Головка цилиндров большинства бензиновых двигателей изготавливается из алюминиевого сплава. Алюминиевый сплав имеет преимущества в том, что он легче, чем чугун и обладает лучшими характеристиками теплопроводности, благодаря чему его легче охлаждать. Однако, он имеет некоторые недостатки, такие как легкая повреждаемость и более высокое тепловое расширение.
ВНИМАНИЕ!
При ремонте головки цилиндров следует обращать внимание на следующее.
Будьте осторожны, чтобы не поцарапать или иначе не повредить поверхности головки цилиндров, к которым прилегают прокладка головки блока и прокладка коллектора,
Болты головки цилиндров должны затягиваться на холодном двигателе, заранее определенным методом, в надлежащей последовательности с приложением указанного момента затяжки. Есть два метода затяжки - обычный метод и метод затяжки в области пластической деформации.
Рис. 1 - Устройство головки блока цилиндров.
1. Клапан
Клапаны изготавливаются из специальной стали, потому что они подвергаются воздействию высоких давлений и температур. Клапан всегда поджимается в направлении закрытия усилием пружины, а когда на него действует усилие от распределительного вала, клапан движется вниз внутри направляющей втулки клапана в головке цилиндров, чтобы открыть впускной или выпускной канал. Обычно диаметр тарелки впускного клапана немного больше, чем выпускного клапана.
Для того, чтобы обеспечить хорошее уплотнение между клапаном и седлом клапана, угол конуса клапана составляет обычно 44,5° или 45,5°.
Рис. 2 - Клапан.
2. Пружина клапана
Пружина клапана применяется для закрытия клапана. У большинства двигателей устанавливается одна пружина на клапан, но на некоторых двигателях применяются две пружины на клапан.
Чтобы предотвратить отрыв клапана от толкателя, когда двигатель работает на высоких оборотах, используются пружины с неодинаковым шагом или двойные пружины.
Рис. 3 - Виды пружин клапанов.
ВНИМАНИЕ!
Отрыв клапана от толкателя вызывается работой пружины клапана, не связанной с работой кулачка. Отрыв клапана появляется, когда двигатель работает при частоте вращения выше максимально допустимой. Он не только вызывает ненормальный шум двигателя, но и является причиной удара поршня по клапану, что может привести к повреждению этих деталей. Пружины с неодинаковым шагом асимметричного типа устанавливаются витками с более широким шагом вверх.
Седло клапана запрессовывается в головку цилиндров. Когда клапан закрывается, тарелка клапана плотно прилегает к седлу клапана, чтобы поддерживать герметичность камеры сгорания. Седло клапана также отводит тепло от клапана к головке цилиндров для охлаждения клапана. Так как седло клапана подвергается воздействию горячих отработавших газов и повторяющимся контактам с клапаном, оно изготавливается из специальной стали, имеющей высокие тепло- и износостойкость.
Рис. 4 - Седло клапана.
ДЛЯ СПРАВОК Седло клапана обычно имеет форму конуса 45°, чтобы соответствовать форме конуса клапана. Ширина рабочей фаски седла клапана обычно составляет от 1,2 до 1,8 мм. Чрезмерная ширина рабочей фаски седла клапана вероятно будет вызывать проникновение углерода между клапаном и седлом, хотя эффект охлаждения будет высоким. Если она слишком узкая, будет улучшаться герметичность, но эффект охлаждения будет снижаться.
Направляющая втулка клапана обычно изготавливается из чугуна и запрессовывается в головку цилиндров. Направляющая втулка клапана направляет клапан так, что его рабочая поверхность правильно прилегает к седлу клапана. Сопряженные поверхности стержня клапана и направляющей втулки клапана смазываются моторным маслом. Чтобы предотвратить попадание большого количества моторного масла в камеру сгорания через зазор между стержнем клапана и направляющей втулкой, в верхней части направляющей втулки клапана предусматривается масляное уплотнение.
Неплавное движение или заедание стержня клапана в направляющей втулке клапана называется "заеданием клапана". Оно появляется, когда зазор между стержнем клапана и направляющей втулкой клапана слишком мал или когда они недостаточно смазываются.
Если масляное уплотнение стержня клапана разрушается или затвердевает, или если зазор между стержнем клапана и направляющей втулкой клапана чрезмерный, моторное масло будет попадать в камеру сгорания. Это масло будет сгорать в камере сгорания и выбрасываться через выхлопную трубу. Как результат, будет увеличиваться расход моторного масла.
Обычно масло легче попадает в камеру сгорания через впускной клапан.
5. Механизмы поворота клапана.
На некоторых двигателях вместо тарелок пружин клапанов применяются механизмы поворота клапана.
Механизм поворота клапана поворачивает клапан, тем самым предотвращая неплотное прилегание к седлу клапана, вызываемое соединениями свинца или нагаром, отлагающимися на рабочей поверхности клапана при сгорании этилированного бензина.
Обычно механизмы поворота клапана устанавливаются на выпускных клапанах.
Механизм поворота клапана состоит из корпуса механизма, спиральной пружины, плоской пружины и замка.
Кольцеобразная спиральная пружина устанавливается в канавку в корпусе механизма и слегка сплющивается плоской пружиной при установке пружины клапана.
Рис.5 - Механизм поворота клапана
Рис. 6 - Работа механизма
Когда клапан открывается, пружина клапана сжимается и ее усилие становится большим. Это заставляет наружную часть плоской пружины слегка изгибаться вверх, при этом спиральная пружина сплющивается еще больше. Это, в свою очередь, заставляет поворачиваться корпус механизма.
В это время точка А скользит, но точки В и С не скользят.
Когда клапан закрывается, то есть, когда пружина клапана расширяется, усилие пружины клапана ослабевает.
Изгиб плоской пружины поэтому становится меньшим и спиральная пружина возвращается в свое первоначальное состояние. Это вызывает скольжение в точках В и С, тогда как в точке А скольжение не происходит. Поэтому корпус механизма поворота остается в том же положении, как и при открытом клапане.
Тойота Мотор Корпорэйшн
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.
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.
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.
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
Является одной из существенных узлов двигателя автомобиля. Головка блока цилиндров обязательная часть блока цилиндров, хоть и составная.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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 является основным конструктивным узлом автомобильного двигателя. Неполадки в ее работе могут привести к серьезным последствиям, вплоть до капитального ремонта мотора. Подробнее об этом устройстве вы сможете узнать из данной статьи.
[ Скрыть ]
Что такое ГБЦ в машине, что являет собой расшифровка данного устройства? ГБЦ или головка блока цилиндров является неотъемлемой частью силового агрегата. Это устройство предназначено для контроля процесса сгорания топливовоздушной смеси в силовом агрегате, а также выводе отработавших газов. ГБЦ — это крышка силового агрегата, которая монтируется сверху непосредственно блока. Этот узел может быть выполнен из сплава алюминия либо легированного чугуна.
После процедуры завершения литья при производстве автомобилей ГБЦ проходит процесс искусственного старения, это происходит для удаления остаточного напряжения из устройства. Если автомобильный мотор однорядный, то в нем применяется одна ГБЦ. Если речь идет о W-образных агрегатах, в этом случае для каждого ряда цилиндров будет применяться отдельная ГБЦ. Нижняя часть конструкции более широкая, это нужно для надежной фиксации узла на агрегате. С целью уплотнения блока с ГБЦ в автомобиле применяется уплотнительный компонент — прокладка (видео снято и опубликовано каналом Теория ДВС).
Установка и крепление устройства на моторе осуществляется благодаря направляющим штифтам, которые фиксируют ГБЦ на двигателе. Штифты на головке закручиваются в определенном порядке, который определяется для каждой марки авто, причем особо важным является и момент затяжки устройства. Для затяжки применяется динамометрический ключ, который определяет этот момент — если вы будете закручивать штифты силой, не соблюдая момент, есть вероятность повреждения устройства. Деформация данной конструкции станет причиной необходимости ее замены.
Ранее ГБЦ изготовлялись из чугуна, но сегодня этот материал не используется для производства. Чугунные головки до сих пор установлены на многих автомобилях. Использование этого материала обусловлено тем, что чугунные ГБЦ лучше работают в условиях жестких температур. Чугунные головки лучше справляются с сильной жарой и пониженными температурами, а алюминиевые устройства больше подвержены усадке и деформации при работе в таких условиях (Александр Скрипченко).
Одним из важных элементов ГБЦ авто считается прокладка, которая выполняется из армированного асбеста. Благодаря использованию этого материала прокладка позволяет справляться со своими задачами при повышенных температурах, а также выдерживает высокое давление. Прокладки, выполненные из асбеста, позволяют обеспечить хорошую герметичность магистралей системы охлаждения, камеры сгорания и масляного провода.
Ниже приведены основные составляющие ГБЦ автомобильного двигателя:
Клапаны, имеющиеся на ГБЦ, устанавливаются в одном ряду на конструкции. Клапаны устанавливаются под углом, составляющим 20 градусов. Конструктивные особенности в различных авто, особенно современного производства, могут отличаться, однако обычно клапаны находятся в одном ряду.
В передней части головки блока цилиндров находится технологическая поверхность для монтажа цепного привода ГРМ, а также натяжителя ремня или цепи ГРМ. Камеры сгорания автомобильного мотора монтируются плотно к самому блоку цилиндров, для обеспечения надежного прилегания они механически обрабатываются. Что касается габаритов, то площадь камер сжатия будет более низкой, чем габариты днища у поршней. Это позволяет в конечном итоге улучшить процесс сгорания топливовоздушной смеси в цилиндрах двигателя.
На левой стороне головки блока располагаются 4 технологических отверстия, в которые устанавливаются свечи либо форсунки двигателя. С другой стороны находится фланец, на него монтируются коллекторы. В непосредственной близости с фланцем располагаются магистрали системы охлаждения, по ним циркулирует хладагент. Сверху головки блока располагаются технологические отверстия, в них монтируются направляющие элементы, опоры шайб, подшипниковые устройства распредвала. Также на верхней части монтируется крышка, фиксирующаяся с помощью штифтов.
На ГБЦ устанавливаются и несъемные элементы:
Несъемные элементы монтируются путем прессовки в структуру головки блока. Процесс демонтажа и замены этих устройств выполняется с применением термического оборудования и инструментов, которые можно найти на специализированных станциях ТО. В домашних условиях их замена будет невозможной.
