Что такое ГБЦ

Что такое ГБЦ

Содержание

Как устроена головка блока цилиндров

Корпус ГБЦ (картер) получают методом литья и последующей металлообработки (фрезерование, сверление). В теле изделия размещены каналы для циркуляции охлаждающей жидкости, маслопроводы для смазки основных узлов, отдельные камеры сгорания для каждого из цилиндров. Кроме того, в картере имеются отверстия для установки свечей зажигания или форсунок (для дизельных двигателей). По своей конструкции головка считается сложным агрегатом, включающим в себя несколько различных механизмов.

  • Газораспределительный механизм, обеспечивающий отвод отработанных газов. Клапана системы газораспределения открываются в четкой последовательности в зависимости от этапов работы каждого отдельного цилиндра.
  • Привод газораспределительного механизма, обеспечивающий открывания клапанов в необходимый момент.
  • Площадки для крепления впускного и выпускного коллекторов, обеспечивающих подачу топлива и отвод отработанных газов.
  • К несъемным элементам ГБЦ относят направляющие втулки и седла клапанов. Данные элементы обеспечивают герметизацию механизма газораспределения. Монтаж этих деталей осуществляется методом горячей опрессовки, выполнить его самостоятельно, тем более без специального оснащения, практически невозможно, особенно в условиях частного гаража.

Каждый из приведенных узлов отвечает за работоспособность двигателя в целом, а выход любого из них из строя станет причиной более серьезной поломки. На видео ролике внизу можно наблюдать работу всех элементов ГБЦ в движении.

Что такое ДМРВ и какие функции оно выполняет в автомобиле.

Как правильно установить ГБЦ

ГБЦ (Cylinder Head), прокладка (Head Gasket) и блок двигателя (Engine Block).

Учитывая то, что ГБЦ имеет множество каналов для движения смазки, охлаждающей жидкости, отработанных газов, важнейшим условием правильного монтажа является надежная герметизация в месте соединения с блоком цилиндров. Осуществляется это путем установки специальной прокладки, изготовленной из армированного асбеста. Такой материал способен выдержать высокую температуру и значительное давление рабочих жидкостей и отработанных газов. Учитывайте то, что прокладка ГБЦ одноразовая, повторное применение не сможет гарантировать надежную герметизацию места соединения с блоком цилиндров.

Плотное прилегание головки и сжатие асбестовой прокладки достигается затяжкой крепежных болтов или гаек на шпильках. Учитывайте тот факт, что любой перекос при выполнении этих операций приведет к недостаточной герметизации соединения. Именно поэтому затяжка должна осуществляться с определенным усилием, которое должно контролироваться при помощи динамометрического ключа. При этом каждая шпилька должна подтягиваться строго в определенном порядке, нарушение которого так же станет причиной появления проблем с недостаточной герметизацией.

При постоянной эксплуатации необходимо уделять внимание именно на плотность прилегания ГБЦ к поверхности блока цилиндров. Появление потеков масла, охлаждающей жидкости свидетельствует о ненадежной герметизации соединения. В этом случае необходимо обтянуть головку по новой.

При техническом обслуживании обязательно проверяйте состояние наиболее нагруженных элементов ГБЦ. Непременно оценивайте состояние клапанов, распределительного вала, не упускайте из вида и целостность уплотняющих сальников.

Все работы, относящиеся к ремонту головки блока цилиндров или замене отдельных ее механизмов, можно выполнять самостоятельно исключительно при наличии соответствующего опыта. Помните, любая небрежность и несоблюдение технологии монтажа станет причиной более серьезных поломок двигателя. А стоимость такого ремонта будет существенно большей. Поэтому доверяйте ремонт ГБЦ только профессиональному автослесарю, имеющему опыт и соответствующее оборудование.

Схема ГБЦ

Схема головки блока цилиндров в разарезе.

Схема головки блока цилиндров в разарезе. Схема, состав компонентов: 1-распределительный вал, 2-нижний наконечник штанги толкателя, 3- штанга толкателя, 4- верхний наконечник штанги толкателя, 5- винт регулировочный, 6- коромысло клапана, 7- стойка коромысла, 8- прокладка крышки, 9- крышка ГБЦ, 10- болты крепления крышки, 11- траверса, 12- пружина клапана, 13- сухарь клапана, 14- болт крепления ГБЦ к блоку, 15- направляющая клапана с маслоотражающим колпачком, 16- клапан головки блока цилиндров, 17- седло клапана,18- головка блока в разрезе, 19- прокладка головки блока цилиндров, 20- гильза. Прокладка головки блока цилиндров Материал изготовления ГБЦ может быть как алюминиевым, (например, головка блока цилиндров ВАЗ 2109) так и чугунным (дизеля).

Прокладка головки блока цилиндров

Обычно для производителей алюминиевые головки блока цилиндров приоритетнее, потому как они более удобные в производстве, обработке и ремонте. Но на некоторых дизельных двигателях используются чугунные головки, так как детонационные свойства дизельного топлива превышают прочностные характеристики алюминиевых головок, что приводит к сокращению срока службы или разрушению последних.

Также ГБЦ можно разделить на два вида это — индивидуальные головки и моноголовки. У первого вида есть ряд преимуществ, в первую очередь связанные с ремонтопригодностью, простотой и низкими затратами при обслуживании. Но большинство мировых производителей автомобилей и автокомпонентов отдают предпочтение моноголовкам, которые также имеют свои преимущества. Сложность конструкции этого вида обусловлена базировкой распределительного вала (или двух распределительных валов, что дает возможность использовать насос-форсунку (при использовании топливной системы Common Rail) и сэкономить место в блоке) в самой ГБЦ. Ниже вы найдете видео работы головки блока цилиндров.

Принцип работы головки блока цилиндров.

Головка блока цилиндров. Вид снизу.

Головка блока цилиндров. Вид снизу. Если кратко описать как работает головка блока цилиндров то получится, что она формирует камеру сгорания, подает камеру сгорания двигателя топливно-воздушную смесь и обеспечивает отвод отработавших газов. После запуска автомобиля для ГБЦ основными задачами является газораспределение и обеспечение герметичности газового стыка.

Принцип работы головки цилиндров заключается в следующем: распределительный вал толкает штангу, которая в свою очередь давит на гидрокомпенсатор и, соответственно, на коромысло. Коромысло давит на клапан, который открывается и в зависимости от назначения клапана либо топливно-воздушный заряд (или просто воздушный в дизельных двигателях) попадает в камеру сгорания, где происходит воспламенение от искры свечи зажигания, либо происходит выпуск отработавших газов в выпускной коллектор, после чего пружина клапана возвращает клапан на место и цикл повторяется снова. В дизельном двигателе, где происходит воспламенение от сжатия, важными параметрами здесь является синхронизация открытия впускного клапана и впрыска топлива форсункой.

Также, безусловно, важным параметром может стать герметичность газового стыка в соединении головки блока цилиндров с блоком цилиндров, так как при нарушение герметичности может привести к ряду проблем, таких как неполное сгорание топлива, повышенный шум, затрудненный запуск двигателя. В таких случаях необходима замена прокладки головки блока цилиндров. Прокладку нельзя использовать несколько раз, так как при повторной затяжке головки блока, установленный момент затяжки не обеспечивает стопроцентную герметичность. Затяжку следует производить от центральных болтов к крайним.

Также замена прокладки ГБЦ должна производится в стерильных условиях, дабы исключить попадания пыли, стружки и т.п. в камеру сгорания. Если при ремонте вы задумались о замене ГБЦ, то многие эксперты рекомендуют купить головку блока цилиндров в сборе, так как сборка компонентов разных производителей не гарантирует безпроблемную работу. Так вкратце описан принцип работы одной из основных деталей двигателя, также предлагаем узнать как работает ретардер и раздатка.

Основные проблемы головки блока цилиндров. Последствия и причины нарушения работоспособности.

Выпадение седла впускного клапана в процессе эксплуатации.

Последствия — Разрушение головки блока цилиндров, элементов ГРМ и ЦПГ, как следствие — отказ двигателя.

Причины — Нарушение позиционирования седел в головке блока цилиндров, так как не выдержан диаметр посадочного места.

Нарушение герметичности посадки впускных и выпускных клапанов на фаску седел

Снижение параметров компрессии, затрудненный запуск двигателя, потеря мощности

Нарушение формирования герметичности направляющих поверхностей седла клапана, так как не выдержаны геометрические параметры стенки посадочного места под седло относительно оси отверстий под клапаны

Нарушение герметичности в соединении седел с головкой блока цилиндров

Нарушение теплоотвода, разрушение элементов ГРМ и ЦПГ, как следствие отказ двигателя

Неплотная посадка седел в головке блока цилиндров, не выдержаны шероховатость стенок и торца отверстия под седло клапана, параметры перпендикулярности и биения относительно торца отверстия под седло клапана

Нарушение герметичности по прессовой посадке (в соединении с головкой блока цилиндров) направляющих втулок впускных и выпускных клапанов

Снижение параметров компрессии, затрудненный запуск двигателя, повышенный расход масла

Позиционирование отверстий под направляющие втулки клапанов не обеспечивает герметичности в соединение направляющих втулок с головкой блока цилиндров

Прорыв газов через уплотнение газового стыка (в соединении головка блока цилиндров — уплотнительная прокладка — блок цилиндров)

Нарушение рабочего процесса в цилиндре, как следствие нестабильная работа двигателя, потеря мощности, повышенный шум, нарушение требований правил ЕЭК ООН №51 и №49

Геометрия поверхности огневого днища головки блока цилиндров не обеспечивает герметичность по газовому стыку

Развитие неплоскостности днища ГБЦ под воздействием газовых сил при эксплуатации — минимальный коэффициент запаса прочности головки блока цилиндров не обеспечивает достаточной жесткости при удельной нагрузке от газовых сил

Недостаточная жесткость зон сопряжения с опорным буртом гильз блока цилиндров

Нарушение герметичности в соединении головка блока — уплотнительная прокладка — блок (по штанговым полостям и отверстиям слива масла)

Подтекание масла, нарушение требований правил ЕЭК ООН №49

Негерметичность уплотнения вследствие недостаточной жесткости (как следствие — деформации) головки цилиндров.

Нарушение герметичности в соединении головка — уплотнительная прокладка — выпускной коллектор

Повышенный шум

Не выдержан допуск плоскостности привалочной поверхности ГБЦ под уплотнительную прокладку выпускного коллектора

Чистота обработки поверхности под уплотнительную прокладку выпускного коллектора не обеспечивает герметичность стыка

Нарушение герметичности уплотнения в соединении клапанной крышки с головкой блока цилиндров

Повышенный расход моторного масла

Чистота обработки привалочной поверхности головки блока цилиндров под уплотнительную прокладку не обеспечивает герметичность в соединении

Недостаточное количество зон крепления клапанной крышки к головке блока цилиндров

Проблема — Неполное сгорание подаваемого форсункой топлива

Потеря мощности двигателя

Энергетические параметры впускного канала (момент вихря) не обеспечивают максимальное сгорание топлива.

Нарушение герметичности в соединении головки — уплотнительная прокладка — воздушный коллектор

Нарушение газодинамических характеристик — неполное сгорание топлива

Геометрические параметры привалочной поверхности головки блока под воздушный коллектор не обеспечивают герметичности в соединении с воздушным коллектором

Видео работы головки блока цилиндров

Понравилась статья? Расскажите друзьям: , для нас это очень важно: Проголосовавших: 3 чел.

Головка блока цилиндров (ГБЦ) – важнейший элемент двигателя внутреннего сгорания, который закрывает сверху цилиндры и крепится к блоку цилиндров при помощи болтов крепления головки или направляющих шпилек. ГБЦ, по сути, представляет собой крышку, которая накрывает цилиндры ДВС.

ГБЦ выполняет ряд важнейших функций:

  • крышка головки блока цилиндров осуществляет защитную функцию;
  • в крышке находится маслозаливная горловина;
  • прокладка головки блока цилиндров обеспечивает уплотнение в месте прилегания ГБЦ к БЦ;
  • головка блока является местом для размещения натяжителя цепи и привода распределительного вала в отдельной полости спереди ГБЦ;
  • резьбовые отверстия для свечей зажигания и инжекторных форсунок находятся в корпусе головки;
  • камеры сгорания полностью или частично располагаются в ГБЦ;
  • головка является местом установки газораспределительного механизма (ГРМ);
  • в корпусе головки предусмотрены отверстия для установки впускного и выпускного коллектора;

Головку блока цилиндров изготавливают посредством литья из легированного чугуна или алюминиевых сплавов. После завершения отливки головку блока цилиндров подвергают процессу искусственного старения по специальной технологии. Это делается для того, чтобы снять с элемента остаточное напряжение, так как в процессе работы ГБЦ испытывает серьезные нагрузки. Для рядного двигателя устанавливается одна ГБЦ. На V-образных двигателях головка устанавливается на каждый ряд цилиндров. Существуют ГБЦ с нижним расположением клапанов, а также головки с верхним расположением клапанов. Первый тип имеет упрощенную конструкцию сравнительно со вторым.

В ГБЦ частично или полностью размещены камеры сгорания. Внутри головки присутствуют впускные и выпускные каналы, каналы «рубашки охлаждения» для циркуляции охлаждающей жидкости, а также масляные каналы смазочной системы двигателя. Впускные каналы для подачи топливно-воздушной рабочей смеси или только воздуха в цилиндры, а также каналы для выпуска отработавших газов, ведут в каждую отдельную камеру сгорания. Каждый из каналов заканчивается седлами клапанов, которые запрессованы в головку блока цилиндров. Седло клапана изготавливают из чугуна или других материалов.

Нижняя плоскость ГБЦ, которая прилегает к блоку цилиндров, выполняется более широкой. Это сделано для получения наилучшего уплотнения с поверхностью блока. Дополнительное уплотнение места соединения ГБЦ и блока достигается за счет использования прокладки головки блока цилиндров. Болты крепления имеют строгую последовательность в процессе затяжки, а также необходимо соблюдать момент затяжки. Такие болты затягивают при помощи динамометрического ключа.

Крепление ГБЦ и затяжка болтов производится строго по рекомендации завода-изготовителя ДВС. Главной задачей становится необходимость избежать деформации головки блока цилиндров.

Верхняя часть головки блока закрывается крышкой, которая называется клапанной крышкой и крепится к головке через уплотнительную резиновую прокладку. Крышка головки блока цилиндров изготавливается из алюминиевых сплавов или листовой стали. Головка блока цилиндров двигателя современного автомобиля может иметь сложную конструкцию в зависимости от особенностей устройства механизма газораспределения.

Что такое головка блока цилиндров или ГБЦ?

Этим обзором мы хотим открыть небольшой цикл статей о деталях двигателя внутреннего сгорания. Сегодня мы попытаемся понять, что такое головка блока цилиндров, или как её называют «продвинутые» автолюбители и механики ГБЦ.
В названии кроется ответ на вопрос, где должна располагаться сея запчасть. Головка, голова, обычно венчает тело, так и ГБЦ закрывает цилиндр как крышка в кастрюле. Но это не простая крышка, в ней расположены важные механизмы для работы двигателя.


Так как двигателей внутреннего сгорания существует великое множество мы пожалуй опустим все экзотические конструкции, а с ними и двухтактные двигатели (которые как правило используют в мотоциклах и бензоинструменте), а рассмотрим именно ту головку блока, которая стоит на четырёхтактном двигателе под капотом большинства современных автомобилей как бензиновых так и дизельных.
Посмотрим что же из себя представляет головка блока цилиндров. Для каждого цилиндра в головке сделано углубление, это углубление является камерой сгорания, именно в нём происходит воспламенение топлива в конце такта сжатия при работе двигателя. В камере сгорания выполнены отверстия под впускные и выпускные клапана, в дизельных двигателях есть отверстия под калильные свечи (свечи накала) и форсунки. В бензиновых выполнены отверстия под свечи. Уже на этом этапе мы видим, что головка блока цилиндров является сложным техническим устройством, работающим в экстремальных условиях при высоких температурах. Для поддержания рабочих температур головки блока цилиндров в двигателях жидкостного охлаждения в ней имеется рубашка охлаждения по которой циркулирует охлаждающая жидкость. Так же головка блока цилиндров имеет масляные каналы по которым под давлением подаётся масло необходимое для работы механизмов расположенных в ГБЦ. Основным механизмом расположенным в головке блока цилиндров является газораспределительный механизм. В двух словах это механизм осуществляющий своевременное открытие и закрытие клапанов двигателя для обеспечения питания двигателя воздухом и отвода выхлопных газов. В этой статье мы не будем касаться принципа работы газораспределительного механизма, но следует заметить, что состояние его узлов (клапанов, направляющих клапанов, седел клапанов, распределительных валов, постелей валов) и других деталей, крайне важно для правильной работы двигателя.

Продолжим наше знакомство с ГБЦ и посмотрим что расположено над камерой сгорания.
Прежде всего обратим внимание на клапаны которых может быть два или четыре на каждый цилиндр в зависимости от конструкции ДВС. Клапаны в свободном состоянии полностью закрыты, пара седло клапан обеспечивают герметичность камеры сгорания. Обычно с одной стороны в ГБЦ выполнены окна для подачи воздуха или топливо-воздушной смеси в камеру сгорания через впускные клапаны, с другой стороны ГБЦ есть окна для отвода отработавших газов из камеры сгорания через выпускные клапаны. К этим окнам крепятся коллектора впускной и выпускной соответственно. В корпусе головки блока, над клапанами расположены распределительные валы, они представляют из себя цилиндрические валы с кулачками способными нажать на клапан и открыть его. Шейки валов расположены в постелях являющихся частью корпуса головки блока, верхняя часть пастели в этом случае как правило выполнена в виде крышек для каждой шейки или одной крышки для всех шеек, тек же пастель распределительных валов может быть выполнена отдельно от ГБЦ и крепиться к корпусу головки болтами. По масляным каналам к шейкам распределительных валов под давлением подаётся масло. Распределительные валы вращаются от привода соединённого с коленчатым валом двигателя и кулачки валов открывают и закрывают клапаны в зависимости от фазы работы двигателя. Клапанный механизм с распредвалами закрывается крышкой (клапанной крышкой) с герметичной прокладкой. Головка блока цилиндров крепится к блоку цилиндров болтами (болты ГБЦ), между блоком и головкой установлена прокладка (прокладка ГБЦ) которая обеспечивает герметичность камер сгорания, рубашек охлаждения и масляных каналов двигателя.


Мы в общих чертах рассмотрели устройство ГБЦ, типичного двигателя внутреннего сгорания, а теперь рассмотрим неисправности головки блока цилиндров появляющиеся в процессе эксплуатации двигателя.
Первая и самая распространённая неисправность связанная с ГБЦ — это изменение геометрии привалочной плоскости головки блока в следствии перегрева двигателя. В зависимости от степени повреждения существует два варианта решения Первый, ремонт ГБЦ — шлифовка привалочной плоскости до разрешимых значений заводом изготовителем. Второй вариант — замена ГБЦ на новую или бывшую в употреблении, бу ГБЦ перед установкой обязательно надо проверить на герметичность, провести опрессовку ГБЦ, проверить геометрию плоскости на целостность, при необходимости провести шлифовку.
Головка блока цилиндров изготавливается из сплавов имеющих хорошую прочность, теплопроводность и небольшую массу. Как правило в современных двигателях это лёгкие сплавы. При перегреве двигателя происходит изменение структуры металла головки блока и привалочная плоскость которая крепится к блоку цилиндров собственно перестаёт быть плоскостью, в профессиональной среде говорят «головку повело». Так же в полостях и каналах ГБЦ могут возникать трещины нарушающие герметичность. В результате этих деформаций прокладка ГБЦ уже не может обеспечить герметичность между масляными каналами¸ рубашкой охлаждения и камерой сгорания. В зависимости от повреждений, охлаждающая жидкость может попадать в моторное масло или в камеру сгорания, так же газы из камеры сгорания могут попадать в систему охлаждения двигателя, в охлаждающей жидкости может присутствовать масло. Механики говорят «пробило прокладку ГБЦ» Основным признаком по которому можно косвенно определить не герметичность прокладки ГБЦ это уменьшение уровня охлаждающей жидкости без видимых внешних течей. Наличие эмульсии в моторном масле, увеличение уровня масла, может так же быть признаком не герметичности прокладки ГБЦ.

Исправление данного дефекта влечёт за собой демонтаж головки блока цилиндров, проверку привалочной плоскости и герметичности рубашки охлаждения (опрессовку ГБЦ). При обнаружении несоответствия допускам привалочную плоскость ГБЦ подвергают шлифовке. Так же допуск существует на максимально возможную толщину обработки ГБЦ. Если деформация превысила этот допуск, головка блока цилиндров подлежит замене, так же подлежит замене ГБЦ с негерметичной рубашкой охлаждения.

Вторая достаточно часто встречающаяся проблема это износ деталей газораспределительного механизма в следствии масляного голодания. Проявляется эта неисправность на двигателях у которых неисправна система смазки, либо имеется чрезмерный износ подшипников скольжения на коленчатом валу двигателя. Система смазки современных двигателей устроена таким образом, что масло находящееся в поддоне двигателя нагнетается масляным насосом в систему смазки под давлением, масло попадает в сначала в подшипники скольжения коленчатого вала расположенного в блоке цилиндров и только затем попадает в головку блока для смазки деталей газораспределительного механизма. При низком давлении в системе смазки вызванном выше описанными причинами масло попадает в ГБЦ в недостаточном количестве в результате вызывая явление, известное как «масляное голодание». Недостаточное количество масла вызывает повышенный износ шеек и постелей распределительных валов, а так же кулачков, толкателей клапанов и тп. В результате появляется ярко выраженный, характерный шум в верхней части двигателя. Данная неисправность может привести к заклиниванию распределительных валов и обрыву привода ГРМ что влечёт за собой как правило разрушение деталей головки блока цилиндров, а иногда повреждению цилиндров и поршней. Чтобы избежать столь серьёзных последствий и дорогого ремонта, при первых признаках масляного голодания (загорается контрольная лампа давления масла на приборной панели, горит постоянно или промаргивает), стоит немедленно обратиться в авто мастерскую (автосервис) для выявления и устранения причины неисправности.

Рекомендация от РСВ Сервис. На что же стоит обратить внимание? Как правило все современные автомобили оборудованы системой контроля давления масла. Это обычно лампа красного цвета, которая загорается при включении зажигания и тухнет при запуске двигателя. Если эта лампа моргает на холостых оборотах, а тем более не гаснет после запуска двигателя это говорит о неисправности системы смазки, либо отсутствии масла в двигателе. Если лампа давления масла не гаснет после запуска двигателя, мотор следует заглушить и доставить автомобиль в мастерскую, автосервис, на эвакуаторе во избежании серьёзной поломки с тяжелыми последствиями. Так же косвенным признаком масляного голодания может быть повышенный шум при работе ДВС. Если вы подозреваете что с системой смазки вашего авто что то не так, не тяните, обратитесь к специалистам для проверки системы смазки, иначе последствия эксплуатации мотора с «масляным голоданием» могут быть для него фатальными.

Мы познакомились с типовым устройством головки блока цилиндров, рассмотрели часто встречающиеся неисправности ГБЦ. На момент написания этого материала цена на работу снятие установка головки блока цилиндров на рядном двигателе составляет 12-15 тысяч рублей. Опрессовка ГБЦ и проверка привалочной плоскости от 5500 рублей. Цены указаны на момент написания статьи! При необходимости провести опрессовку ГБЦ уже снятую с двигателя, рекомендуем обратиться к нашему партнеру «ИП Ковалев», его координаты вы можете взять в закладке «наши партнеры» на нашем сайте. Специалист высокого уровня, давно работает в автомобильной сфере, многолетний опыт сотрудничества хороший весомый аргумент. Так же можно приобрести за «копейки» термопломбу, как индикатор перегрева двигателя, хорошее решение для автопарков и автоколонн, работающих на «линии», в тяжелых условиях, кто сталкивается с эксплуатации больших парков поймет. Данная статья написана основываясь на опыте и знаниях специалистов РСВ Сервис. Если у вас возникли вопросы, замечания, пожелания, пишите нам на электронную почту, мы ценим ваш интерес к данной теме.

С уважением РСВ Сервис! Знание сила!
Удачи в ремонте!
#ремонтгбц


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *