Данной статьей я расскажу вам, что такое ГБЦ (головка блоков цилиндров), из чего она состоит, где находится и как действует. Так же объясню, зачем необходим этот немаловажный для работы автомобиля узел.
Разберемся с определением.
Итак, головка блоков цилиндров (ГБЦ) – это крышка, которая закрывает блок цилиндров от любых внешних негативных влияний. Она представляет собой деталь сложной формы, изготовленную, как правило, из алюминиевого сплава или легированного чугуна способом точечного литья. После прохождения этапа литья, чтобы избавится от остаточного напряжения, возникшего на предыдущем этапе, ее подвергают искусственному старению с помощью механической обработки.
Внутренняя поверхность ГБЦ при этом представляет собой идеально гладкую поверхность, что указывает на высокую значимость данного узла. Чтобы более надежно соединить ГБЦ с блоком цилиндров, ее нижнюю часть производят немного расширенной.
Конструктивные особенности ГБЦ.
Головка блоков цилиндров современных авто имеют сложную конструкцию и включают очень большое количество различных деталей (клапана газораспределения, привод свечей зажигания, форсунки и т.д.). Также сюда устанавливаются – выпускные и впускные клапана, камера сгорания топлива, распределительный вал и многое другое. На автомобили с однорядными двигателями устанавливают общую ГБЦ, а на многорядные двигатели — W-образные, где на каждый ряд цилиндров устанавливают отдельную головку.
Строение и основные функции, которые выполняет головка блоков цилиндров в период работы.
- Крышка ГБЦ (на которой находится маслоналивное отверстие) – на нее возлагается функция защиты блока цилиндров от негативных воздействий и засорения.
- Резиновый уплотнитель (прокладка головки блока цилиндров) — используется при креплении крышки ГБЦ и выполняет функцию уплотнителя в местах крепления крышки к блоку цилиндров. Прокладка предназначена для однократного использования, поэтому не стоит экономить на ее замене при ремонте или обслуживании данного узла.
- Камеры для сгорания топлива.
- Расположенные на корпусе головки резьбовые отверстия, предназначенные для форсунок или свечей зажигания.
- Полость для распредвала и натяжителя цепи – расположена в передней части ГБЦ.
Место в верхней части ГБЦ отведено для клапанных пружин и втулок, опорных шайб и корпусов подшипников распредвала, а также в корпусе имеются отверстия для установки впускного и выпускного коллекторов. Есть в ГБЦ и место для ГРМ (газораспределительного механизма).
При несвоевременном или неправильном обслуживании головки блока цилиндров могут возникнуть серьезные поломки в связи с большим количеством различных узлов и механизмов, находящихся в непосредственном взаимодействии друг с другом, что в свою очередь приведет к весьма дорогому ремонту, читаем . Это связано с тем, что для разборки или даже для частичного ремонта одного из узлов практически всегда необходимо снимать головку, а этот процесс весьма трудоёмкий.
При установке ГБЦ обратно необходимо соблюдать определённую последовательность и четкий момент затяжки, которые определяет завод изготовитель данного автомобиля, подробнее в статье . Если пренебречь этими правилами и недожать до необходимого момента – можно испортить прокладку, потерять масло и охлаждающую жидкость, и как результат — поломка. В худшем варианте охлаждающая жидкость попадет в масло, и дальше в цилиндр, что приведет к поломке гильзы цилиндра. Слишком большое усилие — приведет к порче мягкого корпуса головки, что потребует его восстановления. Поэтому советуем вам производить ремонт не своими силами, а прибегая к помощи квалифицированных специалистов.
Является одной из существенных узлов двигателя автомобиля. Головка блока цилиндров обязательная часть блока цилиндров, хоть и составная.
Комплектующие головки блока цилиндров.
Головка блока цилиндров (ГБЦ) многосоставная, из каких деталей она комплектуется?
Механизм ГБЦ очень непрост он заключает в себе клапана газораспределения (впускные и выпускные), свечи зажигания или форсунки(если это дизельный агрегат) и блок камер сгорания горючей смеси. В головке блока цилиндров запресованы седла клапанов и направляющие втулки, надо знать, что оси седел клапанов и втулок должны строго совпадать друг с другом, иначе это приведет к поломке кривошипно-шатунного механизма.
Для чего предназначен ГБЦ
Как мы уже знаем ГБЦ сложный и важный механизм, головка двигателя и блок цилиндров соединяются между собой огнеупорной сталеасбестовой прокладкой, благодаря чему не теряется компрессия и устраняется выход газов. Ведь уменьшение компрессии влечет за собой потерю мощности мотора или его остановку, а произойти это может в результате неплотного прилегания прокладки. Мощность энергии благодаря чему движется авто достигается путем сжатия топлива (в случае дизеля), а в бензиновом моторе сжатия и горения топлива.
И именно головка блока цилиндров есть та самая высокоплотная крышка, где и находятся свечи зажигания (бензиновый вариант двигателя), форсунки-система впрыска дизельного топлива(дизельный вариант двигателя). Вся сложная кривошипно-шатунная система, для гарантии компрессионности двигателя накрывается крышкой головки блока цилиндров.
Что происходит в блоке цилиндров.
В блоке цилиндров происходит смесеобразование и сгорание горючей жидкости, при этом важна форма камеры сгорания. Обязательным условием является точная регулировка этого процесса, причем добиться точности можно лиш на технически исправном авто, лучше производить регулировку в сервисе. Если владелец автомобиля обладает определенными навыками можно произвести регулировку самостоятельно.
Надо отметить, что не все автомобили нуждаются в ручной регулировке, а лиш автомобили карбюраторного типа, в корпусе карбюратора расположены регулировочные винты с их помощью регулируется смесеобразование. Дизельные двигатели и инжекторные бензиновые двигатели в ручную не регулируются.
При соединении головки с блоком цилиндров шпильками или болтами очень важно строго соблюдать поэтапность и последовательность с одинаковыми поворотами гаеяного ключа. Не соблюдение этих условий приводит к поломке головки.
ГБЦ и блок цилиндров-ТО.
Если вы заметили какие-либо маслянные подтеки, некорректный выпуск газа камерой сгорания, знайте это не герметичность прокладки между головкой и блоком цилиндров. В таком случае прокладку нужно сразу заменить.
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.
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
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.
- Газораспределительный механизм, обеспечивающий отвод отработанных газов. Клапана системы газораспределения открываются в четкой последовательности в зависимости от этапов работы каждого отдельного цилиндра.
- Привод газораспределительного механизма, обеспечивающий открывания клапанов в необходимый момент.
- Площадки для крепления впускного и выпускного коллекторов, обеспечивающих подачу топлива и отвод отработанных газов.
- К несъемным элементам ГБЦ относят направляющие втулки и седла клапанов. Данные элементы обеспечивают герметизацию механизма газораспределения. Монтаж этих деталей осуществляется методом горячей опрессовки, выполнить его самостоятельно, тем более без специального оснащения, практически невозможно, особенно в условиях частного гаража.
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.
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.
Неотъемлемой частью любого поршневого двигателя является головка блока цилиндров (ГБЦ), которая обеспечивает работу сразу нескольких систем. О том, что такое ГБЦ, какими бывают эти детали, как они устроены и работают, а также о правильном обслуживании, выборе и замене головок — узнайте в этой статье.
Назначение головки блока цилиндров и ее место в двигателе
(ГБЦ) — один из основных агрегатов всех типов поршневых двигателей внутреннего сгорания; цельная или составная деталь, устанавливаемая на блок цилиндров для формирования герметичных камер сгорания.
С помощью ГБЦ решается целый ряд задач, обеспечивающих функционирование двигателя:
- Формирование замкнутых камер сгорания — они образуются выемкой в нижней части ГБЦ и днищем поршня;
- Участие в функционировании газораспределительного механизма. В двигателях с нижним расположением клапанов ГБЦ несет только выемки под клапаны или короткие участки впускных и выпускных каналов. В двигателях с верхним расположением клапанов каналы, а также часть или весь механизм ГРМ (в том числе и распредвал) могут размещаться на ГБЦ;
- Участие в работе системы охлаждения двигателя — в ГБЦ выполнены каналы для охлаждающей жидкости;
- Участие в работе системы смазки двигателя — в ГБЦ с верхним расположением клапанов или всего ГРМ выполнены масляные каналы для подачи масла к трущимся деталям;
- Участие в работе системы зажигания бензиновых агрегатов — в ГБЦ монтируются свечи зажигания;
- Участие в работе системы впрыска топлива дизельных и инжекторных моторов — в ГБЦ монтируются форсунки и вспомогательные компоненты.
Соответственно, головка для всех этих систем выполняет функции корпусного элемента, также она делает вклад в общую жесткость двигателя и сохранение геометрии его основных компонентов.
ГБЦ играет важную роль в работе силового агрегата, любая ее неисправность требует скорейшего ремонта или даже полной замены. Но для верного выбора этой детали необходимо разобраться в ее существующих типах и особенностях.
Классификация ГБЦ
Современные ГБЦ можно классифицировать по расположению и форме камеры сгорания, конструктивному исполнению, наличию деталей газораспределительного механизма и назначению (применяемости).
ГБЦ могут иметь различные по расположению и конструкции камеры сгорания (КС):
- КС, отформированные полностью в головке. В моторах с такими ГБЦ используются плоские поршни, при их подходе в ВМТ весь объем КС формируется головкой;
- КС, частично отформированные в головке и частично расположенные в поршне. В моторах с такими ГБЦ поршни имеют выемки в днище, которые являются частью КС;
- КС, расположенные полностью в поршне. В таких моторах нижняя плоскость головки практически плоская (с выемками для клапанов и каналов), а КС полностью отформирована в днище поршня.
КС могут иметь различную форму, которая определяет эффективность смесеобразования, сгорания топливно-воздушной смеси, отвода отработанных газов и т.д. наиболее распространенными формами КС являются сфера, полусфера, шатер, клин и полуклин, и другие. Однако на современных моторах все чаще встречаются КС сложной (комбинированной) формы, сочетающие в себе лучшие качества простых по форме камер.
В отдельную группу относятся форкамерные ГБЦ, в которых помимо основной КС выполнена связанная с ней малая камера для предварительного воспламенения горючей смеси.
Головки выпускаются трех конструкций:
- Общая ГБЦ для всех цилиндров рядного двигателя или одного ряда V-образного силового агрегата;
- Групповые ГБЦ рядных и V-образных моторов, закрывающих только часть (обычно половину) цилиндров одного ряда;
- Раздельные (индивидуальные) ГБЦ для каждого цилиндра.
Наиболее широкое применение получили общие головки, которые сегодня используются на рядных и V-образных двигателях малого и среднего объема. На мощных многолитровых и многоцилиндровых моторах, особенно дизельных, чаще используются индивидуальные ГБЦ — такое решение продиктовано необходимостью снижения массы головок и расхода металла на их изготовление. Кроме того, наличие отдельных головок значительно облегчает и ускоряет процесс обслуживания и ремонта деталей цилиндра (поршня, ГРМ и других).
Делятся на группы по наличию и комплекту газораспределительного механизма:
- Без деталей ГРМ — к этой группе относятся ГБЦ старых нижнеклапанных и нижневальных многоцилиндровых моторов, а также современных двухтактных бесклапанных моторов (мотоциклов и малой техники);
- С отдельными деталями ГРМ — клапанами и приводами клапанов (коромыслами и сопутствующими компонентами);
- Со всем механизмом газораспределения — к этой группе относится большое число современных моторов, в ГБЦ которых располагается распредвал, клапаны и их привод, а также вспомогательные механизмы и датчики.
Наконец, ГБЦ подразделяются на множество групп по применяемости и некоторым особенностям:
- Для дизельных и бензиновых моторов (а также и для моторов с газобаллонным оборудованием);
- Для агрегатов с жидкостным и воздушным охлаждением;
- Для моторов с различными режимами работы (обычных и форсированных).
Однако, независимо от типа и особенностей ГБЦ, все они имеют похожую конструкцию и принцип работы.
Устройство головок блока цилиндров
Основой конструкции ГБЦ является цельнолитая или фрезерованная деталь из облегченного алюминиевого сплава или белого чугуна. В ГБЦ различными методами формируются основные детали:
- Камеры сгорания;
- Впускные и выпускные каналы;
- Каналы с запрессованными в них втулками клапанов;
- Седла клапанов (во многих двигателях — упрочненные токами высокой частоты или иным способом, либо в виде отдельных деталей, изготовленных из более прочного металла);
- Каналы системы охлаждения;
- Масляные каналы;
- Опорные поверхности под детали ГРМ — стоек оси коромысел, постели распределительного вала и других;
- Резьбовые отверстия под монтаж свечей зажигания, топливных форсунок, свечей накаливания;
- Поверхности сопряжения и крепежные отверстия для монтажа различных деталей — впускного и выпускного коллекторов, крышки ГБЦ, разнообразных датчиков и т.д.;
- Сквозные отверстия для монтажных шпилек/болтов.
Все предусмотренные поверхности сопряжения полируются для достижения максимально плотного прилегания деталей. Монтаж коллекторов, крышки и ряда других деталей выполняется через уплотнительные элементы (прокладки). В чугунных головках монтаж обычно ведется с помощью болтов, в алюминиевых — чаще используются шпильки, которые вворачиваются один раз на предприятии-изготовители и в дальнейшем не трогаются.
Вся нижняя поверхность ГБЦ также полируется — она образует привалочную поверхность для монтажа на блок и формирования камер сгорания. Монтаж ГБЦ также выполняется через прокладку определенной толщины. В настоящее время наиболее широко используются композитные прокладки — как традиционные паронитовые (из прессованного искусственного каучука с асбестовым волокном), так и современные многослойные металлопакеты (на основе медного листа с синтетическими вставками).
ГБЦ в сборе устанавливается на верхнюю часть блока цилиндров, ее фиксация осуществляется с помощью наворачиваемых на шпильки гаек (в случае алюминиевого блока) или ввертываемых непосредственно в блок болтов (в случае чугунного блока). На головку устанавливается сплошная или составная крышка, обеспечивающая защиту деталей ГРМ и предотвращающая потери моторного масла.
Как правильно подобрать и заменить ГБЦ
Сама по себе ГБЦ — надежная и долговечная деталь, которая может без каких-либо проблем служить многие годы. Однако на ней установлено множество деталей, неисправность которых может потребовать демонтажа или иных манипуляций с ГБЦ. При нормальной эксплуатации транспортного средства снимать головку без надобности не рекомендуется, так как это приводит к ухудшению качества крепежа, а кроме того, при последующем монтаже необходимо использовать новую прокладку (что ведет к лишним расходам).
О замене ГБЦ придется задуматься в случае серьезных повреждений — сквозных трещин, сколов и отломов, изменении геометрии и т.д. Для замены необходимо выбирать головку той же модели (а главное — каталожного номера), что была установлена на двигателе ранее. "Неродная" головка просто не встанет на свое место и не обеспечит необходимых характеристик двигателя. Однако следует заметить, что ГБЦ других типов нередко используются при тюнинге двигателя, но эта работа гораздо более сложна простой замены деталей и выполняется только профессионалами, поэтому ее здесь мы не рассматриваем.
Приобретается в комплекте с прокладкой и комплектом уплотнителей (для коллекторов, крышки, датчиков и т.д.), применение старых уплотнительных элементов недопустимо! Монтаж новой головки следует выполнять в строгом соответствии с инструкцией по ТО и ремонту транспортного средства, особое внимание следует уделять порядку затяжки гаек/болтов и прилагаемому к ним усилию. Несоблюдение этих рекомендаций может привести к поломке ГБЦ.
В дальнейшем ГБЦ требует минимального внимания (чего нельзя сказать об установленных на ней деталях), и при правильном монтаже и бережной эксплуатации она будет обеспечивать надежное функционирование мотора.
Двигатель в своем технологическом понимании достаточно сложная установка, агрегат, который состоит из множества отдельных деталей, предназначенных для выполнения определенных целей. Полноценное функционирование каждой детали, позволяет обеспечивать слаженную работу всего механизма. Для некоторых элементов характерно выполнение каких-то узконаправленных функций, другие получают более высокую «честь» и работают над преобразованием одного типа энергии в другой. То, есть, к примеру, превращать топливо в баке, в силу движения.
Так что же такой ГБЦ? Расшифровка достаточно простая, это головка блока цилиндров. Данная деталь относится к самым важным и основным в слаженной работе всего механизма под названием двигатель. Именно к данному узлу относится процесс сгорания топлива, здесь происходит выход отработанных элементов, в нашем понимании это газы. Чтобы разобраться, каким образом устроено здесь все, необходимо изучить и рассмотреть всю конструктивную сердцевину устройства и понять основные функции.
Конструктивные особенности
Ранее ГБЦ изготавливались из чугунного металла, сейчас же от него потихоньку стали отказываться, в пользу более легких и простых сплавов, на алюминиевой основе. Но, все равно полностью вычеркнуть из автостроения чугунные ГБЦ не возможно, ведь существуют такие типы моторов, где сам температурный режим не позволяет применять легкий сплав. Ведь появляется высокая вероятность того, что произойдет термическая усадка и соответственно деформация. А с такими процессами наиболее эффективно справляются головки из чугуна.
Головки накладываются поверх цилиндров, и крепятся к его основанию через обыкновенные болты, либо шпильки. Тип крепления может отличаться даже у одной спецификации двигателя, все зависит от модификации и типов устройства. Учитывая, что сама посадочная плоскость имеет большую площадь, по установке имеется несколько основных правил, как правильно завинчивать и устанавливать головку, чтобы получилось равномерное распределение и соединение. Ввиду того, что существует разница конструктивных решений, для крепления разных моторов разрабатывают индивидуальные правила и схемы крепления.
В моторах располагающихся рядно, одна головка способна покрыть весь корпус цилиндра. А вот более производительные моторы, так называемые V-образные, требуют для каждого ряда свою ГБЦ. За обеспечение максимальной герметизации между головкой и блоком, выступает прокладка, изготавливающаяся в точной копии с головкой. Как правило, прокладки производят из специального асбестового листа, который является огнеупорным, не зависимо от того, какой уровень нагревания, тем самым сохраняет герметичность камеры.
Главные механизмы ГБЦ
Среди основных механизмов и элементов ГБЦ разделяют:
- 1. Главный корпус головки, так называемый картер, где и помещаются основные механизмы системы.
- 2. Нужное количество отверстий с резьбой, в которые по задумке устанавливаются свечи либо форсунки.
- 3. Асбестовая прокладка.
- 4. Камера сгорания, где происходит сгорание топлива и превращение его в рабочую смесь.
- 5. Устройство отвода и газораспределения.
- 6. Места крепления впускного и выпускного коллектора.
Кроме съемных элементов головки, имеются еще и несъемные, которые требуются для сохранения герметичности самого газораспределительного механизма. К таким устройствам можно отнести «седла» клапанов. Они при помощи горячей спресовки монтируются в картер головки. А вот, чтобы их поменять потребуется уже специализированный инструмент.
Хотелось бы уточнить, что самостоятельно в гаражных условиях вынимать и заменять седла клапанов не рекомендуется. Ведь при неравномерном нагреве головки, она может просто напросто изменить свою геометрию. То есть, нарушиться главная плоскость прилегания к блоку цилиндров, и пропадет герметичность. В таком случае ГБЦ не подлежит ремонту, и придется приобретать новую ГБЦ.
Все узлы и элементы в конструкции автомобиля нуждаются в обслуживании, а нередко и в ремонте. Головка в данном случае не исключение. Первостепенно внимания требуют те детали, которые получают большую нагрузку. А именно это механизм газораспределения, в него входят клапана, сальники, как клапанов, так и распредвала, прокладки головки. На износ и функционирование влияет множество факторов, но главные среди них касаются именно обслуживания, диагностики. Перед владельцем стоит важная задача постоянно следить за мотором, не давать ему перегреваться, контролировать пробивающиеся потоки масла или охлаждающей жидкости. Когда появляются потеки масла, следует обязательно обратиться в сервис.
К повреждению головки помимо указанного перегрева, может повлиять использования инструмента при закручивании и установке, без специального измерительного элемента, такого как динамометр. Затяжка болтов и гаек без контроля приведет к короблению корпуса, что само собой ведет к невозможности использования. Существует целый комплекс мероприятий и операций по ремонту, где требуется учитывать все нюансы.
Зачастую авто владелец сталкивается с проблемой замены, снятия головки в таких случаях: расточка цилиндров, новая опресовка втулок и седел, замена клапанов, доработка, шлифовка седел, шлифовка плоскости.
Надеюсь, представленная статья дала понимание того, что же собой представляет головка. Какие главные детали, части, её составляющие.