що в ній знаходиться спеціально відведене місце для встановлення ланцюгового приводуГРМ та натягувача ланцюга. Власне, саме тут ці компоненти розташовані. Щодо камер згоряння, то вони щільно прилягають до блоку, а для цього спеціально обробляються механічним способом. За розмірами площа камер стиснення трохи менше, ніж розміри днища біля поршнів. Це робиться для того, щоб при роботі двигуна внутрішнього згоряння, коли поршні піднімаються вгору, забезпечувалося інтенсивне завихрення робочої суміші двигуна. Відповідно, в результаті цього покращується і сама процедура згоряння горючої суміші.

З лівої частини ГБЦ можна побачити чотири отвори для свічок або форсунок системи запалювання. З протилежного, правого боку, розташований спеціальний фланець, на який кріпиться випускний та впускний колектори. Поруч із цим фланцем вмонтовані і патрубки охолоджувальної системи, якими курсує антифриз.

На верхній частині ГБЦ встановлені спеціальні отвори, які встановлюють напрямні втулки, опорні шайби, пристрої опор важелів, а також корпус підшипників розподільного шківа. Зверху ГБЦ встановлюється спеціальна кришка, яка кріпиться за допомогою восьми гвинтів.

Також слід зазначити, що в головці розташовані і незнімні компоненти:

• в першу чергу, це сідла клапанів, призначення яких полягає у забезпеченні герметичності;
• а також напрямні втулки клапанів.

Важливо розуміти, що ці компоненти встановлюються методом пресування в структуру ГБЦ. Відповідно, в домашніх умовах із заміни буде неможливою - це можна здійснити виключно з використання необхідного термічного обладнання, а також спеціалізованого інструментарію.

Деякі гаражні «умільці» таки практикують цей ремонтний процес у себе вдома, але робити цього вкрай не рекомендується, оскільки нерівномірне нагрівання може призвести до наслідків:

1. ГБЦ може змінити геометрію своєї структури, внаслідок чого буде порушено площину її прилягання до блоку.
2. ГБЦ просто прийде в непридатність від неправильного нагріву.
3. У структурі головки можуть з'явитися мікротріщини, позбутися яких буде дуже важко.

Загалом проведення таких робіт в домашніх умовах загрожує тим, що пристрій просто прийде в непридатність і не залишиться нічого іншого, як здати його на металобрухт. Зрозуміло, грамотний фахівець за наявності необхідного обладнання може спробувати виправити проблему, але це виходить не завжди. Тому рекомендуємо вам прислухатися до наших порад.

Технічне обслуговування та діагностика

Як відомо, всі механізми транспортного засобу рано чи пізно потребуватимуть діагностики та технічне обслуговування. І тут ГБЦ перестав бути винятком. Першочерговим завданням будь-якого автомобіліста в цьому питанні є періодична діагностика тих компонентів головки, які потребують цього найбільше. Зокрема, тих, які зазнають найбільших навантажень.

Мова йде про:

• працездатності клапанів;
• перевірці працездатності сальників клапанів;
• сальників розподільчого шківа;
• і, зрозуміло, самої прокладки ГБЦ.

Може стати причиною появи олії в охолодній рідині. І навпаки — потрапляння антифризу до масляної системи. Внаслідок попадання олії в охолоджувальну систему антифриз вируватиме (але не кипітиме), що призведе до потроїння двигуна, а згодом — неможливості його запуску. При цьому холодоагент виходитиме з розширювального бачка, а датчик температури двигуна на панелі приладівпоказуватиме кипіння двигуна. У свою чергу, потрапляння холодоагенту стане причиною заливання свічок запалювання, про що можна буде здогадатися, викрутивши свічку та оцінивши її стан.

Загалом на вихід з ладу елементів головки та на їхню коректну роботу впливають багато факторів, але більшість із них стосуються своєчасної діагностики та ремонту. Навіть така дрібниця, як (неправильний момент затягування або недотримання порядку) може стати причиною деформації головки, що може призвести і до поломки двигуна.

Навіщо проводяться ремонтні роботи? Є багато випадків, коли зняття голівки неминуче.

• необхідність розточування циліндрів;
• необхідність опресовування втулок клапанів або їх сідел;
• вихід із ладу клапанів, що передбачає необхідність їх заміни чи ремонту;
• відшліфування сідел або роботи з їхнього доопрацювання;
• необхідність заміни прокладки головки (якщо вона пробита чи пропускає);
• або ж при необхідності закладання мікротріщин (ця операція може проводитися і без демонтажу ГБЦ).

Головка блоку циліндрів (ГБЦ) двигуна сучасного автомобіляце досить складний вузол. Її призначення полягає не тільки в тому, щоб служити кришкою для циліндрів двигуна, вона є свого роду базою, на якій встановлені деталі газорозподільного механізму, впускний і випускний колектори. Також в ній виконані канали для і моторного масла, для підведення паливної суміші до впускних клапанів та видалення випускних газів.
Як правило, головка виготовляється з алюмінієвого сплаву, але деякі її деталі, наприклад, напрямні втулки та сідла клапанів, запресовані в корпус ГБЦ, виготовляються із сталевих сплавів.

Головка блока циліндрів (ГБЦ) двигуна ВАЗ 21083

Головка блоку циліндрів служить не тільки кришкою для циліндрів мотора, а й свого роду базою, на якій встановлені різні вузли та деталі двигуна.

На фото 1 – головка блоку циліндрів у зборі із кришкою двигуна ВАЗ 21083. Штуцер у кришці, який ви бачите, з'єднується патрубком із сапуном. Це зроблено для того, щоб очистити картерні гази, що надходять далі у колектор впускний, від масла.
Знявши клапанну кришку, ви отримуєте доступ до деталей ГРМ (фото 2). Зверніть увагу, що нижня частина корпусу підшипників ковзання розподільного валу виконана єдиним виробом з корпусом головки блоку, верхня ж складається з двох частин. подається через масляні канали, зроблені у корпусі головки.
На фото 3 зображено ГБЦ ВАЗ 21083 з боку поверхні, що сполучається з верхньою площиною блоку циліндрів.
Подача палива та випуск відпрацьованих газів із циліндрів відбувається завдяки своєчасному відкриттю впускних та випускних клапанів, встановлених також у головці блоку циліндрів. Робочі кромки клапанів та їх сідел виконані з жароміцної сталі, оскільки працюють вони безпосередньо в камері згоряння.

Враховуючи високий тискі температуру, що виникають у процесі роботи двигуна, особливі вимоги висуваються до прокладки ущільнювача під головку блоку циліндрів (фото 4). Її виготовляють із азбесту, армованого металом.
Слід зазначити, що прокладка під головку блоку – одноразова, тому що при встановленні вона «всідає», що робить її повторне використання неможливим.

Прокладка під головку блоку циліндрів – одноразова, тому що при встановленні вона «всідає», що робить її повторне використання неможливим.

Використання прокладки під головку блоку сумнівного походження – небажано, тому що навіть незначна зміна товщини прокладки ГБЦ може негативно вплинути на потужності двигуна. Особливо це стосується дизелів, коли .
Для того, щоб забезпечити герметичність циліндрів та каналів у місцях стикування головки та блоку, потрібно дотримуватися не тільки зусилля затягування болтів головки блоку циліндрів, але й черговості, тобто порядку.
Ця інформація обов'язково вказується у посібнику з ремонту авто.

Несправності ГБЦ

Найбільш поширеною причиною заміни ГБЦє поява тріщин у корпусі або порушення форми валки привалки головки в результаті перегріву.

У тому випадку, якщо є незначне викривлення поверхні головки, дефект усувається шліфуванням поверхні. Якісний ремонт тріщин у головці блоку циліндрів неможливий гаражних умовах. Спроби заповнити тріщини складами типу «холодного зварювання», як правило, малоефективні через те, що матеріали, якими заповнюються тріщини, мають коефіцієнт температурного розширення, що відрізняється від сплаву головки.

Заміна прокладання ГБЦ

При заміні прокладки ГБЦ потрібно дотримуватися не тільки зусилля затягування болтів головки блоку циліндрів, а й черговості затягування.

Найчастіше автомобілісти стикаються з необхідністю заміни прокладання ГБЦ внаслідок її прогорання. Такий ремонт цілком доступний, зрозуміло за наявності необхідних інструментівта інформації, що стосується моменту та порядку затягування болтів головки блоку циліндрів.
Найбільш характерними ознаками прогорання прокладки є підвищена димність вихлопу, коли викидання ОЖ в розширювальний бачок. До того ж мотор перегріватиметься, а його потужність значно знизиться.
Якщо ви вперше змінюєте прокладку ГБЦ, вам знадобиться динамометричний ключ – для контролю моменту затягування. Болти головки блоку циліндрів виготовляються зі сталі, що має високу межу міцності на розрив, але ризик обірвати їх все ж таки є. Тому навіть майстри зі стажем завжди використовують динамометричний ключ під час проведення робіт із заміни прокладки ГБЦ.

Головка блоку циліндрів - верхня частина двигуна, що розташовується над . Залежно від конструкції двигуна вона може виконувати різну кількість функцій: у типових сучасних двигунах вона закриває верхні частини циліндрів, формуючи камеру згоряння, а також містить у собі канали для олії та охолоджуючої рідини та основну частину - (один або два), впускні та випускні , впускні та випускні канали, а в багатьох випадках – і паливні форсунки. У деяких випадках ГБЦ не просто формує верхню кришкукамери згоряння, але також має свою частину цієї камери або спеціальні камери впорскування - або .

Оскільки в камері згоряння під час роботи двигуна створюється великий тиск, головка блоку циліндрів має бути щільно притягнута до блоку циліндрів. Для забезпечення герметичності їх з'єднання між ними встановлюється прокладка ГБЦ, а головка по всій довжині кріпиться рівномірно до блоку великою кількістю болтів.

Матеріал виготовлення ГБЦ може бути різним: сучасні головки здебільшого виготовляються з алюмінію, але існують і сталеві, і чавунні ГБЦ. Основні переваги алюмінію - менша вага і хороший теплорозподіл, проте алюмінієві головки дещо поступаються сталевим та чавунним за міцністю та надійністю.

ГБЦ сучасного двигуна, в якій розташовується клапанний механізм, зверху прикрита спеціальною . Клапанна кришка прикриває клапанний механізм, а знімною вона зроблена для забезпечення доступу до клапанного механізму для його ремонту та обслуговування - наприклад, для так званого регулювання клапанів, коли регулюється величина зазору між кулачком розподільного валу та приводом клапана. Як і поверхня між ГБЦ та блоком циліндрів, поверхня на стику ГБЦ та клапанної кришки ущільнюється спеціальною прокладкою.

Скільки ГБЦ може мати двигун?

Число головок блоку циліндрів може бути різним залежно від двигуна. Наприклад, мотори мають одну ГБЦ, теж обходяться однією головкою, а ось, і мотори в силу своєї конструкції обов'язково припускають наявність двох головок блоку циліндрів. Причини зрозумілі: в них циліндри (і в них) розташовані під кутом один до одного, і верхні частини камер згоряння значно віддалені один від одного (в опозитах - буквально на протилежний бік двигуна), тому кожна група циліндрів має свою ГБЦ.

Найбільш екзотичні варіанти – це радіальні мотори та важка техніка. У радіальних моторах - таких, де циліндри відходять убік від , утворюючи «зірку» - число ГБЦ відповідає числу циліндрів, тобто, у кожного циліндра є своя індивідуальна головка. Зіркоподібні двигуни широко використовувалися в авіації - такий можна побачити літаками з носовим пропелером.

Схема з індивідуальними головками блоку для кожного циліндра також застосовується в моторах величезного об'єму для важкої техніки – наприклад, гігантських дизелів, що використовуються у суднобудуванні, кар'єрних вантажівках, залізничних локомотивах тощо. Такі двигуни, як правило, мають звичайне рядне компонування, але використання індивідуальних ГБЦ для кожного циліндра виправдане з точки зору ремонту та обслуговування: для проведення цих робіт набагато простіше і дешевше зняти одну головку меншого розміру, ніж демонтувати величезну загальну ГБЦ цілком. Крім того, така схема дозволяє будувати двигуни з різним числом циліндрів (і відповідно робочим об'ємом і потужністю), не змінюючи конструкцію ГБЦ.

Тюнінг ГБЦ

Оскільки головка блоку циліндрів сучасного мотора має безліч функціональних ролей, містить у собі ГРМ, частина впускного і тракту, частина системи впорскування і, вона часто піддається тюнінгу.

Основні доробки ГБЦ зазвичай стосуються оптимізації діаметра, форми і поверхні каналів, особливо впускних. Правильна форма каналу мінімізує завихрення і покращує наповнюваність циліндра, а збільшення діаметра каналу дозволяє збільшити обсяг повітря, що подається або паливоповітряної суміші. Однак варто розуміти, що у разі збільшення діаметра впускного каналу при незмінності інших параметрів двигуна падає швидкість потоку, що негативно позначається на наповнюваності циліндра та характеристиках двигуна на низьких та середніх обертах. Таким чином, збільшення діаметра впускного каналу повинно супроводжуватися збільшенням об'єму повітря, що подається (наприклад, за рахунок підвищення тиску наддуву турбіни).

Ще одна характеристика мотора, яку можна змінити за рахунок доопрацювання ГБЦ – це. Оскільки ГБЦ є верхньою частиною камери згоряння, сточивши її нижню частину, можна зменшити об'єм камери згоряння і збільшити тим самим ступінь стиснення в циліндрі. Подібні методики застосовуються, наприклад, для адаптації старих моторів з низьким ступенем стиснення, розрахованих на застосування бензину (АІ-80, АІ-76 і нижче), до найпоширенішого сьогодні АІ-92.

Конструкції ГБЦ в залежності від типу конструкції двигуна

Як було сказано на початку, конструкція ГБЦ може відрізнятися в залежності від конструкції двигуна, на якому вона встановлена. Найпростіші ГБЦ на моторах типу Flathead є металевою пластиною з різьбовими отворами для встановлення свічок запалювання. Однак у міру вдосконалення ДВЗ виникла необхідність перенесення розподільного валу і клапанного механізму в головку блоку циліндрів, і в результаті більшість сучасних двигунів має саме таку конструкцію. Втім, верхньоклапанні нижнювальні мотори великого об'єму досі зустрічаються в американських автомобілях. Ми розглянемо різні конструкції ГБЦ, залежно від конструкції двигуна.

ГБЦ нижньоклапанного нижневального двигуна

Конструкція двигуна передбачає розташування розподільного валу в блоці циліндрів, неподалік колінвала, і привід першого від другого за допомогою шестерень. Клапани при цьому наводяться від распредвала штовхачами і розташовані тарілками вгору, а впуск і випуск підходять до циліндра збоку (звідси і одна з англомовних назв таких моторів - side-valve engine, що означає двигун з бічним розташуванням клапанів).

Таким чином, і , і розташовані в блоці (і поряд з ним), а у верхній частині циліндра могла розташовуватися тільки свічка запалювання. Відповідно, і ГБЦ такого мотора була найпростішою пластиною (до цього нас відсилає іншу англомовну назву таких моторів – Flathead, тобто «плосколові»), в якій за необхідності були різьбові отвори для встановлення свічок запалювання.

Наступним щаблем розвитку нижневальних моторів стали двигуни зі змішаним розташуванням клапанів: в них впускні клапани з приводом перенесли вгору, в головку блоку циліндрів, а випускні залишили без зміни. Така конструкція отримала назву F-head, так як поршень і клапани частково нагадували за розташуванням букву F. Привід впускних клапанів здійснювався через коромисла, що коливаються. Таким чином, конструкція ГБЦ ускладнилася: замість простої пластини вона стала бути плитою з механізмом приводу впускних клапанів і, як і раніше, роз'ємом під установку свічок запалювання.

ГБЦ верхньоклапанного нижневального двигуна

Наступним етапом розвитку моторів після нижньоклапанних нижневальних сталі: тобто, розподільний вал у них, як і раніше, розташовувався в блоці циліндрів, приводячись від колінвала шестерним механізмом, а ось клапани перебралися нагору, в головку блоку циліндрів. Зрозуміло, це спричинило помітне ускладнення її конструкції - з пластини з отворами під свічки запалювання вона перетворилася на повноцінний блок з каналами для змащення та охолодження, а також впускними та випускними каналами, якими подавалася паливоповітряна суміш і відводилися гази, що відпрацювали.

Оскільки привід клапанів від розподільного валу здійснювався через штанги-штовхачі та коромисла, то конструкція ГБЦ такого мотора передбачала розташування цих коромисел і власне клапанного механізму всередині неї.

ГБЦ верхньоклапанного верхневого двигуна

Головка блоку циліндрів сучасного двигунау переважній більшості випадків виглядає саме так: у схемі і розподільний вал, і клапанний механізм знаходяться в ГБЦ. Ця схема є найсучаснішою і може мати кілька варіантів реалізації.
У найпростіших варіантах ГБЦ крім каналів впуску-випуску, мастила та охолоджуючої рідини містить один розподільний валі по два клапани на кожний циліндр. Привід клапанів, у свою чергу, теж може бути різним - безпосередньо від розподільного валу або через коромисла-штовхачі або гідрокомпенсатори, які регулюють зазор між кулачком розподільного валу і головкою клапана.

Більш просунуті варіанти ГБЦ припускають наявність , а також наявність , один з яких управляє впускними клапанами, а інший - випускними. Однак, незважаючи на це збільшення числа робочих елементів, функціонал та принциповий пристрій ГБЦ залишається тим самим.

KnowCar – зрозуміла енциклопедія з влаштування автомобілів, де складне описано простою мовою, з ілюстраціями та відео, а статті розсортовані за розділами. Енциклопедія у процесі наповнення. Якщо є запитання чи пропозиції, зв'яжіться з командою. Всі контактні дані – внизу сайту.

Не багато новоспечених автовласників, які вперше сіли за кермо, знають, що головка блоку циліндрів - одна з найважливіших частин двигуна.

У цій статті ми розповімо про ГБЦ, що це таке в машині, пристрої головки та процесах, що проходять у ній. Також ми розглянемо основні ознаки пробою головки блоку циліндрів, які допоможуть вам вчасно помітити несправність силового блоку, і навіть відстежувати його працездатність.

ГБЦ, що це таке у машині?

Головка блоку циліндрів чи просто ГБЦ – важлива частина двигуна, розташована безпосередньо над блоком циліндрів. Знати це має кожен автовласник. Тому що саме в головці теплова енергія, утворена від згоряння палива, перетворюється на механічну енергію руху. Саме в ній зосереджені основні механізми, які здійснюють цей процес. За це багато механіків називають ГБЦ - "голова" або "башка", маючи на увазі, що вона виконує провідну роль у всьому блоці двигуна.

З чого складається ГБЦ?

За своєю структурою ГБЦ складається з кришки та корпусу головки:

1. Кришка головки захищає внутрішні вузли та механізми ГБЦ від зовнішніх впливів, а також не допускає протікання моторного масла. Зверху вона має отвір для заправки двигуна олією. З'єднання кришки та корпусу головки здійснюється за допомогою гвинтів та спеціальної багаторазової гумової прокладки, яка не дозволяє маслу просочитися між двома складовими.
2. У свою чергу, корпус головки є основою, в якій розташована велика кількість важливих вузлів двигуна. Найпростішими за своєю структурою є ГБЦ у двигунах із нижнім розташуванням клапанів. Більш складну конструкцію мають верхньоклапанні двигуни.

У корпусі ГБЦ розміщується безліч важливих складових, без яких запуск двигуна та його робота просто неможлива. Давайте розберемося, які функції вона виконує і що в ній є:

• Частково або в повному обсязі ГБЦ розташовані камери згоряння.
• Проходять канали систем змащення та охолодження.
• Є фланцеві отвори для впускного колектора, який залежно від типу двигуна може подавати як паливну суміш, так і повітря.
• Також у корпусі ГБЦ є отвори для випускного колектора, через який здійснюється виведення відпрацьованих газів.
• У корпусі головки розташовується майданчик та отвори для елементів газорозподільного механізму, елементів передачі розподільного валу та інших вузлів.
• Є різьбові отвори для свічок запалювання чи форсунок.
• У двигунах з верхнім розташуванням розподільного валу є додаткові опори.

Всі ці важливі складові безпосередньо взаємодіють із корпусом головки, яка також має й іншу назву – картер ГБЦ.

У місці, де корпус головки стикається з блоком циліндрів, внутрішня поверхня гладка і розширена. Це дозволяє ГБЦ щільно з'єднуватися з блоком циліндрів, а також витримувати сильні навантаження, що виникають під час роботи двигуна.

Крім цього між стиками двох складових передбачена прокладка. Робиться вона з армованого азбесту, тому що саме цей матеріал здатний витримувати перепади тиску газів та різницю температур, зберігаючи при цьому високий рівень герметичності каналів маслопроводу, охолоджувальної системи та камери згоряння. Однак така прокладка є одноразовою та для повторного використання вже не придатна.

Яким навантаженням піддається ГБЦ під час роботи двигуна?

Під час роботи двигуна головка піддається наступним навантаженням:

• Великій різниці температур;
• Тиску відпрацьованих газів;
• Серйозним механічним впливам.

Під час згоряння палива в різних ділянках головки перепади температур можуть досягати кількох сотень градусів. Наприклад, у районі камери згоряння розігрів металу може бути близько 300 градусів. Там же, де знаходяться канали системи охолодження, температура буде в районі 90-95 градусів.

Те саме можна сказати і про тиск газів, що утворюються при згорянні палива. Нерівномірні навантаження, що впливають різні частини ГБЦ, можуть призводити до деформації металу. Щоб запобігти такому результату до ГБЦ пред'являють особливі вимоги, зокрема:

• Висока міцність конструкції;
• Тривалий термін служби;
• Строго вивірені розміри камери згоряння та каналів;
• Хороша герметизація газових стиків;
• Простота конструкції, що дозволяє здійснювати потрібний ремонт;
• Мінімальна маса та розміри.

Матеріали виготовлення головки блоку циліндра

Необхідну жорсткість ГБЦ забезпечує силовий каркас, а також матеріал, з якого виготовляють. Зокрема роблять головку з алюмінію чи високоякісного чавуну способом точного лиття.

Для карбюраторних та інжекторних двигунів, принцип роботи яких ґрунтується на примусовому займанні, використовують алюмінієві сплави. Оскільки цей сплав набагато легший за чавун, краще охолоджується, а також здатний гасити детонацію.

У дизельних двигунах, які працюють за принципом займання палива від стиснення, ГБЦ найчастіше виготовляють із чавуну. Це роблять для того, щоб основні деталі двигуна були стійкі до високих навантажень та сильних механічних впливів. Хоча для малопотужних дизельних двигунівГБЦ можуть виготовляти і з алюмінію зменшення загальної маси мотора.

Після лиття головка піддається процесу фрезерування, свердлінню, а також спеціальної механічної обробки. Дана процедура дозволяє зменшити напругу металу, що виникає у процесі виготовлення ГБЦ.

Основні процеси, що проходять у ГБЦ

Розібравшись із питанням про ГБЦ, що це таке в машині і з чого вона складається, варто розповісти про процеси та механізми, які під час роботи двигуна вона контролює.

Як відомо, паливна суміш при горінні виділяє відпрацьований газ, його потрібно своєчасно видаляти. Цю функцію здійснює газорозподільний механізм, розташований у корпусі головки. Він складається із системи клапанів, що відкриваються послідовно на різних етапах роботи циліндрів за допомогою приводу ланцюга.

ГБЦ також розташований механізм контролю подачі палива в робочі камери згоряння, а також механізм відведення відпрацьованих газів з циліндрів. Весь цей процес здійснюється за рахунок впускного та випускного колекторів.

У свою чергу при згорянні палива не вся енергія, що виділяється, перетворюється в енергію руху. Частина пального перетворюється на теплову енергію, яка більшою мірою і розігріває деталі двигуна. Для того щоб його охолодити в корпусі головки передбачено охолодження, яке являє собою систему каналів де циркулює рідина, що охолоджує.

Для змащення рухомих деталей у двигуні передбачена система маслопроводів, що проходить через головку блоку циліндрів. А для забезпечення герметичності системи у ГБЦ розміщуються маслозйомні ковпачкита сальники розподільника.

Конструктивні особливості ГБЦ

У свою чергу, форма ГБЦ для кожного двигуна індивідуальна і може змінюватися:

1. Залежно від розташування камер згоряння.
2. Деталей запалення та його відносного становища до циліндрів.
3. Розташування та загальної кількості деталей газовідвідної системи.
4. Різні конструктивні особливості конкретного двигуна.

Наприклад, класична форма головки однорядного двигуна закриває кілька циліндрів одночасно. У V-подібної конструкції двигуна застосовується кілька окремих ГБЦ в одному двигуні, де кожен ряд циліндрів має свою головку. Така конструкція практично запобігає деформації, тому що кожна головка має досить малі розміри.

Також ГБЦ розрізняються за типом утворення та подачі горючої суміші в камери згоряння. За рахунок цього головки для карбюраторних та інжекторних двигунів мають дещо різну конструкцію та відрізняються:

• Формою камер згоряння;
• Конструкцією впускного колектора;
• Діаметром його клапана та каналів.

Є також конструктивні особливостіта у ГБЦ дизельних моторів.

Особливості збирання двигуна після ремонту головки

Необхідну жорсткість у голівці забезпечує силовий каркас. Він складається з вертикальних бобишок, які мають поглиблення для болтів та основної опорної плити, розташованої знизу.

Під час заводського складання неприпустима деформація ГБЦ запобігає суворій черговості затягування болтів або шпильок кріплення з певними нормами моменту затягування. Отже, після будь-якого ремонту ГБЦ важливим є дотримання цих строгих правил. Оскільки будь-який перекіс порушує герметичність з'єднання і призводить до псування прокладки або пошкодження самої головки, яку згодом доводиться змінювати.

Якщо під час перевірки двигуна після установки ГБЦвиявляються патьоки олії або охолоджуючої рідини, це говорить про неправильну затяжку болтів і про порушення герметичності системи.

У свою чергу затягування болтів здійснюється із застосуванням динамометричного ключа, що контролює цей процес

Кожна шпилька, кожен болт повинні бути затягнуті у строгому порядку та з контролем щільності прилягання. Причому момент затяжки для різних моделейдвигунів може відрізнятись. У посібнику з експлуатації ці дані рідко можна знайти, але у мануалі з ремонту конкретного двигуна вони точно будуть.

Що трапляється у разі несправностей ГБЦ?

Описувати всі нюанси цього питання ми не будемо, оскільки ця тема для окремої статті, але основні проблеми, пов'язані з неполадками ГБЦ, ми все ж таки торкнемося. При проби прокладки або самої головки можна спостерігати наступні явища:

1. Олія може проникати в систему охолодження. Виявити таку неполадку можна по антифризу, він матиме темний, каламутний колір із явними масляними відкладеннями, а також мати специфічний запах.
2. Крім цього, антифриз може проникати в систему мастила. Внаслідок цього рівень охолоджуючої рідини в бачку постійно знижуватиметься, а масла в двигуні ставатиме все більше. При перевірці рівня олії у двигуні на щупі також можна спостерігати наявність білої піни, емульсії.
3. У зв'язку з порушенням герметичності рідина, що охолоджує, може потрапляти і в камеру згоряння. У цьому випадку білий дим із вихлопної труби йтиме постійно, а рівень антифризу в бачку поступово знижуватиметься.
4. Крім цього, вихлопні гази з камери згоряння можуть проникати в систему охолодження. Виявити проблему можна за бульбашками вихлопного газу з розширювального бачка під час роботи двигуна.
5. Також вихлопні гази можуть потрапляти з одного циліндра в інший або вириватися назовні через тріщину головки блоку або при пошкодженні ГБЦ прокладки. Якщо ж із виявленням проблеми у другому випадку проблем не виникне, то з першим варіантом все набагато складніше, оскільки видимих ​​зовнішніх ушкоджень у цьому випадку немає. Однак першими сигналами таких протікань стає зниження потужності двигуна, підвищена витратапалива, утруднений запуск двигуна.
Сподобалася стаття? Поділися з іншими!