Головка блока цилиндров

Головка блока цилиндров представляет собой одну из наиболее сложных деталей двигателя, изготавливаемых по трудоемкой технологии. На легковых автомобилях головка блока двигателя, как правило, изготавливается из алюминиевого сплава литьем в кокиль или под давлением. На тяжелых (дизельных двигателях) двигателях применяют головку блока, изготовленную из чугуна методом литья. В таких двигателях седла клапанов охлаждаются и затем запрессовываются. В головке блоков имеются каналы для газов, охлаждающей жидкости, масла, и отверстия под болты для крепления головки к блоку цилиндров.

Головка блока цилиндров выполняет следующие функции:

-уплотнение камеры сгорания

-восприятие сил действия газов

-обеспечение подвижных деталей привода клапанов

-отвод тепла за счет каналов и охлаждающей жидкости у двигателей с водяным охлаждением или за счет крупных ребер охлаждения у двигателей с воздушным охлаждением.

Процесс сгорания в цилиндре оказывает на головку блока цилиндров воздействие с большой силой. Поэтому всегда требуется соблюдать моменты затяжки и порядок затяжки болтов крепления головки блока цилиндров.

Соблюдение порядка затяжки болтов крепления головки блока цилиндров, важно для того, чтобы не допустить образования перекосов головки блока.

Варианты головок блока цилиндров:

Головки блоков цилиндров на два и более цилиндра

-изготавливаются из серого чугуна или алюминия, в зависимости от типа двигателя. В данных головках блока цилиндров, часто размещены распределительные валы. Из конструктивных соображений двигатели с общими головками блоков цилиндров всегда имеют водяное охлаждение. Как правило, в качестве охлаждающей жидкости служит смесь воды с антифризом и антикоррозионным средством.

Данные головки блока цилиндров поставляются, в зависимости от потребностей и условий ремонта:

а) в виде отдельной («голой») головки блока (оснащенной седлами и направляющими клапанов)

б) в виде головки блока цилиндров с установленными клапанами и пружинами клапанов

в) в виде головки блока цилиндров в сборе с клапанами и распределительными валами

   

Головки блоков цилиндров на один цилиндров

Головки блоков на один цилиндр применяются в большинстве двигателей грузовых автомобилей. В зависимости от модели двигателя, используются головки блоков цилиндров из серого чугуна с водяным охлаждением или головки блоков цилиндров из алюминия с воздушным охлаждением.

Преимущество заключается в том, что в случае повреждения головку блока можно заменить по отдельности.

Головки блоков цилиндров с воздушным охлаждением

Воздух нагнетается непосредственно на двигатель. С целью увеличения поверхности для отвода тепла цилиндры и головки блоков цилиндров двигателей с воздушным охлаждением оснащены ребрами охлаждения.

Преимущества:

-более простой и экономичный тип конструкции

-надежная эксплуатация

-уменьшенный вес

-отсутствие замерзания охлаждающей жидкости при низкой температуре окружающей среды

Головка блока цилиндров, прогорание прокладки и другие поломки

Иногда думают, что головка блока цилиндров (ГБЦ)— этонечто вроде крышки к корпусу мотора. Ну да, там имеются какие-то детальки, но в основном она чисто для того, чтобы закрывать блок, а если надо, то открывать его для ремонта. На самом же деле это важный узел двигателя— с конкретным назначением и определенными функциями.

Оглавление

1. Назначение и устройство
2. Используемые материалы
3. Разновидности головок
4. Принцип работы
5. Уплотнение газового стыка
6. Часто встречающиеся поломки
7. Заключение

Назначение и устройство

Основными функциями ГБЦ являются:

• Место расположения деталей газораспределительного механизма (ГРМ), а также каналов для подачи топлива и удаления продуктов его сгорания.
• Обеспечение газодинамических параметров порции воздуха.
• Участие в формировании камеры сгорания и ее герметизация.
• Подача и удаление масла для деталей ГРМ.

Важно

Правильно рассчитанная ГБЦ играет важную роль в том, чтобы машина соответствовала принятым нормативам по количеству выбрасываемых в атмосферу вредных веществ.

Конструкция ГБЦ обусловлена работой ДВС. Последний получает энергию сгоревшего топлива и преобразует ее во вращение коленвала. Поэтому в ГБЦ обязательно должны быть:

• Места для форсунок или свечей зажигания.
• Камера, в которой будет сгорать топливо.
• Седла для клапанов, а также их направляющие.
• Места монтажа элементов ГРМ.
• Рубашка для охлаждающей жидкости.
• Смазочные каналы.

Помимо перечисленных выше элементов, в зависимости от конструкции ГБЦ, присутствуют и другие. Например, крышка из пластика или штампованного металла, с горловиной для залива смазки и пробкой, защищает от механических повреждений. Герметичность внутреннего объема обеспечивают прокладки. Составляющие ГРМ: траверсы,клапаны с пружинами и сухарями, коромысла с регулировочными винтами, гидрокомпенсаторы. Также имеются крепежные детали.

Чтобы бензин или солярка горели наилучшим образом, тем самым обеспечивая топливной системе заданные параметры газодинамики, диаметр впускных клапанов, по сравнению с выпускными, несколько больше. Траверса нужна, когда в 16-клапанной ГБЦ необходимо от одной штанги открывать по два клапана одновременно.

Гидрокомпенсатор может идти в комплекте с коромыслом. Чтобы открытый клапан вернуть в исходное положение, предусмотрены пружины. Свечи зажигания ставят в движках, которые работают на газе или бензине, форсунки—в дизелях.

Используемые материалы

К материалам изготовления ГБЦ предъявляются достаточно жесткие требования. Это обусловлено тем, что в данном узле находится ГРМ со впускными и выпускными каналами. Т.о., через ГБЦ проходит топливная смесь и раскаленные газы. Это значит, что металл работает в условиях высокой температуры и давления, постоянно соприкасается с химически агрессивной жидкостью в состоянии аэрозоля. Чтобы решить эти проблемы, для автомобильных моторных ГБЦ применяют:

• Алюминий. Этот металл хорош тем, что он легкий,недорогой и хорошо проводит тепло. Поэтому тепловая напряженность в стенках всегда невысокая, из-за чего детонации не возникаютдаже в моторах с очень большим сжатием. Движки в ГБЦ из данного материала отличаются высокой мощностью и экономичностью. В изготовлении и ремонте они более удобны, т.к. легко обрабатываются.
• Чугун. Он может быть легированный или серый. В обоих случаях это материал со значительной удельной плотностью и, как следствие, массой (По сравнению с алюминием, он приблизительно в два раза тяжелее). Еще один недостаток — подверженность коррозии. Из положительных качеств надо отметить большую прочность и жаростойкость. Чаще всего из этого материала делают ГБЦ для дизельных двигателей, особенно для тракторов. Связано это с тем, что детонационные характеристики ДТ превышают прочностные параметры алюминиевых ГБЦ, из-за чего последние быстро ломаются.

Иногда в охлаждаемых воздухом дизелях ГБЦ делают так, чтобы соединить жаростойкость с большой теплопроводностью. Тогда из чугуна отливают основание головки и выхлопных клапанов. А все остальное заливают сплавом алюминия. Получается довольно неплохо.

Не смотря на постоянное чередование циклов «нагрев – охлаждение», ГБЦ деформируется намного меньше. А теплоотвод у нее очень хороший. На форсированных дизелях, работа которых отличается высокой тепловой напряженностью, используют специальные сплавы алюминия.

Разновидности головок

Читайте также: Неисправности сцепления: признаки, причины, способы устранения

Тип ГБЦ зависит от конструкции мотора. Разновидности отличаются по устройству, исполнению камер сгорания, виду ГРМ и прочим особенностям.

По конструкции ГБЦ бывают:

• Моноголовка для рядных двигателей. Это самый распространенный вид. Хотя они более сложные, из-за особенностей расположения распредвала в ГБЦ (или 2-х таких валов, позволяющих поставить при Common Rail насос-форсунку и сэкономить пространство)
• Общая ГБЦ для V-образного мотора — на каждый ряд.
• На каждом цилиндре отдельные головки— в многоцилиндровых рядных движках. Преимущества: простые, ремонтопригодные, дешевые в эксплуатации.
• Индивидуальные варианты.

Моноголовки применяются обычно на рядных двигателях с числом цилиндров от двух до шести. На восьмицилиндровых и иногда на V-образных встречаются отдельные на каждый поршень. На моторы V-типа почти всегда ставится«своя» ГБЦ на каждый ряд. Головки раздельные применяются на мощных дизелях. А еще — на звездчатых или оппозитных двухцилиндровых движках. Ну и, конечно же, на одноцилиндровых.

По камерам сгорания (местоположение):

• Находятся в ГБЦ. Этот вариант предполагает наличие плоского днища в поршне. Может присутствовать вытеснитель.
• Расположены частично в поршне,частично в ГБЦ. Часть камеры тогда будет сделана внизу поршня.
• В самом поршне Низ ГБЦ плоский. Для наклонных клапанов опционально делаются углубления.

В зависимости от устройства ГРМ и вообще его наличия:

• Без ГРМ. Это многоцилиндровые нижнеклапанные моторы. А также двухтактные бесклапанные одноцилиндровые.
• Есть клапаны, коромысла и прочие элементы. Распредвал находится внизу, все прочее – в верхней части головки.
• Имеется полный комплект ГРМ: привод, клапаны,распредвал,сопутствующие детали. Все монтируется в верху ГБЦ.

Кроме того, ГБЦ различаются относительно моторов, для которых они предназначены: дизельные, бензиновые, газовые, форсированные, малооборотистые, с воздушным либо водяным охлаждением.

Поэтому без боязни ошибиться можно констатировать следующее. Конструкция у всех головок блока цилиндров примерно одинаковая. И неисправности аналогичные. Но взаимозаменяемость у них — это очень большая редкость.

Принцип работы

С принципом работы в данном случае нет никаких сложностей. ГБЦ формирует камеру сгорания и заполняет ее горючей смесью, после чего выводит наружу выхлопные газы. Более подробно это выглядит следующим образом. В карбюраторном двигателе ГБЦ начинает работать в момент запуска мотора:

1. Кулачек распредвала толкает штангу через нижний наконечник.
2. Усилие передается через стержень, верхний наконечник и регулировочный винт на коромысло через гидрокомпенсатор.
3. Коромысло нажимает на торцевую поверхность клапана. Он немного опускается в камеру, от чего открывается круговая щель. Топливно-воздушная смесь впрыскивается и воспламеняется от искры, которую дает свеча зажигания.
4. Пружина отбрасывает клапан обратно.После того, как поршень совершил рабочий ход «вниз», при подъеме «вверх» он выталкивает выхлопные газы.В заданный момент времени распредвал открывает выпускной клапан. Образуется аналогичная щель,через которую «дым» уходит в патрубок и, через выхлопную трубу, в атмосферу.
5. Этот клапан ставится обратно в седло аналогично впускному, пружиной
6. Цикл работы повторяется.

В дизеле топливо воспламеняется от резкого сжатия, а не от искры. Здесь для нормальной работы мотора необходимо обеспечить точную настройку топливного насоса высокого давления (ТНВД) — момент впрыска надо синхронизировать с движением клапана.

Уплотнение газового стыка

Закажите спецтехнику на нашем сайте: Аренда спецтехники в России

Герметичность уплотнения газового стыка (т. е. стыка между блоком и головкой) имеет большое значение для любого силового агрегата. Если ее не обеспечить, топливная смесь сгорит не полностью, упадет мощность и будут проблемы с запуском. Кроме того, работа двигателя окажется чрезмерно шумной, ускорится его износ.
Достижение полной герметичности обеспечивается установкой прокладки. В настоящее время применяются уплотнения трех типов:

• Металлические. Они сделаны из листовой меди и стали. Это очень прочные и долговечные изделия. Нагрузки распределяются равномерно. Если блок цилиндров специфический, то в прокладке имеются дополнительные уплотняющие элементы.
• Асбестовые. Помимо указанного материала, в их структуре есть и металлические элементы. Основные преимущества: большая огнестойкость и упругость. Недостатки: не «любит» температурные скачки и вибрацию. При длительном использовании теряет свойства.
• Из композитных материалов, т.н. «безасбестовые». Сделаны из каучука и синтетического волокна. Это эластичные и упругие изделия, с большим сроком службы. Коррозии и резких температурных перепадов они не боятся. Хорошие электроизоляторы. Экологичны. Недостатки: дорогие, на периферии не всегда есть в продаже. На сегодняшний день считаются самыми лучшими.

Важно

Срок службы любой прокладки зависит не только от ее характеристик. Важно соблюдать правила монтажа ГБЦ, точно отрегулировать силового агрегат, заливать в него качественное топливо, следить чтобы не было накипи в охладительной системе, а также за корректностью работы помпы и термостата.

 Все прокладки одноразовые. Использовать данные изделия повторно нельзя, даже если они выглядят неповрежденными. Причина в том, что полная герметичность не обеспечивается при установленном моменте затяжки. Болты заворачиваются от центральных к крайним. Прокладку надо менять в чистой обстановке, чтобы в камеру сгорания не попала стружка, пыль и т.п. При покупке такой детали надо брать оригиналы, желательно известных производителей.

Если во время ремонта двигателя планируется замена ГБЦ, то специалисты советуют купить данный узел в сборе. Как показывает практика, установка деталей от различных производителей впоследствии оборачивается проблемами в работе.

Часто встречающиеся поломки

ГБЦ – это слиток металла сложной формы. В нем есть множество функциональных деталей. Основная поломка — трещины. Кроме того, часто встречаются такие неприятности, как:

• Под свечой сорвана резьба.
• Нарушение герметичности из-за выхода из строя прокладки.
• Ломается компенсатор,пружина, клапан, рокер.
• Выпадает подклапанное седло.
• Из-за появившейся щели внизу головки «дым» попадает в охладительную систему.
• Под распредвалом износились постели.

При появлении трещин — есть варианты. Если это щель между камерой сгорания и рубашкой охлаждения, то вряд ли имеет смысл ремонтировать. Но в местах вне газового стыка отверстие можно заварить, менять ГБЦ совсем не обязательно. При износе постелей ставят бронзовые втулки.

В случае обнаружения любого дефекта, надо ремонтировать ГБЦ немедленно. В противном случае узел быстро выходит из строя до такой степени, что становится неремонтопригодным. Например, если клапан закрывается не полностью, то поршень стучит по его тарелке. Клапан деформируется, из-за чего к седлу прилегает уже не полностью. Из-за этого возникают дефекты ГБЦ и даже поршневой группы. В итоге выходит из строя одна из поршневых групп. Если же обратиться в ремонт на начальном этапе, то проблема решается относительно легко и быстро.

Кстати, сразу после ремонта очень полезно «послушать» двигатель. При неустойчивой его работе рекомендуется поскорее обратиться к специалисту. Потому что, если ремонт делал слесарь не слишком высокой (мягко говоря) квалификации, то решить проблему притиркой деталей не получится, что бы этот мастер не говорил по данному поводу.

Не зависимо от того, простой был ремонт ГБЦ или сложный, в заключение головку надо как следует отшлифовать, а опционально еще и фрезеровать.  Особенно это касается привалочной плоскости. Опытный спец способен восстановить ГБЦ почти до исходного состояния. Но времени на это может уйти немало.

Заключение

Если кажется, что в ГБЦ нечему ломаться, то это только на первый взгляд. На самом деле, современные ДВС очень сложные, а условия, в которых они работают, предельно жесткие. Поэтому нет никаких гарантий, что головка за весь срок эксплуатации ни разу не выйдет из строя. Да, чаще всего достаточно лишь сменить прокладку.

Но за работой мотора надо следить очень тщательно. Любое отклонение от нормы, наличие посторонних шумов, перерасход масла или топлива, непонятное поведение на высоких или низких оборотах — это повод заняться диагностикой, чтобы в недалеком будущем не было серьезных проблем.

Признаки пробитой прокладки головки ГБЦ

головок цилиндров на Summit Racing

Результаты 1–25 2000 г. +

$647,64

Ориентировочная дата отгрузки в США: Пятница 31.03.2023 Расчетная дата международной отправки: Сегодня

$593,58

Ориентировочная дата отгрузки в США: Пятница 31.03.2023 Расчетная дата международной отправки: Сегодня

58″> $593,58

Ориентировочная дата отгрузки в США: Пятница 31.03.2023 Расчетная дата международной отправки: Сегодня

1193,95 долларов США

Ориентировочная дата отгрузки в США: 11 мая 2023 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

27″> 2064,27 долларов США

Ориентировочная дата отгрузки в США: Пятница 31.03.2023 Расчетная дата международной отправки: Сегодня

908,95 долларов США

Ориентировочная дата отгрузки в США: 17 апр. 2023 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

95″> 3095,95 долларов США

Ориентировочная дата отгрузки в США: Пятница 31.03.2023 Расчетная дата международной отправки: Сегодня

2300,33 доллара США

Ориентировочная дата отгрузки в США: 22 мая 2023 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

88″> $863,88

Ориентировочная дата отгрузки в США: 24 апр. 2023 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

$944,95

Ориентировочная дата отгрузки в США: 2 мая 2023 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

95″> 1273,95 долларов США

Ориентировочная дата отгрузки в США: 10 апр. 2023 г. Расчетная дата международной отправки: 11 апр. 2023 г. если заказать сегодня

1197,95 долларов США

Ориентировочная дата отгрузки в США: Понедельник, 03.04.2023 Расчетная дата международной отправки: Сегодня

0″> 449,00 долларов США

Ориентировочная дата отгрузки в США: 15 мая 2023 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

$369,99

Ориентировочная дата отгрузки в США: 26 июня 2023 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

68″> $868,68

Ориентировочная дата отгрузки в США: 10 апр. 2023 г. Расчетная дата международной отправки: 10 апр. 2023 г.

2066,54 долларов США

Ориентировочная дата отгрузки в США: 22 мая 2023 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

95″> 908,95 долларов США

Ориентировочная дата отгрузки в США: Пятница 31.03.2023 Расчетная дата международной отправки: Сегодня

459,00 долларов США

Ориентировочная дата отгрузки в США: 15 мая 2023 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

95″> 1367,95 долларов США

Ориентировочная дата отгрузки в США: Пятница 31.03.2023 Расчетная дата международной отправки: Сегодня

1299,99 долларов США

Ориентировочная дата отгрузки в США: 12 июня 2023 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

99″> $522,99

Ориентировочная дата отгрузки в США: 15 мая 2023 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

1517,95 долларов США

Ориентировочная дата отгрузки в США: Пятница 31.03.2023 Расчетная дата международной отправки: Сегодня

42″> 2672,42 доллара США

Ориентировочная дата отгрузки в США: 1 мая 2023 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

2613,04 долларов США

Ориентировочная дата отгрузки в США: Пятница 31.03.2023 Расчетная дата международной отправки: Сегодня

Что такое прокладка ГБЦ в автомобиле?

«Прокладка головки блока цилиндров служит уплотнением между блоком цилиндров и головкой цилиндров, предотвращая утечки моторной жидкости и потери давления».

 

Прокладка головки блока цилиндров является важным компонентом, расположенным между головкой блока цилиндров и блоком цилиндров. Двигатель автомобиля разделен на две части: блок цилиндров, в котором находятся поршни и цилиндры, и головка блока цилиндров, в которой находятся такие детали, как клапаны, свечи зажигания и т. д.

 

Прокладка головки блока цилиндров, расположенная между этими двумя частями двигателя, предназначена для герметизации процесса внутреннего сгорания и предотвращения утечки и смешивания любых жидкостей. Прокладка головки блока цилиндров играет решающую роль в герметизации камеры сгорания двигателя, чтобы ваш автомобиль мог создать соответствующую компрессию, необходимую для поддержания мощности вашего двигателя. Он также предотвращает утечку охлаждающей жидкости или масла где-либо еще, предотвращая перегрев и возгорание двигателя.

 

По этим причинам при изготовлении прокладки ГБЦ большинство производителей используют тонкие слои стали, что делает их более прочными и устойчивыми. Являясь важным компонентом рамы вашего автомобиля, он выполняет ту же роль, что и каркас кузова вашего автомобиля. Поскольку уменьшение объема двигателя является одной из наиболее заметных тенденций в современных автомобилях, прокладка головки блока цилиндров в наши дни также становится более легкой и жесткой.

Чтобы понять, как работает прокладка головки блока цилиндров, нужно сначала понять, как работает двигатель в целом. В блоке двигателя находятся поршни, которые перемещаются вверх и вниз в цилиндрах. Поршни соединены с вращающимся коленчатым валом, от которого ваш автомобиль получает мощность. В верхней части двигателя находится головка блока цилиндров, где клапаны открываются и закрываются, чтобы впустить и выпустить воздушно-топливную смесь из камеры сгорания.

 

Прокладка ГБЦ гарантирует, что сжатие, возникающее при воспламенении топливовоздушной смеси, остается внутри камеры сгорания. Это позволяет вашему двигателю работать правильно, создавая тем самым достаточную мощность для движения автомобиля вперед. Кроме того, прокладка головки предотвращает утечку охлаждающей жидкости или моторного масла в цилиндры, чтобы двигатель работал правильно и не перегревался.

 

Для правильной работы вашего двигателя необходимо, чтобы эти две жидкости не просачивались и не смешивались в месте соединения головки блока цилиндров и блока цилиндров. В качестве уплотнения между этими двумя основными частями двигателя прокладка головки блока цилиндров останавливает утечки и поддерживает давление.

Являясь герметичным уплотнением между блоком цилиндров и головкой блока цилиндров, он выдерживает полный диапазон давлений и температур, поэтому в один прекрасный день вы можете обнаружить протекающую или треснувшую прокладку головки блока цилиндров, что приведет к «прорыву прокладки головки блока цилиндров».

Симптомы пробитой прокладки головки блока цилиндров обычно не так очевидны, поэтому поначалу их может быть трудно понять. Вот наиболее распространенные признаки того, что прокладка головки блока цилиндров сломана.