Головка блока цилиндров (ГБЦ) двигателя современного автомобиля это достаточно сложный узел. Её предназначение заключается не только в том, чтобы служить крышкой для цилиндров мотора, она является своего рода базой, на которой установлены детали газораспределительного механизма, впускной и выпускной коллекторы, . Также в ней выполнены каналы для и моторного масла, для подвода топливной смеси к впускным клапанам и удаления выпускных газов.
Как правило, головка изготавливается из алюминиевого сплава, но некоторые её детали, например, направляющие втулки и сёдла клапанов, запрессованные в корпус ГБЦ, делаются из стальных сплавов.
Головка блока цилиндров (ГБЦ) двигателя ВАЗ 21083
Головка блока цилиндров служит не только крышкой для цилиндров мотора, но и своего рода базой, на которой установлены различные узлы и детали двигателя.
На фото 1 – головка блока цилиндров в сборе с крышкой двигателя ВАЗ 21083. Штуцер в крышке, который вы видите, соединяется патрубком с сапуном. Это сделано для того, чтобы очистить картерные газы, поступающие далее во впускной коллектор, от масла.
Сняв клапанную крышку, вы получаете доступ к деталям ГРМ (фото 2). Обратите внимание, что нижняя часть корпуса подшипников скольжения распредвала выполнена единым изделием с корпусом головки блока, верхняя же состоит из двух частей. подаётся через масляные каналы, сделанные в корпусе головки.
На фото 3 изображена ГБЦ ВАЗ 21083 со стороны поверхности, сопрягаемой с верхней плоскостью блока цилиндров.
Подача топлива и выпуск отработанных газов из цилиндров происходит благодаря своевременному открытию впускных и выпускных клапанов, установленных также в головке блока цилиндров. Рабочие кромки клапанов и их сёдел выполнены из жаропрочной стали, так как работают они непосредственно в камере сгорания.
Учитывая высокое давление и температуру, возникающие в процессе работы двигателя, особые требования выдвигаются к уплотнительной прокладке под головку блока цилиндров (фото 4). Её изготавливают из асбеста, армированного металлом.
Следует отметить, что прокладка под головку блока – одноразовая, так как при установке она «усаживается», что делает её повторное использование невозможным.
Прокладка под головку блока цилиндров – одноразовая, так как при установке она «усаживается», что делает её повторное использование невозможным.
Использование прокладки под головку блока сомнительного происхождения – нежелательно, так как даже незначительное изменение толщины прокладки ГБЦ может отрицательно сказаться на мощности двигателя. Особенно это касается дизелей, когда .
Для того, чтобы обеспечить герметичность цилиндров и каналов в местах стыковки головки и блока, требуется соблюдать не только усилие затяжки болтов головки блока цилиндров, но и очерёдность, то есть порядок.
Эта информация обязательно указывается в руководстве по ремонту авто.
Неисправности ГБЦ
Наиболее распространённой причиной замены ГБЦ является появление трещин в корпусе или нарушение формы привалочной плоскости головки в результате перегрева.
В том случае, если налицо незначительное искривление поверхности головки, дефект устраняется шлифованием поверхности. Качественный ремонт трещин в головке блока цилиндров невозможен в гаражных условиях. Попытки заполнить трещины составами типа «холодной сварки», как правило, малоэффективны из-за того, что материалы, которыми заполняются трещины, имеют отличающийся от сплава головки коэффициент температурного расширения.
Замена прокладки ГБЦ
При замене прокладки ГБЦ требуется соблюдать не только усилие затяжки болтов головки блока цилиндров, но и очерёдность их затяжки.
Зачастую автомобилисты сталкиваются с необходимостью замены прокладки ГБЦ, вследствие её прогорания. Такой ремонт вполне доступен, разумеется при наличии необходимых инструментов и информации, касающейся момента и порядка затяжки болтов головки блока цилиндров.
Наиболее характерными признаками прогорания прокладки являются повышенная дымность выхлопа, когда и выбрасывание ОЖ в расширительный бачок. К тому же мотор будет перегреваться, а его мощность значительно снизится.
Если вы впервые меняете прокладку ГБЦ, то вам понадобится динамометрический ключ – для контроля момента затяжки. Болты головки блока цилиндров изготавливаются из стали, имеющей высокий предел прочности на разрыв, но риск оборвать их всё же есть. Поэтому даже мастера со стажем всегда используют динамометрический ключ при проведении работ по замене прокладки ГБЦ.
Мы в очередной раз приветствуем вас, дорогие автомобилисты. Сегодня мы с вами ознакомимся с разборкой двигателя и, соответственно, разберем. Он состоит из нескольких важных узлов. Каждый из них играет определенную роль по-своему важную. Предлагаем более детально изучить один из немаловажных узлов двигателя - головка блока цилиндров.
ГБЦ (головка блока цилиндров), есть не что иное, как крышка, закрывающая блок цилиндров. Внутренняя идеально гладкая поверхность ГБЦ указывает на особую важность данного элемента в работе нового или . Поэтому стоит более детально изучить, что она из себя представляет.
Что такое головка блока цилиндров?
Головка блока производится из легированного чугуна или алюминиевого сплава. По окончанию процедуры литья головки, ее подвергают искусственному старению по специальной технологии, чтобы избавится от остаточного напряжения. Если двигатель однорядный, значит, для него предусмотрена общая ГБЦ. Если двигатель W-образный, значит, необходима отдельная ГБЦ для каждого ряда цилиндров. Нижняя часть ГБЦ выполнена немного шире, чтобы уплотнение с блоком цилиндров было более надежно. Кроме этого, в местах соединения ГБЦ и блока цилиндров используются для уплотнения прокладки головки блока цилиндров.
Установка и закрепление ГБЦ с блоком осуществляется с помощью направляющих шпилек и болтов крепления головки. Установка – ответственный процесс, который выполняется согласно инструкции производителя для каждого типа моторов, будь то или . Болты крепления головки блока цилиндров затягиваются в определенной последовательности и силой затяжки (которая регламентирована для каждого мотора). Затягиваются болты только с помощью динамометрического ключа. В данной операции не важна сила, важна технология.
Функции и структура головки блока цилиндров
Перечислим основные механизмы и системы ГБЦ. Зная их, вы сразу поймете, какие основные функции выполняет головка блока в период эксплуатации.
Крышка головки блока цилиндров. На нее возлагается защитная функция. В ней находится маслозаливная горловина для . С помощью резиновой прокладки многоразового использования обеспечивается уплотнение при креплении крышки к ГБЦ.
Прокладка головки блока цилиндров. Выполняет функцию уплотнения в месте прилегания ГБЦ к блоку цилиндров. Она одноразового использования, поэтому менять ее нужно всегда, производя ремонт или обслуживание. Не стоит экономить на прокладке, т.к. вам это дороже обойдется, впоследствии.
- Полость. В ней расположены натяжитель цепи и привод распредвала, находящиеся в передней части ГБЦ.
- Резьбовые отверстия. Находятся в корпусе головки и предназначены для свечей зажигания или форсунок.
- Камеры сгорания.
- Место для газораспределительного механизма ().
- В верхней части ГБЦ находятся места, предназначенные для опорных шайб клапанных пружин и корпусов подшипников распредвала, втулок клапанов;
- Также в корпусе есть отверстия для крепления выпускного и впускного коллекторов.
При производстве ГБЦ в нее устанавливаются направляющие втулки клапанов и седла. Технология установки такова, что холодные части вставляются в разогретый корпус головки. За счет этого, после выравнивания температур, в соединении деталей достигается большее натяжение.
Обслуживаем и ремонтируем головку блока цилиндров
Одна из основных задач водителя при эксплуатации автомобиля, а, если говорить точнее, двигателя – постоянно наблюдать за тем, чтобы в месте соединения ГБЦ и блока не появлялись подтеки охлаждающей жидкости или масла. Еще одно немаловажное условие нормальной эксплуатации – не допускать , так как головку блока может повести. Ремонт ГБЦ можно делать без ее снятия для замены маслосъёмных колпачков или регулировки клапанов. Для более крупных работ, таких как притирка клапанов, замена направляющих втулок, удаление нагара и т.п. головку блока нужно будет снять.
Видео - замена направляющих ГБЦ
Видео - притирка клапанов головки блока цилиндров
Работы, связанные со снятием и установкой головки блока цилиндров, необходимо производить, наряду с , - строго по инструкции производителя к данному типу двигателя, а не по памяти или аналогии.
Видео - шлифовка ГБЦ
Многие называют двигатель сердцем автомобиля. По сути, это так и есть. Именно мотор приводит в действие автомобиль. ДВС - самый дорогой агрегат в любой машине. Состоит данный узел из нескольких компонентов. Помимо навесного оборудования, здесь есть блок и головка цилиндров. Каждая деталь имеет свое устройство и назначение. И сегодня мы рассмотрим, что такое ГБЦ в машине, и почему автомобиль может не заводиться после замены ее прокладки.
Характеристика
ГБЦ расшифровывается как цилиндров. Это один из самых ответственных узлов в двигателе автомобиля.
Именно ГБЦ отвечает за контроль сгорания топлива, а также за отвод отработавших газов.
Материал
На протяжении долгих лет головка изготавливалась из того же материала, что и блок. Это был чугун. Но с 80-х годов на смену чугуну пришел алюминий. Именно из этого материала изготавливают 90% всех головок.
Но не на всех моторах имеется возможность использования алюминиевых ГБЦ. Причина заключается в высоким температурном режиме, при котором возможна деформация и термическая усадка металла. Поэтому на таких двигателях до сих пор используется чугунная ГБЦ.
Устройство
Конструктивно данный узел объединяет в себе:
- Картер. Это корпус головки блока.
- Свечи зажигания. Для них в головке предусмотрены специальные отверстия с резьбой. Свечи учавствуют в воспламенении топливной смеси. На дизельных двигателях таковые отсутствуют.
- Форсунки. Предназначены для подачи топлива под давлением.
- Механизм газораспределения. Он состоит из шкивов, (может быть несколько) и клапанов. Последние разделяются еще на два типа. Так, существуют впускные и выпускные клапана ГБЦ. Что такое в машине клапана? Данные элементы отвечают за своевременный впрыск топлива и отвод газов из камеры, которые образуются после воспламенения смеси.
- Камеру сгорания. Для каждого цилиндра предусмотрена своя. Ее объем может быть разным, в зависимости от конфигурации ГБЦ.
Между корпусом головки (что такое ГБЦ в машине, мы уже выяснили) и блоком обязательно размещается прокладка из асбеста. Также в конструкции головки есть несъемные детали. Они устанавливаются методом горячего прессования в картер ГБЦ. Что это такое в машине? Несъемные детали - это седла клапанов. Устанавливаются в месте, где головка блока контактирует с закрытым впускным или выпускным клапаном. Седла являют собой массивное стальное кольцо с коническим профилем. При их неисправности, необходимо использовать специнструмент для замены. В домашних условиях такая операция не производится.
Как устанавливается
ГБЦ накладывается на блок цилиндров двигателя сверху. Крепится она при помощи длинных болтов, либо же шпилек с резьбой. Поскольку посадочная площадь большая, при установке соблюдается очередность затягивания болтов. Это позволит исключить деформации конструкции и возможные пробои, а также прорыв газов.
Отметим, что на рядных силовых агрегатах ГБЦ покрывает весь блок. А на V-образных моторах для каждого ряда предусмотрена своя головка. Но вне зависимости от типа компоновки блока цилиндров, между головкой и ним устанавливается армированная прокладка. Что такое прокладка ГБЦ в машине? Это уплотнительный элемент. Прокладка изготовлена из твердого огнеупорного материала, который препятствует смешиванию охлаждающей жидкости с отработавшими газами и маслом. Устанавливается такая деталь на всех двигателях внутреннего сгорания. Исключение составляют лишь некоторые спортивные ДВС. Здесь головка шлифуется настолько ровно и гладко, что ее контуры полностью совпадают с блоком цилиндров.
После замены прокладки ГБЦ машина не заводится
Иногда бывает, что данный элемент теряет герметичность. Простыми словами, прокладка прогорает. В таком случае при заводе двигателя машина дымит. После замены прокладки ГБЦ все должно вернуться восвояси. Но если неправильно выставить метки то машина и вовсе может не завестись. А ведь при замене или ремонте головки блока вы обязательно столкнетесь с таким механизмом, как ГРМ. Он приводится в действие ремнем или цепью. Крутящий момент исходит от коленчатого вала двигателя. Производя демонтаж ремня или цепи, следует обязательно пометить места нахождения шкивов. При установке привода важно соблюдать точность выставления меток. Малейшее отклонение может стать причиной того, что после замены ГБЦ машина не заводится.
Более серьезный исход - сбой фаз газораспределения. Это чревато гнутыми клапанами и поврежденными поршнями. Прокрутив стартером лишь раз, можно влететь на крупную сумму ремонта.
Как решить проблему
Рассмотрим процесс выставления меток на примере автомобиля ВАЗ-2109. Для работы нам нужен хороший фонарик, шлицевая отвертка, а также ключи на 17 и на 19. После установки натяжного ролика ремня привода ГРМ нужно провернуть шкив распределительного вала. Крутить его нужно до тех пор, пока метка не совпадет с планкой, что находится на блоке ДВС. После этого оставляем распредвал в покое.
Переходим на коленчатый вал. Здесь тоже имеются свои метки. На этот вал нужно наживить болт. Так быстрее выставляются метки. Следует прокрутить вал до тех пор, пока они не станут в вертикальном положении. Далее вынимаем резиновую заглушку в картере сцепления. После этого нам откроется доступ к маховику. Зачем он нам нужен? Здесь тоже есть метка, которая в идеале должна совпадать с прорезью планки, что крепится к блоку цилиндров. Если эти обозначения совпадают, значит, мы правильно выставили положение элементов ГРМ. После этого можно смело устанавливать ремень. Сперва он надевается на шкив коленчатого, а далее распределительного вала.
В заключение
Итак, мы выяснили, что такое ГБЦ в машине. Головка блока - весьма ответственный узел в любом двигателе. При малейших ее неисправностях, возникают проблемы с работой всего силового агрегата. Если в двигателе пробита прокладка, не стоит медлить с заменой. Иначе газы проникнут в систему охлаждения и смешаются с тосолом. А последний попадет в камеру сгорания, из-за чего при работе двигателя из выхлопной пойдет густой белый дым.
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.
Головка двигателя, или головка блока цилиндров (ГБЦ) наряду с газораспределительным механизмом (ГРМ) является одной из важных деталей и от неё зависит не только мощность и экономичность мотора, но и его долговечность. В этой статье, рассчитанной больше для новичков, я постараюсь подробно описать устройство, обслуживание и ремонт головки, а также все нюансы связанные с ней. Ну а если кто то из уважаемых читателей захочет ознакомиться с каким то нюансом более подробно, то я для этого установил в этой статье несколько ссылок, перейдя по которым можно будет попасть на более подробную статью.
Прежде чем перейти к обслуживанию или ремонту, для начала рассмотрим изготовление и устройство головки простейшего восьми-клапанного мотора. И только изучив устройство ГБЦ простейших двигателей, затем не возникнет сложностей в обслуживании более сложных головок 16 клапанных двигателей. Хотя, головка с 16 клапанами и ещё одним распределительным валом не такая уж и сложная и по сути представляет собой как бы сдвоенную 8-ми клапанную «голову», но не будем забегать вперёд. Изучив устройство простейшей головки, любой начинающий автовладелец, или ремонтник, без труда сможет провести её обслуживание или ремонт своими силами у себя в гараже
Головка двигателя — изготовление и устройство.
Головка блока большинства современных двигателей представляет из себя достаточно толстую плиту, отлитую из лёгкого алюминиевого сплава (на некоторых более древних моторах для материала головки использовали чугун). После отливки заготовки будущей ГБЦ, на ней фрезеруют плоскости сопряжения с блоком цилиндров и с клапанной крышкой, а также с высокой точностью растачивают нужные посадочные отверстия для в опорах постелей (у большинства головок четырёхцилиндровых восьми-клапанных моторов имеются пять опор постелей).
Опоры постелей распределительного вала изготавливают разъёмными (из двух половин) и верхняя половина растачивается в корпусах постелей (подшипников скольжения), а нижняя опора изготавливается как одно целое с корпусом головки двигателя. Конечно же, чтобы достичь идеальной точности отверстий под подшипники распределительного вала, отверстия в опорах растачивают в сборе с корпусами подшипников и поэтому они не взаимозаменяемы. То есть головку цилиндров любого двигателя можно заменять только в сборе с корпусами подшипников скольжения для распредвала.
Ну а газораспределительные впускные и выпускные каналы делают изначально в момент отливки корпуса головки (современные не отливают, а фрезеруют из цельного куска материала — см. видео ниже), ну и далее шлифуют плоскости на их выходе, для крепления впускного и выпускного коллекторов, ну и сверлят отверстия и нарезают резьбу, под шпильки для крепления обоих коллекторов (впускного и выпускного). С другого конца впускных и выпускных каналов растачивают (фрезеруют) посадочные места под запрессовку сёдел клапанов, которые выполняют из жаростойких сплавов.
В районе сёдел клапанов сначала растачивают сферические камеры сгорания, количество которых зависит от количества цилиндров в блоке двигателя, а после расточки камер сгорания уже делают посадочные места под сёдла клапанов и высверливают отверстия для запрессовки направляющих . А глубина камер сгорания напрямую зависит от степени сжатия конкретного двигателя и чем больше степень сжатия, тем меньше глубина камер сгорания.
Сам процесс изготовления головки двигателя из цельной болванки алюминиевого сплава, на современном фрезерном центре, желающие могут посмотреть в видеоролике чуть ниже.
Головка двигателя — привод клапанов ВАЗ 2108, 09, 10 и т.д.
1 — корпус головки, 2 — клапан, 3 — толкатель, 4 — клапанная крышка, 5 — кулачок распредвала, 6 — регулировочная шайба, 7 сальник клапанов.
Механизм привода клапанов (механизм газораспределения).
В любой головке двигателя имеется механизм привода клапанов, или как его ещё называют — газораспределительный механизм (сокращённо ГРМ). Этот механизм служит для открытия и закрытия в нужный момент впускных и выпускных клапанов. Клапаны 2 (см. рисунок слева) на более современных машинах (в том числе и на наших восьмёрках, девятках и последующих моделях ВАЗ) приводятся в действие непосредственно давлением кулачков распредвала, через цилиндрические толкатели 3.
А в специальное гнездо толкателя вставляется регулировочная шайба 6, с помощью которой производят изменение (регулировку) клапанного зазора — о регулировке зазоров клапанов с помощью таких шайб я написал отдельную подробную статью , а регулировку зазоров клапанов на более современных двигателях с системой VTEC, желающие могут почитать .
Cнятие и установка головки двигателя автомобиля.
Прежде чем начинать ремонт головки цилиндров двигателя её необходимо снять. Как правило головку отделяют от блока мотора, если необходимо удалить нагар с поверхности камер сгорания и тарелок клапанов, ну или заменить клапаны, или направляющие втулки клапанов. Обо всех этих операциях я уже писал у себя на сайте, например вот в . Ну а сальники клапанов на большинстве моторов можно заменить и не снимая головки (о замене сальников клапанов подробно описано ).
Далее я опишу последовательность действий при снятии головки двигателя на примере восьми-клапанного двигателя отечественных восьмёрок и девяток, но на других автомобилях с подобными моторами последовательность действий не сильно отличается (ну разве что за исключением некоторых мелочей).
Для начала следует установить машину на подъёмник (или подогнать к смотровой яме в гараже) и для безопасности снять минусовую клемму с .
последовательность откручивания болтов головки двигателя
После ремонта головки устанавливаем её на место с новой прокладкой и собираем
всё в обратной последовательности, прижав головку цилиндров к блоку с помощью болтов и с положенным моментом, указанным в мануале вашего двигателя.
Перед установкой штатных болтов крепления головки к блоку, советую измерить их длину c помощью штангенциркуля и если болты крепления головки вытянулись так, что их длина превышает 135,5 мм, то такие болты использовать не советую, их следует заменить новыми. Иначе любой уставший болт при затяжке (или после её) может лопнуть в любой момент и выкрутить его будет не так то просто.
Но не это главное, а то, что лопнуть болт (или два) может во время эксплуатации машины и охлаждающая жидкость может начать просачиваться в картер и начать смешиваться с . А это может привести к печальным последствиям (кому интересно к каким — ).
После установки головки двигателя на своё место и затяжки болтов с положенным моментом и в правильной последовательности, показанной на рисунке слева, далее следует отрегулировать натяжение ремня с помощью специального приспособления, описанного в , и затем нужно будет проверить и отрегулировать клапанные зазоры (о регулировке клапанов ).
Ну а ниже я подробно опишу разборку и сборку головки цилиндров двигателя переднеприводных Вазов с восьмиклапанным газораспределением, но разумеется почти так же можно произвести разборку и сборку головки и на других автомобилях с подобными двигателями, в том числе и иномарках.
Разборка и сборка головки двигателя.
Разборка. Естественно, если вам требуется заменить какую либо одну изношенную деталь, то можно не разбирать полностью головку цилиндров, а снять только ту деталь, которую нужно заменить новой. Но всё же я опишу полную разборку и сборку, так как это может пригодиться в некоторых случаях (например при капремонте).
Укладываем головку двигателя на чистый верстак, откручиваем крепёжные винты и снимаем карбюратор с проставкой, а так же теплоизолирующий экран карбюратора, если он есть. Далее снимаем выпускной коллектор, если он не был снят заранее ешё под капотом.
Так же, если не были сняты заранее, отсоединяем отводной патрубок рубашки охлаждения двигателя, выкручиваем датчик указателя температуры охлаждающей жидкости и , а так же выкрутите .
Затем вынимаем их отверстий в головке толкатели клапанов с регулировочными шайбами. Надавив на торцы клапанов с помощью рассухаривателя и сжав клапанные пружины, извлекаем сухарики, пружины с тарелками, и опорные шайбы пружин, ну и далее перевернув головку двигателя, вынимаем клапана из отверстий клапанов.
Сборка головки цилиндров . Отремонтировав головку (о ремонте я напишу чуть ниже) собираем всё в обратной последовательности:
- устанавливаем опорные шайбы пружин на место.
- смазываем моторным маслом стержни клапанов и новые сальники клапанов.
- надеваем с помощью оправки на направляющие (с обратной стороны головки) новые сальники клапанов (об этом я подробно писал в статье замена сальников клапанов — ссылка выше).
- вставляем со стороны камер сгорания клапана в отверстия направляющих втулок и новых сальников клапанов. Новые сальники зафиксируют клапана от выпадания.
- устанавливаем пружины и тарелки пружин и далее сжимая пружины с помощью рассухаривателя, устанавливаем сухарики в свои посадочные места.
- вставляем далее в отверстия головки двигателя толкатели клапанов с регулировочными шайбами.
- очистив плоскости сопряжения головки и корпусов подшипников от остатков прокладки, грязи и масла.
- смазываем чистым моторным маслом опорные шейки и и укладываем его в постели в таком положении, чтобы кулачки первого цилиндра были направленны вверх.
- устанавливаем сверху на свои места корпуса подшипников распредвала (крышки постелей) и затягиваем их в два приёма, как показано на рисунке ниже.
- предварительно затягиваем крепёж до прилегания поверхностей корпусов подшипников к плоскостям головки двигателя, при этом следим за тем, чтобы установочные втулки корпусов (если они есть) свободно вошли в свои посадочные отверстия.
- далее в той же последовательности окончательно затягиваем крепёж с помощью динамометрического ключа с положенным моментом (для восьмёрок и девяток ВАЗ момент 21,6 Н м (2,2 кгс·м)).
- устанавливаем новый сальник распределительного вала, предварительно смазав его рабочие кромки чистым моторным маслом — подробно об этом .
- остальное навесное оборудование устанавливаем на головку в последовательности, обратной разборке.
Головка двигателя — диагностика технического состояния и ремонт.
О ремонте головки двигателя я уже написал несколько статей, ссылки на которые будут опубликованы чуть ниже. А в этой статье я напишу лишь основное, что касаемо проверки технического состояния и ремонта, а так же о том, о чём я не писал в других статьях.
Перед деффектовкой головки тщательно отмываем её с помощью кисти и сольвента. Удаляем нагар с тарелок клапанов и с поверхности камер сгорания, с помощью мягкой латунной проволочной щётки-насадки, насаженной в патрон электродрели. Так же полезно будет удалить нагар со стенок выпускных каналов.
Далее следует внимательно осмотреть головку двигателя. На всех опорах (постелях) под шейки распредвала и в отверстиях для толкателей клапанов не должно быть трещин, царапин, задиров и других повреждений. А вообще трещины в любых местах головки недопустимы. Ну и при подозрении на попадание охлаждающей жидкости в моторное масло (конечно же при исправной прокладке головки) не помешает проверить герметичность головки цилиндров.
Для проверки герметичности следует закрыть заглушками все отверстия рубашки охлаждения и далее следует нагнетать насосом воду в рубашку охлаждения, под давлением не менее 0,5 МПа (5 кг/см²). При этом в течении не менее двух минут не должно наблюдаться утечек воды из головки.
Также проверку герметичности можно осуществить и с помощью нагнетания сжатого воздуха (например ). Отверстия рубашки так же закрываем заглушками или листом толстого оргстекла (я об этом уже писал в статье про ремонт треснувшей головки — ссылка на статью выше), а давление сжатого воздуха, подаваемого в полости рубашки не менее 1,5 — 2 кг/см².
Перед подачей сжатого воздуха головку опускаем в ванну с горячей водой (температура примерно 60 — 80ºС) и далее подаём воздух и засекаем время. В течении не менее 1,5 минуты нигде не должно наблюдаться выхода пузырьков воздуха из головки.
Сёдла клапанов . Внимательно осматриваем рабочие фаски сёдел (зону контакта с тарелками клапанов), на которых не должно быть точечных раковин, коррозии или различных повреждений. Мелкие повреждения можно устранить с помощью шлифовки (с помощью насадки) , но при этом снимаем как можно меньше материала. Но лучше всего восстанавливать фаски сёдел с помощью специального набора, который я описал в статье о восстановлении и ремонте сёдел клапанов — ссылка на статью выше (в списке ссылок).
О замене направляющих втулок и о самих втулках я также написал отдельную статью, ссылка на которую выше.
Клапаны.
С клапанов удаляем нагар и проверяем не деформированы ли стержни клапанов и нет ли трещин на тарелках клапанов. Клапаны имеющие повреждения разумеется заменяем новыми.
Также не помешает проверить состояние рабочих фасок на тарелках клапанов. При мелких повреждениях их можно шлифануть, но при этом важно выдержать углы фасок в 45º30′±5′.
При этом расстояния от нижней плоскости тарелок клапанов до базовых диаметров (34 и 30,5 на восьмёрках девятках) должны быть в пределах 1,3 — 1,5, и 1,8 — 2,0 мм.
Пружины клапанов . Осматриваем пружины и убеждаемся в том, что на них отсутствуют трещины, а так же не снизилась ли упругость пружин, проверив их деформацию под нагрузкой (показано на рисунке справа).
Основные данные для проверки пружин клапанов двигателя ВАЗ 2108,09: А — наружная пружина, Б — внутренняя пружина.
1 — пружины в свободном состоянии, 2 и 3 — нормальные пружины при сжатии усилием, 4 и 5 прилагаемое усилие в килограммах.
Толкатели клапанов . Также осматриваем и проверяем состояние рабочих поверхностей всех толкателей, на которых не должно быть задиров, царапин, а тем более трещин. Если обнаружите дефекты, то меняйте дефектные толкатели новыми.
Также проверьте длину болтов крепления головки к блоку и если они вытянулись (допустимую длину я написал выше), то меняйте болты новыми.
Регулировочные шайбы. Осмотрите их, особенно рабочие поверхности, которые должны быть идеально гладкими, без царапин, забоин и задиров, а тем более трещин. Так же на поверхностях всех регулировочных шайб не должно быть ступенчатого или одностороннего износа или стёртого металла. Допустимы лишь концентричные следы от приработки с кулачками распредвала.
Надеюсь эта статья (и другие тоже, на которые я указал ссылки) о головке двигателя будет полезна начинающим автовладельцам или ремонтникам, успехов всем.