Что такое головка блоков цилиндров?

Содержание

Что такое головка блоков цилиндров?

Данной статьей я расскажу вам, что такое ГБЦ (головка блоков цилиндров), из чего она состоит, где находится и как действует. Так же объясню, зачем необходим этот немаловажный для работы автомобиля узел.

Разберемся с определением.

Итак, головка блоков цилиндров (ГБЦ) – это крышка, которая закрывает блок цилиндров от любых внешних негативных влияний. Она представляет собой деталь сложной формы, изготовленную, как правило, из алюминиевого сплава или легированного чугуна способом точечного литья. После прохождения этапа литья, чтобы избавится от остаточного напряжения, возникшего на предыдущем этапе, ее подвергают искусственному старению с помощью механической обработки.

Внутренняя поверхность ГБЦ при этом представляет собой идеально гладкую поверхность, что указывает на высокую значимость данного узла. Чтобы более надежно соединить ГБЦ с блоком цилиндров, ее нижнюю часть производят немного расширенной.

Конструктивные особенности ГБЦ.

Головка блоков цилиндров современных авто имеют сложную конструкцию и включают очень большое количество различных деталей (клапана газораспределения, привод свечей зажигания, форсунки и т.д.). Также сюда устанавливаются – выпускные и впускные клапана, камера сгорания топлива, распределительный вал и многое другое. На автомобили с однорядными двигателями устанавливают общую ГБЦ, а на многорядные двигатели — W-образные, где на каждый ряд цилиндров устанавливают отдельную головку.

Строение и основные функции, которые выполняет головка блоков цилиндров в период работы.

  1. Крышка ГБЦ (на которой находится маслоналивное отверстие) – на нее возлагается функция защиты блока цилиндров от негативных воздействий и засорения.
  2. Резиновый уплотнитель (прокладка головки блока цилиндров) — используется при креплении крышки ГБЦ и выполняет функцию уплотнителя в местах крепления крышки к блоку цилиндров. Прокладка предназначена для однократного использования, поэтому не стоит экономить на ее замене при ремонте или обслуживании данного узла.
  3. Камеры для сгорания топлива.
  4. Расположенные на корпусе головки резьбовые отверстия, предназначенные для форсунок или свечей зажигания.
  5. Полость для распредвала и натяжителя цепи – расположена в передней части ГБЦ.

Место в верхней части ГБЦ отведено для клапанных пружин и втулок, опорных шайб и корпусов подшипников распредвала, а также в корпусе имеются отверстия для установки впускного и выпускного коллекторов. Есть в ГБЦ и место для ГРМ (газораспределительного механизма).

При несвоевременном или неправильном обслуживании головки блока цилиндров могут возникнуть серьезные поломки в связи с большим количеством различных узлов и механизмов, находящихся в непосредственном взаимодействии друг с другом, что в свою очередь приведет к весьма дорогому ремонту, читаем ремонт головки блока цилиндров. Это связано с тем, что для разборки или даже для частичного ремонта одного из узлов практически всегда необходимо снимать головку, а этот процесс весьма трудоёмкий.

При установке ГБЦ обратно необходимо соблюдать определённую последовательность и четкий момент затяжки, которые определяет завод изготовитель данного автомобиля, подробнее в статье замена прокладки головки блока цилиндров. Если пренебречь этими правилами и недожать до необходимого момента – можно испортить прокладку, потерять масло и охлаждающую жидкость, и как результат — поломка. В худшем варианте охлаждающая жидкость попадет в масло, и дальше в цилиндр, что приведет к поломке гильзы цилиндра. Слишком большое усилие — приведет к порче мягкого корпуса головки, что потребует его восстановления. Поэтому советуем вам производить ремонт не своими силами, а прибегая к помощи квалифицированных специалистов.

Головка блока цилиндров двигателя — задачи и устройство

В этот раз мы разберем двигатель автомобиля. Он включает в себя несколько основных составляющих узлов. Они важны все, каждый по-своему. Давайте рассмотрим более подробно один из основных составляющих узлов двигателя – головка блока цилиндров двигателя.

ГБЦ (головка блока цилиндров), по сути, является крышкой, которая закрывает блок цилиндров. А внутреннее устройство, которое имеет головка двигателя, говорит о важности этого элемента в работе двигателя. Поэтому давайте поподробнее разберем, что она из себя представляет.

Что собой представляет головка блока цилиндров?

Головка блока отливается либо из легированного чугуна, либо из алюминиевого сплава. После процесса литья, головка блока цилиндров подвергается искусственному старению по определенной технологии, для снятия остаточного напряжения. Для однорядного двигателя предусмотрена общая ГБЦ. Для V-образных двигателей ГБЦ отдельная для каждого ряда цилиндров. Конструктивно нижняя плоскость ГБЦ выполняется чуть шире, для более надежного уплотнения с блоком цилиндров. Помимо этого, для уплотнения места соединения ГБЦ и блока применяются прокладки головки блока цилиндров.

Монтаж и крепление ГБЦ с блоком происходит посредством направляющих шпилек и болтов крепления головки. Крепление ГБЦ – процедура ответственная и выполняется, применительно к каждой модели двигателей в соответствии с мануалом от производителя. Болты крепления головки блока цилиндров имеют свою последовательность затяжки и прилагаемую силу затяжки. Затяжка болтов ГБЦ производится только при помощи динамометрического ключа. Здесь не нужна сила, здесь нужна технология.

ГБЦ с нижним расположением клапанов имеет более простую конструкцию, в сравнении с ГБЦ двигателя с верхним расположением клапанов.

Задачи и устройство головки блока цилиндров

Перечисление основных узлов и систем ГБЦ, сразу же помогает понять, какие основные задачи возлагаются на головку блока в процессе эксплуатации.

  • Крышка головки блока цилиндров выполняет защитную функцию. Кроме того, в ней размещена маслозаливная горловина для моторного масла. Уплотнение при креплении крышки к ГБЦ осуществляется при помощи резиновой прокладки многоразового использования.
  • Прокладка головки блока цилиндров обеспечивает уплотнение в месте прилегания ГБЦ к блоку цилиндров. Эта прокладка одноразового использования. Поэтому замена прокладки ГБЦ осуществляется всегда, при ремонте или обслуживании. На прокладке экономить не стоит. Дороже обойдётся.
  • Полость для размещения натяжителя цепи и привода распредвала находится в передней части ГБЦ.
  • Резьбовые отверстия для свечей зажигания или форсунок предусмотрены в корпусе головки.
  • Камеры сгорания
  • Место для газораспределительного механизма (ГРМ).
  • В верхней части ГБЦ предусмотрены места для: втулок клапанов, опорных шайб клапанных пружин и корпусов подшипников распредвала.
  • Кроме того, в корпусе предусмотрены отверстия для крепления впускного и выпускного коллекторов.

При изготовлении ГБЦ в нее монтируются направляющие втулки клапанов и сёдла. Технология их монтажа заключается в том, что холодные детали вставляют в нагретый корпус головки. Таким образом, после уравнивания температур, достигается большее натяжение в соединении деталей.

Обслуживание и ремонт головки блока цилиндров

Во время эксплуатации двигателя основная задача водителя – систематически следить за тем, чтобы в месте соединения ГБЦ и блока не образовывались подтёки масла или охлаждающей жидкости. Второе важное условие нормальной эксплуатации – не допускать перегревов двигателя, иначе головку блока может повести. Ремонт ГБЦ может проводиться как без ее снятия, например, для замены маслосъёмных колпачков или регулировки клапанов. Так и со снятием головки блока для более масштабных ремонтных работ: притирка клапанов, замена направляющих втулок, удаление нагара и т.д.

Все ремонтные работы, снятие и установка головки блока цилиндров должны выполняться не по аналогии или памяти, а в строгом соответствии с требованиями производителя относительно данного типа двигателя. Успехов вам в изучении устройства головки блока цилиндров.

Головка блока цилиндров

Головка блока цилиндров (ГБЦ), так называемая «башка» или «голова», представляет из себя крышку, расположенную над цилиндровым блоком и является частью двигателя и выполняет ведущую роль во всем блоке двигателя.

Из чего состоит ГБЦ?

Головка блока цилиндров изготавливается из высокопрочного металла или сплава алюминия, после чего подвергается процессу закалки по запатентованной технологии. В простых, традиционных двигателях предусмотрена одна «голова», в V-образных же для каждого блока цилиндров предусмотрена отдельная ГБЦ.

Монтаж и крепление

Данная деталь монтируется и крепиться с помощью направляющих шпилей и отдельных болтов крепления. Стоит отметить, что крепление данной детали двигателя — процесс крайне серьезный, и выполнятся должен строго по руководству к автомобилю, вплоть до силы и последовательности при затягивании болтов.

Основные функции головки блока цилиндров:

  • ГБЦ выполняет функции защиты двигателя, а также в ней, в основном, размещено отверстие для заправки двигателя моторным маслом. Уплотнителем крышки отверстия служит резиновая прокладка.
  • Такая же прокладка служит уплотнителем там, где «башка» прилегает к цилиндрам. Поскольку данная запчасть является одноразовой, при ремонте или техобслуживании транспортного средства непременно нужно заменить деталь.
  • Распределение привода и натяжительной цепи.
  • Также в корпусе ГБЦ предусмотрены отверстия для свечей зажигания.
  • Камеры сгорания и ГРМ также находятся внутри ГБЦ.

Основные распространенные причины поломки ГБЦ

Перегрев является одной из основных причин поломки головки блока цилиндра

В большинстве случаев за перегревом кроется более серьезная проблема, связанная с неисправностью какой-либо другой детали двигателя. В данном случае автомобиль необходимо отвезти на сервис и доверить его квалифицированным специалистам.

Проникновение внутрь ГБЦ отработавших газов

В данном случае также необходимо незамедлительно отвезти автомобиль на ближайший сервис или станцию технического обслуживания.

Утечка охлаждающей жидкости или моторного масла

Перегрев — основная причина гибели головки блока

Во время технического осмотра двигателя транспортного средства, а также во время его эксплуатации жизненно необходимо проследить за тем, чтобы там, где блок соединяется с головкой блока цилиндров не образовалась вытечка моторного масла и/или «Тосола» (или другой охлаждающей жидкости, доступной на современном рынке автозапчастей), которые приведут к разрушению герметизирующего элемента при монтировании ГБЦ. В таком случае следует незамедлительно заменить прокладку.

Процедуры по ремонту «башки» могут проводиться без её демонтажа (в случае с заменой колпачков и регулированием клапанов двигателя), так и с полным демонтажем, при больших объемных ремонтных работ по замене втулок или удалению накипи, а также притирке клапанов.

Стоит помнить, что все работы, связанные с ремонтом ГБЦ должны выполняться не по памяти или аналогии, а в строжайшем соответствии с инструкцией по техобслуживанию от производителя авто по отношению к имеющемуся типу двигателя.

Ремонт головки блока цилиндров (ГБЦ)

Ремонт головки блока цилиндров проводится в большинстве случаев после обрыва ремня ГРМ. Дело в том, что многие современные двигатели не защищены от такой, казалось бы, мелкой неприятности. Моторы совершенные и мощные, но при обрыве ремня происходит сгибание клапанов, разрушение поршней и появление трещин на поверхности головки блока.

Что такое головка блока?

Головка блока цилиндров (сокращенно ГБЦ) – это верхняя часть двигателя, в которой располагаются один или несколько распределительных валов. Корпус цельнометаллический, изготовлен из сплавов алюминия. Прочность у него достаточно высокая, во многом благодаря ребрам жесткости, расположенным по всей площади поверхности. С наружной стороны клапанные механизмы прикрывает легкая крышка с резиновой прокладкой. В головке имеется несколько отверстий под валы.

На некоторых автомобилях, например ВАЗ (начиная с восьмой модели), в боковых поверхностях головки имеются отверстия для распредвала. С одной стороны (правое крыло) устанавливается зубчатый шкив, а с другой – распределитель зажигания и привод топливного насоса (на карбюраторных автомобилях). Между блоком и головкой установлена прокладка, которая позволяет добиться герметичности камеры сгорания. Внутренняя сторона ГБЦ имеет выемки. Это не что иное, как камеры сгорания. Три отверстия (в 8-клапанных двигателях) – впускной и выпускной клапаны, свечи зажигания.

Основной элемент ГБЦ – распределительный вал

Количество распределительных валов, как правило, 1 или 2. Некоторые двигатели (обычно производства США) оснащаются моторами, в которых может быть и три распредвала. Но такие схемы газораспределения применяются довольно редко, так как не очень удобны в обслуживании, а пользы от них немного. Чаще всего можно встретить 8-клапанные моторы (с одним валом) и 16-клапанные (с двумя). Именно их и стоит брать во внимание при изучении компонентов ГБЦ. Так, ремонт головки блока цилиндров 402-го двигателя окажется немного проще, нежели аналогичная операция с мотором современной иномарки.

Распределительный вал приводится в движение либо пластичным зубчатым ремнем, либо металлической цепью. При сборке механизма газораспределения особое внимание уделяется синхронизации коленчатого вала и распределительного. Если в 8-клапанных моторах сделать это довольно просто, то в 16-клапанных задача усложняется в два раза. Но во всех системах главное – это правильно выставить шкивы по меткам, после чего установить и натянуть ремень. Последняя процедура должна выполняться предельно аккуратно, чтобы натяжение было не сильным (иначе произойдет обрыв), но и не слабым (ремень сместится на 1-2 зубца, фазы газораспределения сместятся).

Функции головки

Внутри ГБЦ имеются также каналы для подачи масла из системы смазки под давлением. Если коленчатый вал вращается в масляной ванне, то распределительному приходится доставлять смазку персонально. Головка блока, являясь цельнометаллической конструкцией, в смазке не нуждается. Масло требуется только элементам, закрепленным на ней. В частности, распредвалу, который закреплен в нескольких точках. Между ним и ГБЦ установлены подшипники для снижения трения.

Распределительный вал необходим для приведения в движение клапанов. Это узлы, которые закрывают впускные и выпускные отверстия камеры сгорания. Работа двигателя состоит из нескольких циклов, среди которых впуск смеси из бензина и воздуха, а также выпуск газов. Для того чтобы увеличить давление в камерах сгорания и, следовательно, мощность мотора, используются механические клапаны. На их ножках надеты пружины, которые позволяют механизму находиться в одном из крайних положений (обычно это нижнее). Второе крайнее они занимают благодаря кулачкам на поверхности распределительного вала.

В каких случаях необходимо ремонтировать ГБЦ?

Обрыв не так страшен, потому что случается довольно редко. Гораздо чаще причиной поломки головки блока является ее длительный срок эксплуатации, перегрев, неправильная сборка после проведения ремонта. Работа мотора с водой в системе охлаждения не рекомендуется, так как это приводит к постепенному износу ГБЦ. Внутри могут образоваться отложения, которые не выводятся, в результате происходит плохая отдача тепла, как следствие – появление микротрещин. Но чаще всего необходим ремонт прокладки головки блока цилиндров, так как она имеет свойство прогорать.

Для некоторых моделей двигателей имеются определенные допуски по величине и числу трещин. Но в целях обеспечения нормального функционирования мотора не рекомендуется эксплуатация с подобными дефектами. Некоторые мастера, у которых руки слишком «очумелые», умудряются сваркой с аргоном избавиться от трещин. Но такая мера является крайней, к сожалению, она осуществляется непосредственно перед продажей автомобиля, чтобы пустить пыль в глаза покупателю. Как производители, так и специалисты со стажем рекомендуют при появлении дефектов проводить замену головки блока цилиндров.

Причины появления дефектов на поверхности ГБЦ

Чаще всего причиной является чрезмерный износ. Ресурс двигатель выработал давно, просит ремонта, а его никто не спешит делать. Страдают все узлы мотора, в том числе и головка, и клапаны, находящиеся в ней. Вторая причина – это долгая работа двигателя. Если вы пытаетесь осилить большие дистанции, то делайте время от времени паузы, давая двигателю остыть. Сами же можете немного отдохнуть, пройтись, размяться. Не соблюдаете такие правила – готовьте денежки, а ремонт головки блока цилиндров дизеля, например, обойдется вам в круглую сумму.

Кипение – это уже предельное состояние. Но даже сильный нагрев без достижения точки кипения страшен для ГБЦ. Но еще страшнее применение некачественного бензина или масла. Первый способен оставить большой слой нагара. В результате топливо хуже воспламеняется, искрообразование оставляет желать лучшего, так как возможен даже пробой в слой сажи. Правда, в таком случае (на ранней стадии) поможет тщательная чистка. Если ее своевременно не провести, то металл, из которого выполнены седла для клапанов, будет прогорать, начнут появляться зазоры, компрессия значительно упадет.

Замена прокладки головки

Чаще выходит из строя прокладка, которая устанавливается между ГБЦ и блоком. Иногда даже после ремонта головки блока цилиндров разрушается прокладка, так как затяжка болтов была проведена не по схеме. Так как она необходима для герметизации камеры сгорания, при наличии дефектов теряется мощность двигателя, жидкость из системы охлаждения может уходить как наружу, стекая по блоку, так и внутрь, в цилиндры. Это чревато тем, что масло начнет разбавляться тосолом. В выпускном коллекторе также будут следы охлаждающей жидкости. Зрелище не из приятных, но устранить неполадки можно достаточно быстро.

Для этого выкручиваете болты, которыми крепится ГБЦ к блоку. Их можно сразу же выкинуть, так как повторное использование в данном узле не допускается. При сборке требуется устанавливать новые. Тщательно очистите поверхности, к которым прилегает прокладка. Если имеется нагар внутри камер сгорания и на тарелках клапанов, необходимо тоже провести очистку. После тщательно продуйте всю ГБЦ сжатым воздухом, дабы не осталось ни единой соринки. Затяжка болтов производится строго по схеме, указанной производителем автомобиля.

Ручная притирка клапанов

При замене клапанов необходимо сначала провести их притирку. Делается это с целью избавления от зазоров между плоскостью тарелки и отверстием в головке. Для работы вам потребуется ручная дрель с реверсом, а также притирочные пасты под номерами 1 и 2 и отрезок резинового шланга (чтобы он плотно надевался на ножку клапана). Хорошенько смажьте седло в головке и тарелку крупнозернистой пастой. В патрон дрели установите подходящую по диаметру болванку, наденьте на нее шланг, второй конец которого нужно соединить с ножкой клапана.

При необходимости затяните хомуты на обоих концах резинового шланга. Теперь можно проводить и притирку. Для этого достаточно вращать дрель в разные стороны, причем число оборотов желательно делать одинаковым. Это позволит максимально плотно подогнать поверхности. После крупнозернистой пасты нужно использовать финальную. Именно так производится ремонт головки блока цилиндров двигателя, а если точнее, то один из его этапов. И самое главное – необходимо впоследствии устанавливать клапан в то седло, к которому он притирался!

Притирка с помощью электродрели

Способ аналогичен предыдущему, только вместо ручной силы используется энергия электродвигателя. Остальной инструмент тот же, включая притирочные пасты. Процесс происходит быстрее и веселее, вот только конечный результат зависит от того, насколько вы внимательны и терпеливы. Зачастую такой способ обработки дает результат немного хуже, нежели ручной. Перед началом работ внимательно осмотрите поверхность седла. Если на ней присутствуют деформации, например прогары, то не стоит начинать притирку.

Сначала воспользуйтесь инструментом, называемым «шарошка». Он позволяет снять небольшой слой металла с посадочного седла клапана. В результате вы получите практически ровную поверхность, которая станет идеальной после проведения процесса притирки. Пользуйтесь крупнозернистой пастой до тех пор, покуда не избавитесь от всех крупных (видимых невооруженным глазом) дефектов. И помните, что притирочная паста не должна впоследствии остаться на клапанах, ГБЦ или в цилиндре. Это абразив, который без труда разрушит любую металлическую поверхность. Перед началом сборки тщательно промойте все элементы, просушите и продуйте сжатым воздухом.

Заключение

Проведение всех работ, связанных с ремонтом и заменой узлов головки блока цилиндров, можно выполнить самостоятельно, если есть навыки и терпение. Последнего нужно как можно больше. Единственное, что не рекомендуется делать, так это ремонт трещин головки блока цилиндров, пусть даже на спецоборудовании. Данная процедура может проводиться, но только в случае, если вас застала поломка в дороге на пути домой. В скором времени такой ремонт даст о себе знать, появятся новые трещины и дефекты, которые устранить окажется намного сложнее.