Устройство ГБЦ

ГБЦ смело можно назвать одним из ключевых узлов в мотоцикле или автомобиле. Это устройство контролирует вывод газов в двигателе внутреннего сгорания. Внешне ГБЦ представляет собой крышку, которая закрывает сам блок. Для ее изготовления используются алюминиевые сплавы или чугун.

Качественная работа головки блока цилиндров напрямую зависит от плотности прилегания самой ГБЦ к блоку цилиндров. Именно из-за этого верхняя часть данной детали является более узкой, чем нижняя. Между самим блоком и головкой находится уплотнительная прокладка. Фиксирование ГБЦ осуществляется с помощью штифтов.

Вся дальнейшая работа ГБЦ зависит от правильности монтажа. Каждый автомобиль имеет собственный регламент установки головки блока цилиндров

Поэтому важно использовать правильную инструкцию для каждого конкретного автомобиля. В ней указывается порядок затяжки штифтов и необходимый момент закручивания

Монтаж ГБЦ осуществляется с помощью динамометрического ключа.

Не следует применять грубую силу при установке ГБЦ – это может стать причиной повреждения масляного канала, уплотнительной прокладки и прочих элементов системы. Если головка будет деформирована, повреждена или установлена неправильно, это повлечет за собой нарушения в работе двигателя и всего транспортного средства.

Особенности конструкции ГБЦ

Для изготовления головки блока цилиндров сегодня применяются алюминиевые сплавы. Раньше распространенным материалом был легированный чугун.

• газораспределительный механизм;
• уплотнительная прокладка;
• корпус головки цилиндра, в котором располагаются камера сгорания, патрубки системы охлаждения, масляные провода;
• привод ГРЦ;
• отсеки для монтировки свечей;
• камера сгорания;
• посадочные плоскости для выпуска переработанных газов.

Рассмотрим более подробно каждый из перечисленных выше элементов.

Клапаны ГБЦ располагаются в первом ряду. Наклон каждого из них к цилиндрам составляет 20˚. Современные иномарки имеют несколько иной принцип устройства ГБЦ, но конструкция все-равно является похожей.

Уплотнительная прокладка изготавливается из армированного асбеста. Этот материал хорошо выдерживает высокие температуры, которые возникают во время работы двигателей внутреннего сгорания. Также армированный асбест в состоянии выдержать высокое давление, обеспечивая герметичность конструкции мотора при различных нагрузках.

В передней части устройства располагается привод газораспределительного механизма и натяжитель цепи. Камеры сгорания располагаются близко к ним, поэтому взаимодействие с ними организовано механическим способом. Камеры для сжатия имеют в несколько раз меньший объем, чем сами поршни. Это позволяет воздушным смесям закручиваться в момент поднятия поршней в процессе работы двигателя. Таким образом процесс сгорания топлива улучшается.

На левой части головки цилиндра располагаются посадочные места для свечей зажигания. Сюда же монтируются системы для опоры рычага и опорные шайбы. Сверху ГБЦ есть крышка, которая фиксируется болтами к корпусу.

Несъемные детали в ГБЦ

В ГБЦ имеются несъемные части. В их числе – седла клапанов, которые отвечают за герметичность газораспределительного механизма

Важно учитывать, что сборка этих элементов происходила под воздействием пресса и выполнить их замену в домашних условиях невозможно. Ремонт можно выполнить только в сервисном центре и применением специализированного оборудования

Многие владельцы авто пытаются самостоятельно выполнить ремонт ГБЦ, но лучше не делать этого, чтобы избежать серьезных проблем с транспортным средством.

• Форма головки цилиндра может измениться, что приведет к нарушениям герметичности камеры сгорания и клапанов.
• Неправильный нагрев может стать причиной выхода из строя головки цилиндров.
• На поверхности детали могут образоваться трещины и микротрещины, из-за чего двигатель утратит свою работоспособность.

Самостоятельный ремонт несъемных деталей ГБЦ может стать причиной поломки детали, что обернется еще более дорогостоящим ремонтом.

голоса

Рейтинг статьи

Замена головки блока цилиндров

Данная процедура выполняется при обнаружении серьезных повреждений корпуса ГБЦ. Как было сказано ранее, к ним относятся различные трещины и отломившееся части. Помимо этого, замена потребуется в случае, когда отклонения величины зазоров от нормы значительно превышают допустимые значения и в любых других случаях, когда невозможно провести ремонт.

Вместе с новой головкой, необходимо сразу подвергать замене прокладку ГБЦ, а также прокладку ее крышки. Данные элементы всегда заменяются новыми при установке новой головки.

Чтобы провести замену, необходимо отсоединить все части, которые препятствуют демонтажу ГБЦ. Ими могут быть – инжектор, карбюратор, впускные и выпускные коллекторы, механизмы распределения зажигания (свечи, бронепровода, трамблер), элементы системы охлаждения (патрубки), а также различные штекера и датчики. После этого демонтируют ремень или цепь привода газораспределительного механизма. На некоторых моделях двигателей еще и бензонасос.

После этого, откручивают гайки крепления крышки головки и снимают саму крышку. После этого, вы можете принимать решение по снятию головки блока. Допускаются варианты, когда разборка клапанного механизма и демонтаж распределительного вала производится после снятия ГБЦ или до его снятия. В первом случае, выполнить эту процедуру намного легче, потому что есть ряд деталей, открутить которые можно только с помощью надежной фиксации ГБЦ.

После полной разборки и снятия ГБЦ устанавливают новую деталь. Ее можно выполнять как с установленным на нем механизмом газораспределения, так и с перестановкой старых деталей на новую головку. В последнем случае, необходимо будет провести регулировку и подгонку клапанов, а также прочих элементов.

После установки ГБЦ, все снятые элементы устанавливаются в обратной последовательности. После этого, необходимо будет провести регулировку угла опережения зажигания и газораспределительного механизма.

Факторы, влияющие на давление масла в системе смазки двигателя

Масло в системе смазки будет находиться под давлением только в том случае, если производительность масляного насоса будет превышать расход масла через все «утечки» в двигателе. Утечка масла происходит через зазоры в конечных точках системы смазки. Конечными точками являются зазоры в подшипниках, клапанные коромысла, разбрызгивающие отверстия в шатунах и т.п. Это — специально предусмотренные зазоры в двигателе, необходимые для его нормальной работы. По мере износа деталей двигателя зазоры увеличиваются и в результате утечки масла возрастают.

Производительность масляного насоса должна быть достаточно большой, чтобы обеспечивать подачу масла в систему смазки с запасом, покрывающим его расход через эти утечки. Производительность масляного насоса определяется его размерами, скоростью вращения и состоянием. Когда двигатель работает на холостом ходу, насос вращается медленно и развивает низкую производительность. Если расход масла через утечки превышает производительность масляного насоса, давление масла в системе смазки оказывается недостаточным. С повышением скорости работы двигателя производительность масляного насоса растет и возрастающее давление в системе смазки приводит к росту расхода масла через утечки. В результате давление масла возрастает до тех пор, пока не достигнет регулируемого максимального значения.

Вязкость моторного масла влияет и на производительность масляного насоса и на его расход через утечки. Жидкое масло (обладающее очень низкой вязкостью) легко проскальзывает мимо зубьев насоса и легко вытекает через зазоры. Горячее масло обладает пониженной вязкостью, поэтому давление масла в прогретом двигателе часто оказывается низким. Холодное масло обладает более высокой вязкостью (густотой), чем горячее. В результате давление масла, в холодном двигателе, даже на холостом ходу оказывается выше. Высокое давление масла в холодном двигателе приводит к тому , что клапан сброса давления в этом случае должен открываться больше, чтобы сбросить излишек масла сверх необходимого для разогретого двигателя. Чем больше давление масла в системе, тем сильнее сжимается пружина редукционного клапана и тем больше становится открывающийся просвет клапана.

Использование в двигателе масла более высокой вязкости приводит к тому, что давление масла в системе охлаждения достигает установленного порога срабатывания клапана сброса на более низкой скорости вращения двигателя.

Источник

Что такое ГБЦ в авто простыми словами

Головка блока цилиндров (в дальнейшем ГБЦ), или сокращенно «головка», «голова» двигателя, расположена в его верхней части. Она соединяется с блоком цилиндров при помощи болтов. Это одна из главных деталей мотора, являющаяся основой конструктива.

ГБЦ можно сравнить с крышкой, закрывающей цилиндры двигателя. Стык между ней и блоком очень тщательно герметизируется с помощью специальной обжимной прокладки, для того чтобы обеспечить высокую компрессию горючей смеси во время рабочего такта. Нарушение этого соединения приведет к поломке автомобиля.

В состав ГБЦ входят детали, отвечающие за процесс смесеобразования и подачи топлива в камеру сгорания. Правильное соотношение между горючим и воздухом достигается благодаря синхронизированной работе всех элементов головки. От состояния и качества настройки ее частей во многом зависит бесперебойное функционирование мотора.

Рекомендуем

«Ремонт ТНВД: разбираемся в устройстве детали» Подробнее Головка изготавливается из чугуна или алюминиевого сплава. Последний материал более предпочтителен из-за меньшего веса. Однако имеет недостаток, связанный с большей текучестью и склонностью металла к короблению при высоких температурах в случае перегрева мотора. Рядные двигатели имеют, как правило, одну головку блока цилиндров. V-образные – две головки. И, наконец, экзотические W-образные двигатели оснащаются как минимум тремя головками. При любом их количестве наполнение узла остается примерно одинаковым.

Где находится ГБЦ

Под капотом автомобиля можно увидеть пластиковый кожух, сняв который легко обнаружить крышку ГБЦ. Сама головка расположена ниже, но обычно она скрыта агрегатами навесного оборудования.

Головка находится над блоком цилиндров, занимающим большую часть подкапотного пространства. Двигатель может быть расположен как вдоль продольной оси автомобиля, так и поперек. Редкий вариант размещения двух головок – по бокам на оппозитном двигателе.

Головка крепится к блоку цилиндров резьбовыми соединениями – шпильками или болтами. Через плоскость их разъема проходит множество каналов и камер, которые задействованы в работе двигателя. Это в первую очередь камеры сгорания, а также масляные каналы, магистрали жидкостного охлаждения и т. д.

На корпусе ГБЦ располагаются клапаны с пружинным механизмом и постель распредвала. Снаружи в специальные резьбовые отверстия вкручиваются свечи. Также на ней может быть другое оборудование, в зависимости от типа двигателя и расположения его цилиндров.

Рекомендуем

«Ремонт рулевой рейки Мазда: симптомы неисправности, основы ремонта» Подробнее Клапаны в движение приводит распредвал, смонтированный в верхней части головки блока цилиндров. В передней части находится шестерня привода газораспределительного механизма, расположенная на оси распредвала, а также цепь (или ремень) привода ГРМ.

Виды систем смазок

Несмотря на то, что все приборы системы смазки выполняют одни и те же функции, она может быть трех видов:

• система с разбрызгивающей подачей масла,
• система с подачей жидкости под давлением,
• комбинированная система.

Первый вид имеет достаточно простое устройство: здесь масло попадает на рабочие детали благодаря специальным черпакам, установленным на кривошипных головках шатунов. Захватываемая из поддона жидкость рассеивается по рабочей зоне в виде масляного тумана.

Недостаток такого метода распределения масла связан с неравномерным смазыванием конструктивных элементов из-за периодического изменения его уровня в нижней емкости двигателя – поддоне.

Объем рабочей жидкости постоянно меняется при увеличении оборотов коленчатого вала, наклонах транспортного средства и в режиме агрессивного вождения. Черпаки не могут контролировать количество разбрызгивающейся жидкости, поэтому мотор периодически начинает испытывать масляной голодание или, наоборот, захлебываться от чрезмерного количества жидкости.

Второй вид системы подразумевает непрерывную подачу моторного масла на все элементы установки. Смазочный состав собирается в картере установки, а затем по специальным каналам подается на рабочий узел. После выполнения поставленных целей масло стекает в поддон картера.

Несмотря на то, что система обеспечивает экономное и рациональное распределение технической жидкости, широкого распространения она не получила из-за своей затратности и трудоёмкости.

Моторное масло в двигателе

Объединив технологии разбрызгивания и подачи масла под давлением, инженерам удалось создать комбинированный тип распределения смазки: на основные узлы конструкции, максимально подверженные износу, защитная жидкость подается под давлением, в то время, как остальная часть механизмов, эксплуатируемая в более спокойных условиях, орошается маслом путем разбрызгивания.

Комбинированная система предполагает применение мокрого и сухого картера.

Под мокрым картером подразумевается его постоянное заполнение рабочей жидкостью.

Простота и надежность принципа позволили ему получить массовое распространение: практически все автомобили оснащены этой системой.

Но в ней есть и недостатки: в случае попадания в картер воздуха или топливной смеси, масляный состав начинает пениться и терять смазочные свойства. В результате, двс остается без должного уровня защиты. Чтобы не допустить этого, надо регулярно проводить диагностику системы на предмет разгерметизации.

Сухой картер обеспечивается благодаря наличию в силовой установке специального бачка, куда стекает вся отработанная жидкость. Здесь ее смешивание с воздухом и топливной смесью попросту невозможно. К преимуществам такой системы следует отнести стабильность ее работы в условиях прохождения транспортным средством препятствий с большим углом наклона. Принцип сухого картера применяется на гоночных, спортивных автомобилях и некоторых внедорожниках.

Как видно на схеме: даже при наклонах, жидкость не опускается ниже уровня заборной трубки.

Методы поиска дефектов ГБЦ

Многие дефекты можно определить визуально и принять решение о дальнейшем ремонте, не прибегая к дорогой диагностике. Внимательно осмотрите узел на предмет прогаров, трещин между седлами. На дизельных двигателях по условиям эксплуатации допускаются неглубокие трещины между седлами, не нарушающие герметичность. Если планируется использовать прежние кулачки, направляющие, гидротолкатели и другие детали, то рекомендуется пометить места их установки на двигателе.

Для точной и быстрой диагностики ГБЦ применяется несколько несложных, но надежных способов. Один из них — магнитно-порошковая дефектоскопия (только для чугунных ГБЦ). Суть его в следующем.

С разных сторон ГБЦ устанавливают магниты и на поверхность головки насыпают железный порошок. Частицы порошка под действием магнитного поля расположатся в трещинах, раковинах и других повреждениях с большей плотностью, сделав их легко заметными.

Обнаружить трещины и в чугунной, и в алюминиевой ГБЦ можно при помощи красящей жидкости. На тщательно очищенную поверхность головки блока цилиндров нужно нанести красящую жидкость и подождать примерно пять минут. После удаления излишков «краски» трещины (если, они есть) станут видны невооруженным глазом. В качестве «проявителя» дефектов также можно использовать мел.

Метод проверки давлением предназначен для определения трещин в системе охлаждения/смазки ГБЦ. Он может быть реализован двумя способами: с погружением и без погружения агрегата в воду.

В первом варианте головку блока устанавливают в приспособление, герметично закрыв все каналы контура проверяемой системы — системы охлаждающей жидкости либо системы смазки. Затем в этот контур подается воздух, а на поверхность агрегата — мыльный водный раствор. По воздушным пузырькам определяется место, где имеется трещина. При необходимости аналогично проверяется герметичность каналов контура другой системы. Этот способ не является абсолютно надежным, так как в некоторых случаях трещины проявляются только после установки головки на блок цилиндров.

Во втором варианте ГБЦ с герметично закрытыми каналами контура охлаждающей жидкости/масла погружается в сосуд с горячей водой. В контур подается сжатый воздух и по воздушным пузырькам определяют место, где есть трещина. При необходимости аналогично проверяют герметичность каналов контура другой системы. Преимущество этого способа в том, что он дает возможность проверки ГБЦ в условиях различных температур. Однако и он не является абсолютно надежным, так как в некоторых случаях дефекты дают знать о себе только после установки головки на блок цилиндров.

Относительно быстрый способ обнаружения трещин в ГБЦ — при помощи вакуум-тестера. Метод позволяет выявить наличие трещины, но не дает возможности определить конкретное место дефекта.

Помимо отсутствия механических повреждений необходимо проверить геометрию и чистоту привалочной плоскости ГБЦ и блока цилиндров: прямолинейность в продольном и поперечном направлениях, шероховатость и волнистость. При незначительном отклонении от нормы, если производитель предполагает механическую обработку плоскости, дефект устраняется путем фрезерования или шлифования. Если прогиб ГБЦ больше допустимого заводом, производят замену детали.

Конструкция детали: что входит в ГБЦ

Поподробнее рассмотрим, из чего состоит ГБЦ.

Первоначально детали головки изготавливались из чугуна. Выбор материала был обусловлен высокой вибронагруженностью и температурным режимом работы двигателя. Чугун обладает высокой механической прочностью и термоустойчивостью. Он не подвержен деформациям и короблению при нагревании. Основной недостаток чугуна – большой удельный вес. Современное материаловедение позволяет использовать сплавы из легких металлов (например, из алюминия), которые отвечают всем вышеперечисленным характеристикам, но обладают меньшей массой.

Герметизация плоскости разъема блока и головки цилиндров осуществляется посредством специальной прокладки. Это сложная деталь, в основу которой входит армированный асбест. Она должна повторять все контуры и каналы головки и при этом выдерживать высокое давление и температуру. Во время крепления болтов головки блока цилиндров необходимо соблюдать заданное усилие и последовательность затяжки. Обычно она осуществляется в несколько этапов и деформирует прокладку в определенных местах.

Что входит в состав ГБЦ?

• Прокладка создает герметичное соединение и функционирование систем охлаждения и смазки.
• ГРМ – это газораспределительный механизм, включающий в себя цепь (ремень), связывающую коленвал и распредвал, собственно распределительный вал и клапаны с пружинным механизмом.
• Корпус головки блока цилиндров называется картером. В нем расположены все детали и механизмы.
• Резьбовые отверстия для монтажа свечей системы зажигания и форсунок для впрыска топлива.
• Камера сгорания, в которой происходит рабочий процесс воспламенения горючей смеси, обеспечивающий работу двигателя.
• Цепь или ремень ГРМ.
• Привалочные плоскости с отверстиями для крепления впускного трубопровода и выпускного коллектора вместе с датчиками и патрубками системы охлаждения.

Клапаны впуска и выпуска расположены вдоль постели распредвала. При использовании двух клапанов на цилиндр они расположены в один ряд. При использовании четырехклапанной конструкции (два впускных и два выпускных на цилиндр) они располагаются в два параллельных ряда. Ось клапанов имеет отклонение от перпендикуляра к плоскости разъема головки и блока цилиндров, как правило, в 20 градусов.

В передней части головки находится пространство для звездочки газораспределительного механизма цепи (или ремня) и ее успокоителя. Они приводят в движение распредвал. Камеры сгорания расположены над цилиндрами и имеют немного меньший диаметр, чем поршни. Благодаря такому несоответствию на границе блока цилиндров и ГБЦ создается завихрение топливной смеси в конце такта сжатия. Это благоприятствует воспламенению горючего и увеличению мощности двигателя.

Слева по направлению движения автомобиля расположены входные отверстия для монтажа свечей зажигания и форсунок подачи топлива. Они вкручиваются по резьбе и участвуют в процессе работы двигателя. На противоположной стороне находятся площадки для подсоединения впускного и выпускного трубопроводов. Также сюда подходят патрубки, подводящие охлаждающую жидкость к ГБЦ.

Сверху головка блока цилиндров имеет сложную конфигурацию, обеспечивающую расположение элементов газораспределительного механизма. Вдоль центральной оси идут площадки для монтажа вкладышей распредвала. В них помещается сам распредвал и сверху фиксируется крышками с ответными полукольцами подшипников скольжения. В специальные отверстия под распредвалом запрессовываются направляющие втулки клапанов. Над ними крепятся шайбы сложной формы, в которые устанавливаются пружины, удерживающие клапан в поднятом состоянии. Сверху ГБЦ надевается металлическая или силуминовая крышка, закрывающая механизмы.

Из чего еще состоит ГБЦ? В головке блока цилиндров имеются неподвижные элементы, такие как:

• седла клапанов, обеспечивающие герметичность впускных и выпускных клапанов в закрытом состоянии;
• направляющие клапанов, задающие вектор их перемещения.

Седла и направляющие запрессовываются с натягом в ГБЦ. В домашних условиях выполнить такую работу очень сложно. Требуется сильный нагрев головки блока цилиндров и глубокое охлаждение ответных деталей перед процессом монтажа. Долгая запрессовка может привести к выравниванию температур и заклиниванию направляющей или клапана. Кроме того, головки из алюминиевого сплава подвержены деформации при нагревании, поэтому перегрев может стать для них фатальным. Для выполнения этой операции лучше обратиться в специализированную мастерскую.

Функции ГБЦ в автомобиле

Головка имеет в своей нижней части полости, являющиеся камерами сгорания. Между ГБЦ и блоком цилиндров устанавливается жаропрочная прокладка. Ее основной функцией является подача горючего, отвод отработанных газов и рабочий процесс сгорания топлива.

Рассмотрим, для чего нужна ГБЦ:

• сверху головки блока цилиндров находится металлическая крышка, выполняющая защитную функцию;
• в верхней части крышки устроена маслоналивная горловина, закрытая резьбовой пробкой;
• стык блока цилиндров и головки уплотняется жаропрочной асбестовой прокладкой, армированной металлом;
• в головке блока смонтирован распредвал, на котором закреплена шестерня привода ГРМ с ремнем (или цепью) и успокоителем;
• свечи зажигания (в дизельных моторах – свечи накаливания), а также форсунки подачи топлива находятся с левой стороны головки;
• снизу устроены полукруглые выемки, являющиеся камерами сгорания цилиндров;
• газораспределительный механизм монтируется в корпусе ГБЦ;
• с правой стороны головки находятся площадки и отверстия для подсоединения впускного и выпускного трубопроводов.

Устройство головки блока цилиднров и её особенности

В зависимости от тактности, принципа воспламенения, схем газораспределения и охлаждения головка может иметь разнообразные типы конструкций. Однако основной набор деталей головки — клапаны, снабжённые пружинами, форсунки, а также свечи зажигания — практически неизменен.

Объёмистые дизеля традиционно оборудуют литыми чугунными головками, которые долгое время исправно и незаменимо служат в этом качестве. Они эксплуатируются в тяжёлых условиях, и с целью придания надёжности клапанные сёдла запрессовывают с предварительным охлаждением в парах жидкого азота. Втулки клапанов и вихрекамеры вставляют с натягом.

Для маломощных бензиновых «движков» выпускают алюминиевые головки, изготавливаемые путём литья под давлением или в кокиль с дальнейшей доводкой пустот (в головке предусмотрены водяные, газовые ходы, каналы для смазки, а также сквозные отверстия под крепёж).

Крепится головка стальными шпильками с гайками либо болтами с затяжкой по предписываемой производителем технологии. В инструкции подробно указываются последовательность, усилие затяжки, угловые довороты и пр. Это требуется для сохранности соединения в случае просадки стыкового уплотнения.

Видео: устройство головки блока цилидров

Для того, чтобы внутренняя полость разъёмного цилиндра ДВС представляла собой герметично изолированное пространство, стык головки и блока уплотняется специальной прокладкой. Только в этом случае возможен запуск мотора и его надлежащая работа.

Несоблюдение толщины паронитовой или металлоасбестовой прокладки, или её просадка вследствие брака чреваты разгерметизацией камер сгорания и выходом двигателя из строя. Для придания уплотнению должной жёсткости и для обеспечения безопасного прижима чугунные головки дизельных моторов монтируют на мягких стальных прокладках.

Стоит обратить внимание, что толщина прокладки определяется согласно величине вылета поршней. В случае, когда расчётные показатели окажутся меньше номинальных значений, двигатель «застучит», когда больше — произойдёт потеря мощности и интенсивное образование копоти вследствие неполного сгорания топлива

Пары выпускных и впускных каналов ведут в обособленную камеру сгорания. Каждый из каналов упирается в седло, запрессованное в головку блока цилиндров, которая является местом:

• размещения натяжителя цепи и привода распределительного вала в отдельной полости спереди ГБЦ;
• установки газораспределительного механизма (ГРМ);
• расположения маслозаливной горловины.