Головка блока цилиндров: самое важное об устройстве, эксплуатации и неисправностях
Содержание
С момента появления первого двигателя внутреннего сгорания агрегат претерпевал много видоизменений. В его устройство добавлялись новые механизмы, ему придавали разную форму, но некоторые элементы остались без изменений.
И один из таких элементов – головка блока цилиндров. Что это такое, как обслуживать деталь и основные поломки. Обо всем этом рассмотрим в данном обзоре.
Что такое ГБЦ в авто простыми словами
Головка – это часть конструкции силового агрегата машины. Она устанавливается сверху на блок цилиндров. Чтобы обеспечить герметичность соединения двух частей, используется болтовое крепление, а между ними размещается прокладка.
Данная деталь закрывает цилиндры блока, как крышка. Прокладочный материал используется для того, чтобы на стыке не просачивалась техническая жидкость и не вырывались рабочие газы мотора (воздушно-топливная смесь или газы расширения, образующиеся при взрыве ВТС).
Конструкция гбц позволяет установить внутрь механизм, отвечающий за формирование ВТС и распределение порядка и времени открытия впускных и выпускных клапанов. Такой механизм называется грм.
Где находится ГБЦ
Если поднять капот, в моторном отсеке сразу виден кожух из пластика. Часто в его конструкцию входит воздухозаборник воздушного фильтра и модуль самого фильтра. При демонтаже кожуха открывается доступ к мотору.
Стоит учесть, что современные автомобили могут оснащаться разным навесным оборудованием. Чтобы добраться до мотора, нужно отсоединить эти элементы. Самая большая конструкция – это мотор. В зависимости от модификации агрегат может иметь продольное или поперечное расположение. Это зависит от привода – задний или передний соответственно.
Сверху на двигателе прикручена металлическая крышка. Намного реже встречается особенная модификация двигателей – оппозитный или как его еще называют «боксер». В этом случае он занимает горизонтальное положение, и головка будет находиться не сверху, а сбоку. Такие двигатели рассматривать не будем, так как те, кто имеют средства приобрести подобное авто, не занимаются ручным ремонтом, а отдают предпочтение сервисному обслуживанию.
Итак, в верхней части двс расположена клапанная крышка. Она фиксируется на головке и закрывает газораспределительный механизм. Деталь, расположенная между этой крышкой и самой толстой частью мотора (блоком), как раз и есть гбц.
Назначение головки блока цилиндров
В головке сделано много технических отверстий и полостей, благодаря чему деталь выполняет множество разных функций:
- Со стороны капанной крышки сделаны крепления для установки распределительного вала (о назначении и особенностях этого элемента читайте в отдельном обзоре). Благодаря этому обеспечивается оптимальное распределение фаз грм в соответствии с тактом, который выполняет поршень в конкретном цилиндре;
- С одной стороны в головке имеются каналы впускного и выпускного коллекторов, которые фиксируются на детали гайками и шпильками;
- В ней сделаны сквозные отверстия. Одни предназначены для крепежа элемента, другие – для установки впускных и выпускных клапанов. Там же имеются свечные колодцы, в которые вкручиваются свечи (если мотор дизельный, то в эти отверстия вкручиваются свечи накала, а рядом с ними сделан еще один тип отверстий – для установки топливных форсунок);
- Со стороны блока цилиндров в районе верхней части каждого цилиндра сделано углубление. В собранном двигателе эта полость – камера, в которой смешивается воздух с топливом (модификация непосредственного впрыска, у всех остальных вариантов двигателей ВТС формируется во впускном коллекторе, который также закреплен на головке) и инициируется его сгорание;
- В корпусе ГБЦ сделаны каналы для циркуляции технических жидкостей – тосола или антифриза, обеспечивающихо охлаждение двс и масла для смазки всех подвижных деталей агрегата.
Материал изготовления головки блока цилиндров
Большинство старых двигателей изготавливались из чугуна. Материал обладает высокой прочностью и устойчивостью к деформациям из-за перегрева. Единственный недостаток такого ДВС – большой вес.
С целью облегчения конструкции производители применяют облегченный сплав алюминия. Такой агрегат весит намного меньше предыдущего аналога, что положительно сказывается на динамике транспортного средства.
Легковой автомобиль в современном исполнении будет оснащен именно таким мотором. Исключением в данной категории являются дизельные модели, так как в каждом цилиндре такого мотора создается очень высокое давление. В совокупности с высокой температурой этот фактор создает неблагоприятные условия для использования легких сплавов, не отличающихся своей прочностью. В грузовом транспорте же остается применение чугуна для производства двигателей. Технология, которая используется в этом случае – литье.
Конструкция детали: что входит в ГБЦ
О материале, из которого изготавливается ГБЦ, уже поговорили, теперь обратим внимание на устройство элемента. Сама головка блока цилиндров выглядит в форме полой крышки с множеством разных углублений и отверстий.
Это позволяет использовать следующие детали и механизмы:
- Газораспределительный механизм. Он устанавливается в части между гбц и клапанной крышкой. В устройство механизма входит распределительный вал, система впускного и выпускного трактов. В каждом отверстии на впуске и выпуске цилиндров устанавливается клапан (их количество на один цилиндр зависит от типа ГРМ, о чем более подробно рассказывается в обзоре о конструкции распредвалов). Это устройство обеспечивает равномерное распределение фаз подачи ВТС и отвода отработанных газов в соответствии с выполняемыми тактами 4-тактного мотора путем открытия и закрытия клапанов. Чтобы механизм исправно работал, конструкция головки имеет специальные опорные узлы, куда устанавливаются подшипники распределительного вала (одного или нескольких);
- Прокладки гбц. Этот материал предназначен для обеспечения герметичности соединения между двумя элементами (как выполнить ремонт по замене прокладочного материала, рассказывается в отдельной статье);
- Технические каналы. Частично через головку проходит контур охлаждения (о системе охлаждения мотора читайте здесь) и отдельно смазки ДВС (об этой системе рассказывается здесь);
- С боку в корпусе ГБЦ сделаны каналы для впускного и выпускного коллекторов.
Место для монтажа газораспределительного механизма также называется постелью распредвала. Она устанавливается в соответствующие разъемы головки мотора.
Какие бывают головки
Существует несколько разновидностей головок двигателя:
- Для верхнего расположения клапанов – чаще всего используются в современных автомобилях. Такое устройство максимально облегчает ремонт агрегата или его настройку;
- Для нижнего расположения клапанов – используется крайне редко, так как такой двигатель потребляет много топлива и не отличается своей экономичностью. Хотя конструкция такой головки очень простая;
- Индивидуальные для отдельного цилиндра – часто применяется для габаритных силовых агрегатов, а также на дизелях. Их намного проще устанавливать или демонтировать.
Техобслуживание и диагностика ГБЦ
Для исправной работы двигателя внутреннего сгорания (а без гбц он работать не будет) от каждого автомобилиста требуется соблюдение регламента по обслуживанию машины. Также немаловажным фактором является соблюдение норм температурного режима ДВС. Работа мотора всегда связана с высокой температурой и значительным давлением.
Современные модификации изготавливаются из материала, который может деформироваться при высоком давлении, если ДВС перегревается. О нормальном температурном режиме рассказывается здесь.
Неисправности головки блока цилиндров
Так как головка двигателя – лишь часть его конструкции, то поломки чаще всего касаются не самой детали, а механизмов и элементов, которые в ней установлены.
Чаще всего головка блока цилиндров снимается во время ремонта в случае пробивания прокладки гбц. На первый взгляд ее замена кажется простой процедурой, на самом деле эта процедура имеет несколько тонкостей, из-за чего ремонт может стоить дорого. Тому, как правильно менять прокладочный материал, был посвящен отдельный обзор.
Самая серьезная поломка – образование трещин в корпусе. Помимо этих неисправностей, многие автослесари, говоря о ремонте головки, имеют ввиду такие ремонтные работы:
- Сорвалась резьба в свечном колодце;
- Износились элементы постели распредвала;
- Износ седла клапана.
Многие поломки устраняются путем установки ремонтных деталей. Однако если образовалась трещина или отверстие, головку редко когда пытаются отремонтировать – ее просто меняют на новую. Но даже в сложных случаях некоторым удается отреставрировать сломанную деталь. Примером тому служит следующее видео:
Итак, хотя на первый взгляд в головке ничего не может сломаться, проблемы с ней все же могут возникнуть. И если водитель столкнется с подобной проблемой, ему придется потратиться на дорогостоящий ремонт. Чтобы такого не случилось, машину следует эксплуатировать в щадящем режиме, и не допускать перегрева силового агрегата.
Вопросы и ответы:
Как устроены головки блока цилиндров? Это цельнолитая деталь, выполненная из сплава алюминия или легированного чугуна. Нижняя часть ГБЦ немного расширена для большего контакта с блоком. Внутри ГБЦ сделаны необходимые пазы и упоры для установки необходимых деталей.
Где находится головка блока цилиндров? Этот элемент силового агрегата расположен над блоком цилиндров. В головку вкручиваются свечи зажигания, а во многих современных автомобилях еще и топливные форсунки.
Какие запчасти нужны для ремонта головки блока цилиндров? Это зависит от характера поломки. Если повредилась сама головка, то нужно искать новую. Для замены какой-то конкретной детали, например, клапанов, распредвала и т.д., нужно покупать им замену.
