Головка блока цилиндров. Принцип работы и назначение

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.

Головка блока цилиндров - это важнейшая деталь для каждого современного укомплектовываются абсолютно все силовые установки, будь это дизельный автомобиль или бензиновый. Конечно, различия между ними есть - и вид топлива, однако устройство и принцип работы головки блока от этого не изменяются. Поэтому сегодня мы разберем общую конструкцию данного элемента.

и принцип работы

Несмотря на свою важность в работе двигателя, головка блока цилиндров имеет вполне простую конструкцию. Данный механизм состоит из таких частей, как:

• клапаны газораспределения, а именно впускной и выпускной;
• свечи зажигания (в случае с бензиновым) либо форсунки (в случае с дизельным двигателем);
• блок камеры сгорания топливно-воздушной смеси.

Исходя из фото, предоставленного в самом начале статьи, мы видим, что представляет собой конструктивную часть двигателя (по сути, большую алюминиевую крышку) с запрессованными седлами клапанов и направляющими втулками. Следует отметить, что оси этих деталей должны полностью совпадать друг с другом, иначе в противном случае весь кривошипно-шатунный механизм выйдет из строя.

Головка ДВС и блок конструктивно соединяются между собой при помощи специальной огнеупорной сталеасбестовой прокладки. Последняя исключает возможность выхода газов через место соединения устройств и потерю компрессии. Следует отметить, что данная прокладка, несмотря на свою примитивную конструкцию, очень важна для автомобиля. В случае потери ее герметизационных свойств может ухудшиться работа всего двигателя. Вначале произойдет явление компрессии, мотор потеряет свою мощность, а затем и вовсе может прекратить работу. Тяга автомобиля прекращается из-за несанкционированного выхода газов из камеры. А учитывая то, что внутри ДВС образуется высокая степень сжатия (порядка 2 тысяч атмосфер на дизельных и 100 на бензиновых моторах), потеря мощности может быть существенной.

Головка блока цилиндров (ГАЗель 3302 в том числе) также входит в состав КШМ, поэтому ее взаимосвязь с двигателем является непосредственной.

Особенности технического обслуживания

Каждая деталь, какой бы надежной она ни была, рано или поздно подвергается износу, несмотря на то что головка блока цилиндров (ВАЗ-2110 в том числе) может прослужить от 200 до 400 тысяч километров. Это не исключает возможности ее деформации и износа ранее. Как правило, это происходит вследствие частого но ГБЦ может сломаться и по причине несвоевременной замены прокладки. Поэтому, чтобы головка блока прослужила как можно дольше, во-первых, не перегревайте мотор и не пытайтесь охлаждать его водой сверху. Во-вторых, регулярно меняйте и проверяйте состояние прокладки. То же самое относится и к крепежным болтам. Далее не забывайте о сезонной чистке клапанов впускного и выпускного такта он нагара. При соблюдении этих простых советов ваш двигатель прослужит долго и без всяких поломок.

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

[ Скрыть ]

Понятие ГБЦ

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

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

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

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

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

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

Конструкция головки блока цилиндров и ее основные детали

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

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

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

Что касается остальных компонентов, об этом мы расскажем далее.

Устройство и расшифровка механизмов приведены ниже:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Техническое обслуживание и диагностика

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

Речь идет о:

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

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

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

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

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

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.