Голова двигателя: самое важное об устройстве, эксплуатации и

Что такое голова двигателя что входит

Что собой представляет головка блока цилиндров?

Для начала определим, что такое ГБЦ. Каждый двигатель включает в себя следующие элементы:

• цилиндры, где взрывается смесь паров топлива с воздухом;
• поршни, которые передают энергию взрыва дальше, а заодно и сжимают её перед воспламенением;
• коленвал – деталь особой формы, превращающая движение поршней во вращение.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Для простоты обслуживания во всех двигателях цилиндры с находящимися внутри поршнями объединяются в блоки. Такое объединение используется во всех моторах, где число цилиндров больше одного. В основном сейчас в автомобилях используются блоки на 4 цилиндра, поэтому далее мы будем рассматривать именно их.

Кроме того, для простоты мы будем описывать ГБЦ рядного двигателя: в нём только одна головка. У V-образных моторов их две, но в целом конструкция каждой из них такая же, как в рядном.

Блок цилиндров – это основная часть двигателя. Обычно он делается единой литой деталью из чугуна или алюминиевого сплава. Снизу он закрывается картером – а вот сверху его как раз и закрывает головка блока. Она крепится к блоку и подобно крышке накрывает его сверху.

Правила эксплуатации, возможные неисправности и проблемы

​​​​​​​

ГБЦ — достаточно уязвимый функциональный узел, подверженный воздействию комплекса негативных факторов. Поэтому не исключены и вполне вероятны:

1. Срыв резьбовых соединений (под свечи или шпильки), трещины с внешней стороны корпуса. Трещины образуются вследствие неграмотной затяжки креплений, а дефекты резьбы чаще всего оказываются скрытым заводским браком.
2. Искривления плоскости стыка, коррозия поверхности и ослабление креплений. Возникают из-за длительной работы, перегрева двигателя, некачественной охлаждающей жидкости.
3. Образование межседельных трещин и выпадение клапанных сёдел. Причины — низкокачественное горючее, истекающий ресурс оборудования, плохо отрегулированное зажигание.
4. Износ группы толкателей и распределительного вала.
5. Отказ клапанных направляющих втулок. Причина — значительный пробег, некондиционная смазка.

В случае прорыва газов головку чаще всего фрезеруют. При срыве свечной резьбы устанавливают «ввёртыш», система креплений подлежит замене.

Распространение межседельных трещин способствует утечке отработанных газов в охлаждающую рубашку и заклиниванию поршней. В этом случае головку можно заменить; по крайней мере, трещины допускается заварить с соблюдением технологии.

Падение масляного давления свидетельствует о проблемах с распределительным валом. Диаметр постелей распредвала восстанавливают посредством вставки дюралюминиевых либо латунных втулок (как правило, в качестве развёртки применяется прежний распредвал с фрезерными зубцами).

Кроме того, делают ремонт невозможным значительная коррозия, а также повреждения от детонации. Выпавшее седло путём охлаждения в парах жидкого азота меняют на новое, либо на аналогичное, высверленное с другой головки.

Техобслуживание и диагностика ГБЦ

Соблюдение температурного режима и своевременное проведение сервисных регламентных мероприятий обеспечит бесперебойную работу головки блока цилиндров на протяжении всего срока службы двигателя. Основные операции по обслуживанию головки блока цилиндров связаны с газораспределительным механизмом, подверженным наибольшим механическим и тепловым нагрузкам.

Следует упомянуть о:

нормальном функционировании клапанов;
контроле эластичности сальников клапана;
сальниках шкивов распредвала;

и, самое важное, целостности прокладки ГБЦ.

Повреждения прокладки головки блока цилиндров – самая распространенная неисправность. Она может прогореть, и тогда в ней появляются каналы, по которым жидкости и газы начинают перемешиваться. Например, охлаждающая жидкость может попадать в камеру сгорания.

Диагностировать такую неисправность можно по беловатому цвету выхлопных газов. Если есть сомнения, то надо выкрутить свечи зажигания и внимательно их рассмотреть. Одна из них (в том цилиндре, где появилась течь) будет отличаться цветом и состоянием электродов от остальных.

Еще бывает, что масло попадает в антифриз. При этом последний теряет свои свойства, и мотор начинает перегреваться. Охлаждающая жидкость бурлит, меняет цвет, начинает выдавливаться через пробку расширительного бачка или радиатора. Если же тосол попадает в масло, то оно пенится, на поверхности образуется эмульсия, при этом смазывающие свойства значительно ухудшаются.

Ранняя диагностика и ремонт в начале проявления неисправности существенно продлят жизнь головке блока цилиндров

После ремонта особое внимание обратите на порядок и момент затяжки болтов ГБЦ. Подробно процесс описан в руководстве по ремонту.

В некоторых случаях ремонт возможен только после демонтажа головки. Рассмотрим их подробнее:

• расточка и хонингование цилиндров;
• замена направляющих втулок клапанов и их седел;
• замена клапанов или притирка рабочих фасок к седлам;
• проточка или шлифовка седел;
• проточка привалочных плоскостей ГБЦ;
• замена пробитой прокладки ГБЦ;
• заваривание микротрещин и дефектов в корпусе головки блока цилиндров.

Большинство ремонтных работ, связанных с головкой блока цилиндров, требует высокой квалификации мастера и специализированного инструмента. Поэтому тщательно взвесьте все за и против, прежде чем самостоятельно браться за сложные операции.

В некоторых случаях ошибка может стать фатальной, и придется покупать новую ГБЦ. Самая трудоемкая операция связана с демонтажем изношенных направляющих втулок и запрессовкой новых.

Перед выполнением операции головка должна быть нагрета до определенной температуры. Превышение температурного порога чревато ее короблением и выходом из строя. Особенно это касается силуминовых ГБЦ.

Направляющие втулки, наоборот, должны быть глубоко охлаждены. Тепловая деформация металла позволяет смонтировать их в посадочные места, а после выравнивания температур появляется требуемый натяг детали.

Гораздо проще выполнить операцию замены втулок (подшипников скольжения) шкива маслонасоса. По крайней мере, здесь не надо создавать специальный температурный режим сопрягаемых деталей.

Каким нагрузкам подвергается ГБЦ во время работы двигателя?

Во время работы мотора головка подвергается следующим нагрузкам:

• Большой разнице температур;
• Давлению отработанных газов;
• Серьезным механическим воздействиям.

Во время сгорания топлива в разных участках головки перепады температур могут достигать до нескольких сотен градусов. Например, в районе камеры сгорания разогрев металла может быть около 300 градусов. Там же, где находятся каналы системы охлаждения, температура будет находиться в районе 90-95 градусов.

То же самое можно сказать и о давлении газов, образующихся при сгорании топлива. Неравномерные нагрузки, воздействующие на разные части ГБЦ, могут приводить к деформации металла. Чтобы предотвратить подобный исход к ГБЦ предъявляют особые требования, в частности:

• Высокая прочность конструкции;
• Длительный срок службы;
• Строго выверенные размеры камеры сгорания и каналов;
• Хорошая герметизация газовых стыков;
• Простота конструкции, позволяющая осуществлять необходимый ремонт;
• Минимальная масса и размеры.

Расточка и гильзовка блока цилиндров

После появления дефектов и выработки на стенках применяют расточку цилиндров. Со стенок снимается металл определенной толщины, а затем устанавливаются другие ремонтные поршни и кольца под новый размер. Число расточек ограничено, так как объем постепенно увеличивается, а прочность снижается.

После максимального числа расточек применяют гильзовку. Это сложный процесс, который можно сделать только при наличии специального оборудования. «Мокрые» гильзы поменять намного легче, даже в полевых условиях. Если установлены «сухие» гильзы или это монолитный чугунный блок, то он растачивается под новые гильзы, которые запрессовываются с высокой точностью. Сам блок нагревается до 150-200 градусов, а новая гильза охлаждается. Так достигается наиболее плотная и точная посадка.

Конструкция ГБЦ

Головка блока цилиндров имеет очень сложную конструкцию. В ней находятся посадочные места клапанов — так называемые «седла», и каналы, в которых движутся впускные и выпускные клапана. Верхняя часть головки снабжена посадочными местами, на которые опираются шейки распределительных валов.

Если ремонт двигателя проводится после перегрева, нижняя поверхность головки блока цилиндров должна быть отфрезерована и отшлифована в центре по ремонту моторов

Кроме того, в корпусе ГБЦ «проложены» каналы смазочной системы и водяной рубашки для охлаждающей жидкости. Также через ГБЦ иногда проходят каналы свечей зажигания или накаливания.

Верхняя часть головки блока цилиндров закрыта крышкой. Она изготавливается из алюминиевого сплава или листовой стали и крепится к головке через прокладку — резиновую или пробковую. Применение крышки обусловлено необходимостью обслуживания механизма ГРМ.

Крепление головки блока к блоку цилиндров

Любой двигатель — бензиновый или дизельный, построен на принципе сжатия топливной смеси в камере сгорания. Чтобы не происходила потеря компрессии, ГБЦ и блок цилиндров соединены между собой при помощи огнеупорной прокладки, которая, к тому же, предотвращает утечку масла и охлаждающей жидкости. 
  

Если в процессе ремонта двигателя ГБЦ пришлось снять, прокладку обязательно меняют на новую, а процесс затяжки крепежных болтов или шпилек проводят в строго определенной последовательности. Затяжк производится с определенным усилием и в определенном порядке. Если затянуть болты слишком слабо, прокладка потеряет герметичность и будет выдавлена или прогорит. В результате охлаждающая жидкость может попасть в цилиндры, а моторное масло на внешнюю поверхность блока. Чтобы этого избежать, обычно рекомендуется затягивать болты крест-накрест, добиваясь равномерного прилегания поверхностей блока и головки друг к другу.

При нарушении герметичности прокладки головки блока цилиндров антифриз и масло могут попасть в камеру сгорания. Если такое случилось, эксплуатацию автомобиля следует немедленно остановить

Момент затяжки болтов или шпилек указан в руководстве по ремонту автомобиля. Чтобы соблюсти этот параметр, необходимо приобрести и использовать динамометрический ключ.

Характерные поломки головки блока цилиндров

Как правило, основное внимание при осмотре ГБЦ уделяется деталям газораспределительного механизма и степени их износа. Не меньшего внимания требуют прокладки ГБЦ и корпус головки

Участки, образующие верхний свод камеры сгорания, подвергаются высоким тепловым и механическим нагрузкам. Поэтому, со временем, в корпусе головки могут образовываться трещины.

Один из признаков нарушения герметичности процессов, происходящих в ГБЦ — появление запаха отработанного газа под капотом или следов моторного масла в охлаждающей жидкости. Возникновение в корпусе ГБЦ трещин приводит к потери компрессии, а это, в свою очередь, снижает способность к воспламенению топливной смеси, появляются пропуски в работе цилиндров, двигатель перегревается.

Запах выхлопных газов под капотом и в салоне может быть признаком нарушения герметичности прокладки между ГБЦ и блоком цилиндров

О появлении трещин в ГБЦ косвенно можно судить по внешнему виду выхлопных газов. Белый густой дым (а на самом деле, пар) часто является признаком попадания антифриза в камеру сгорания через трещину в головке.

В отличие от блока цилиндров, корпус головки не подлежит ремонту. В случае появления трещин ГБЦ приходится менять. Идеальный вариант замены — приобретение головки «в сборе», то есть с установленными клапанами и другими деталями клапанного механизма. Если же приобрести собранную ГБЦ по какой-то причине не удается, детали, извлеченные из старой головки, можно переставить в новую, предварительно отдефектовав.

Конструкция детали: что входит в ГБЦ

Поподробнее рассмотрим, из чего состоит ГБЦ.

Первоначально детали головки изготавливались из чугуна. Выбор материала был обусловлен высокой вибронагруженностью и температурным режимом работы двигателя. Чугун обладает высокой механической прочностью и термоустойчивостью. Он не подвержен деформациям и короблению при нагревании. Основной недостаток чугуна – большой удельный вес. Современное материаловедение позволяет использовать сплавы из легких металлов (например, из алюминия), которые отвечают всем вышеперечисленным характеристикам, но обладают меньшей массой.

Герметизация плоскости разъема блока и головки цилиндров осуществляется посредством специальной прокладки. Это сложная деталь, в основу которой входит армированный асбест. Она должна повторять все контуры и каналы головки и при этом выдерживать высокое давление и температуру. Во время крепления болтов головки блока цилиндров необходимо соблюдать заданное усилие и последовательность затяжки. Обычно она осуществляется в несколько этапов и деформирует прокладку в определенных местах.

Что входит в состав ГБЦ?

• Прокладка создает герметичное соединение и функционирование систем охлаждения и смазки.
• ГРМ – это газораспределительный механизм, включающий в себя цепь (ремень), связывающую коленвал и распредвал, собственно распределительный вал и клапаны с пружинным механизмом.
• Корпус головки блока цилиндров называется картером. В нем расположены все детали и механизмы.
• Резьбовые отверстия для монтажа свечей системы зажигания и форсунок для впрыска топлива.
• Камера сгорания, в которой происходит рабочий процесс воспламенения горючей смеси, обеспечивающий работу двигателя.
• Цепь или ремень ГРМ.
• Привалочные плоскости с отверстиями для крепления впускного трубопровода и выпускного коллектора вместе с датчиками и патрубками системы охлаждения.

Клапаны впуска и выпуска расположены вдоль постели распредвала. При использовании двух клапанов на цилиндр они расположены в один ряд. При использовании четырехклапанной конструкции (два впускных и два выпускных на цилиндр) они располагаются в два параллельных ряда. Ось клапанов имеет отклонение от перпендикуляра к плоскости разъема головки и блока цилиндров, как правило, в 20 градусов.

В передней части головки находится пространство для звездочки газораспределительного механизма цепи (или ремня) и ее успокоителя. Они приводят в движение распредвал. Камеры сгорания расположены над цилиндрами и имеют немного меньший диаметр, чем поршни. Благодаря такому несоответствию на границе блока цилиндров и ГБЦ создается завихрение топливной смеси в конце такта сжатия. Это благоприятствует воспламенению горючего и увеличению мощности двигателя.

Слева по направлению движения автомобиля расположены входные отверстия для монтажа свечей зажигания и форсунок подачи топлива. Они вкручиваются по резьбе и участвуют в процессе работы двигателя. На противоположной стороне находятся площадки для подсоединения впускного и выпускного трубопроводов. Также сюда подходят патрубки, подводящие охлаждающую жидкость к ГБЦ.

Сверху головка блока цилиндров имеет сложную конфигурацию, обеспечивающую расположение элементов газораспределительного механизма. Вдоль центральной оси идут площадки для монтажа вкладышей распредвала. В них помещается сам распредвал и сверху фиксируется крышками с ответными полукольцами подшипников скольжения. В специальные отверстия под распредвалом запрессовываются направляющие втулки клапанов. Над ними крепятся шайбы сложной формы, в которые устанавливаются пружины, удерживающие клапан в поднятом состоянии. Сверху ГБЦ надевается металлическая или силуминовая крышка, закрывающая механизмы.

Из чего еще состоит ГБЦ? В головке блока цилиндров имеются неподвижные элементы, такие как:

• седла клапанов, обеспечивающие герметичность впускных и выпускных клапанов в закрытом состоянии;
• направляющие клапанов, задающие вектор их перемещения.

Седла и направляющие запрессовываются с натягом в ГБЦ. В домашних условиях выполнить такую работу очень сложно. Требуется сильный нагрев головки блока цилиндров и глубокое охлаждение ответных деталей перед процессом монтажа. Долгая запрессовка может привести к выравниванию температур и заклиниванию направляющей или клапана. Кроме того, головки из алюминиевого сплава подвержены деформации при нагревании, поэтому перегрев может стать для них фатальным. Для выполнения этой операции лучше обратиться в специализированную мастерскую.

Диагностика и ТО

Рано или поздно любому механизму в транспортном средстве потребуется диагностика и техническое обслуживание, ГБЦ не является каким-либо исключением из правил. В этом вопросе главная задача владельца транспортного средства периодически заниматься диагностикой тех элементов, которые чаще всего выходят из строя.

• Клапаны и их сальники.
• Уплотнительная прокладка.

Особое внимание следует уделить прокладке, если она износилась, рабочие жидкости могут смешиваться, что приведет к поломке двигателя. При попадании охладительной жидкости в рабочее масло, она будет бурлить

Со временем это приведет к невозможности запуска мотора. В этом случае главным сигналом будет датчик температуры, который покажет кипение ДВС. Оценить ситуацию можно также сняв свечи зажигания. Зачем необходимы ремонтные работы? Чаще всего демонтаж головки цилиндров избежать не удастся в следующих случаях.

• Изменилась высота гбц.
• Возникла потребность отпрессовать клапаны и седла.
• Один или несколько клапанов перестали функционировать и нуждаются в замене.
• Требуется шлифовка крышки.
• Требуется заменить уплотнительную прокладку.
• Необходимо избавиться от микротрещин.

Замена прокладки ГБЦ

Если на вашем авто Нива Шевроле прогорела прокладка ГБЦ, то это можно сразу заметить – в радиаторе появляются масляные пятна, на масляном щупе видны капельки воды, уровень масла увеличивается, а охлаждающей жидкости, наоборот, снижается. Ремонт в этом случае, как говорится, неизбежен.

Лучше всего сразу же отправиться к специалистам, хотя сегодня можно нередко встретить «народных умельцев» которые предлагают сделать ремонт в своем гараже и просят за свои услуги денег почти в два раза меньше, чем на станции техобслуживания. Может они и могут сделать хорошо, но все таки, доверять им сильно не стоит – ведь гарантии они никакой не дают и в случае неправильных действий последствия могут быть куда более плачевней. В итоге все равно придется отправляться на СТО, но платить при этом придется гораздо дороже.

К тому же, если при ремонте потребуется шлифовка ГБЦ, то для этого нужно будет использовать специальное оборудование. В гараже эта процедура выполняется обычным наждачным кругом, правда, достаточно большим, чтобы он мог покрыть всю площадь головки. Качество и степень готовности после шлифовки определяется таким мастером «на глаз». Для сравнения – в условиях хорошего СТО шлифовка осуществляется на высокоточном оборудовании, а степень готовности определяется точными измерительными приборами. 

На хорошем СТО, прежде чем приступить непосредственно к ремонту ГБЦ, сначала проведут полную диагностику автомобиля Нива Шевроле на предмет обнаружения скрытых неисправностей

Это очень важно, ведь согласитесь, что не очень приятно снова разбирать двигатель, если после ремонта ГБЦ Нива Шевроле вылезет опять какая-нибудь неисправность. Диагностика проводится с применением компьютерного оборудования и специальных программ, позволяющих протестировать все блоки управления автомобилем, обнаружить явные и скрытые неполадки и наметить варианты их устранения

Обязательно производится замер в цилиндрах компрессии, проверка давления топливной системы, работа вентиляторов системы охлаждения, исправность термостата. Это очень важно, потому что от неисправности системы охлаждения очень часто становятся причиной перегрева двигателя Нива Шевроле, что, в свою очередь, влечет за собой ремонт ГБЦ.

Из чего же состоит ГБЦ?

По своей структуре ГБЦ состоит из крышки и корпуса головки:

1. Крышка головки защищает внутренние узлы и механизмы ГБЦ от внешних воздействий, а также не допускает протечек моторного масла. Сверху она имеет отверстие для заправки мотора маслом. Соединение крышки и корпуса головки осуществляется с помощью винтов и специальной многоразовой резиновой прокладки, которая не позволяет маслу просочиться между двумя составляющими.
2. В свою очередь корпус головки является основой, в которой расположено большое количество важных узлов двигателя. Самыми простыми по своей структуре являются ГБЦ в двигателях с нижним расположением клапанов. Более сложную конструкцию имеют верхнеклапанные моторы.

В корпусе ГБЦ располагается множество важных составляющих, без которых запуск двигателя и его работа просто невозможна. Давайте разберемся, какие функции она выполняет и что в ней собственно имеется:

• Частично или в полном объеме в ГБЦ расположены камеры сгорания.
• Проходят каналы систем смазки и охлаждения.
• Имеются фланцевые отверстия для впускного коллектора, который в зависимости от типа двигателя может подавать как топливную смесь, так и просто воздух.
• Также в корпусе ГБЦ имеются отверстия для выпускного коллектора, через который осуществляется вывод отработавших газов.
• В корпусе головки располагается площадка и отверстия для элементов газораспределительного механизма, элементов передачи распредвала и других узлов.
• Имеются резьбовые отверстия для свечей зажигания или форсунок.
• В двигателях с верхним расположением распредвала имеются дополнительны опоры.

Все эти важные составляющие напрямую взаимодействуют с корпусом головки, которая также имеет и другое название – картер ГБЦ.

В месте, где корпус головки соприкасается с блоком цилиндров, внутренняя поверхность гладкая и несколько расширенная. Это позволяет ГБЦ плотно соединяться с блоком цилиндров, а также выдерживать сильные нагрузки, возникающие при работе двигателя.

Помимо этого между стыков двух составляющих предусмотрена прокладка. Делается она из армированного асбеста, так как именно этот материал способен выдерживать перепады давления газов и разницу температур, сохраняя при этом высокий уровень герметичности каналов маслопровода, охладительной системы и камеры сгорания. Однако такая прокладка является одноразовой и для повторного использования уже не пригодна.

Устройство ДВС

Конструктивно двигатели делят, с учетом устройства и компоновки техники, на которой они установлены. Но сохраняются неизменными принципы, одинаковые для конструкции любого ДВС.

Двигатель комплектуется такими конструктивными узлами:

• блоком цилиндров – основной частью корпуса с проемами для рабочих камер, рубашкой охлаждения (для моторов, охлаждаемых жидкостью), крепежными отверстиями для установки головок и картера, посадочными местами для коленчатого вала и прочими конструктивными элементами;
• кривошипно-шатунной группой – с коленчатым валом, к которому крепятся шатуны, приводящие в действие поршни, двигающиеся внутри цилиндров; инерция вращения поддерживается маховиком;
• газораспределительным механизмом – системой, подающей в камеры сгорания топливо-воздушную смесь, с отводом выхлопа; включает распределительный вал, клапана, приводимые в действие коромыслами, ремнем или цепью, соединенными с коленвалом;
• топливной системой – подает горючее в камеры сгорания, после обогащения воздухом; включает бак, систему трубок для подвода питающей жидкости, карбюратора или инжектора (с учетом особенностей конструктивного устройства), форсунок, насоса, фильтрующего элемента;
• смазочной системой – с подачей смазки к трущимся деталям; включает масляный насос, приводящийся коленчатым валом, систему патрубков и полостей, фильтр и поддон; предусмотрено устройство «сухого» или «мокрого» картера;
• системой зажигания – для поджигания топливно-воздушной смеси; используется только на бензиновых двигателях, поскольку на дизельных моторах топливо с воздухом воспламеняется самостоятельно, при определенном давлении;
• системой охлаждения – может быть воздушной или жидкостной, для снижения температуры корпуса мотора, чтобы предупредить износ и выход из строя элементов;
• электросистемой – источником электроэнергии, необходимой для работы мотора; включает аккумуляторную батарею, генераторный блок, стартер и проводку с датчиками;
• системой выхлопа – для удаления продуктов сгорания в атмосферу, с доочисткой этой смеси, снижением шума от работы двигателя, фильтрующим элементом.

Конструкция узлов совершенствуется, по мере появления новых материалов и конструктивных решений.

С учетом особенностей конструктивного устройства различных элементов двигателей, важно учитывать такие моменты:

• цилиндры могут выполняться отдельно, с запрессовкой в корпус блока, или совместно с корпусом; моноблочные системы не предусматривают восстановления, в связи с тем, что нельзя заменить гильзу;
• корпуса двигателей изготавливают из сплавов чугуна или алюминия, устойчивых к перепадам температуры и высокому давлению;
• головка блока цилиндров выполняется с ним совместно или в виде отдельной детали; при раздельном исполнении возможно использование разных материалов для головки и блока цилиндров;
• работа кривошипно-шатунного механизма может уравновешиваться балансирными валами, расположенными по сторонам от коленвала и нивелирующими влияние инерционных сил; в результате снижается вибрация и шум, исключаются перегрузки двигателя;
• негативное влияние пружин при быстрой работе двигателя с механическим газораспределительным механизмом снижается за счет десмодромной системы управления мотором – со сложной конфигурацией кулачков;
• зависание клапанов исключается легкими материалами для изготовления этих деталей и пружинных элементов, пневматическим приводом;
• альтернатива традиционной конструкции ГРМ – гильзовый способ, разработанный Найтом; предусматривает использование взамен клапанов скользящих гильз, работающих бесшумно и долговечно; этот способ перестали использовать по причинам большого расхода смазочной жидкости, с разработкой верхнеклапанной конструкции;
• ранние модели двигателей комплектовались не стартерами, а генераторами переменного тока (магнето), приводимыми в действие коленчатым валом; это требовало прокручивания вала двигателя для запуска;
• вредное воздействие на экологию выхлопных газов частично снижается каталитическим нейтрализатором, окисляющим и химически преобразовывающим выхлоп;
• электронные системы дополнительно улучшают работу двигателя; изменение фаз газораспределения изменяет нагрузку на мотор, с учетом включенной передачи, снижая потребление горючего; дезактивация цилиндров регулирует объем камер сжатия, отключая ненужные цилиндры; регулировка степени сжатия изменяет объем камер сгорания, с учетом режимов работы мотора.

Эти и другие особенности конструктивно улучшили работу двигателей внутреннего сгорания.

Прокладка, клапан и другие детали ГБЦ

А теперь разберём устройство головки блока цилиндров. Несмотря на то, что её конструкция значительно различается в различных моделях двигателей, есть общие черты, присущие большинству современных ГБЦ в автомобиле. Поэтому, говоря о конструкции, можно выделить общие узлы, которые можно найти почти всегда.

Корпус крышки блока цилиндров

Главная часть ГБЦ – это её корпус. Как правило, он цельнолитой и изготавливается:

• из чугуна – в основном на старых моделях двигателей;
• сплава на основе алюминия.

Опыт показывает, что чугунная крышка головки блока цилиндров надёжнее в экстремальных условиях эксплуатации (жара, либо, напротив, чрезмерный холод, работа на повышенных оборотах и т. д.), но сплавная легче и обладает большей теплопроводностью – и, значит, двигатель медленнее перегревается. Из-за этого сейчас чугунные ГБЦ в основном применяют на дизелях для мощной спецтехники, а на карбюраторных моторах применяются в основном сплавные.

Именно на корпусе крепятся все остальные узлы, которые содержит голова двигателя.

Крышка

Крышка ГБЦ, по большому счёту, является декоративной деталью, однако и у неё есть свои полезные функции:

• Она защищает ГБЦ от загрязнений, которые могли бы помешать работе механизмов во время езды.
• Она препятствует разбрызгиванию масла на другие узлы моторного отсека в автомобиле.

Клапаны и связанные с ними детали

Клапана головки блока цилиндров предназначены для того, чтобы управлять газовыми потоками, возникающими при работе двигателя. Они подают топливную смесь в камеры, где происходит сгорание, а затем выпускают отработанные газы на удаление из двигателя. Каждый клапан состоит из следующих деталей:

• Седло – непосредственно место, где клапан крепится к узлу двигателя.
• Игла – непосредственно узел, открывающий и закрывающий отверстие для потока газов.
• Пружина – возвращает иглу клапана на место по завершении цикла.

Работой клапанов управляет расположенный в головке распредвал. С помощью кулачков (элементов вращения особой формы) он при вращении открывает и закрывает клапаны. В двигателях используются два основных типа работы вала:

1. Одновальная схема (SOHC) – есть один вал, который управляет всеми четырьмя комплектами клапанов для цилиндров.
2. Двухвальная (DOHC) – два сопряжённых вала, из которых один регулирует работу клапанов впуска, а второй – выпуска.

Распредвал приводится в действие с помощью ремня ГРМ. Источником движения для него служит коленчатый вал (коленвал), который, в свою очередь, приводят в движение поршни двигателя во время взрывов топливной смеси. Таким образом в двигателе осуществляется саморегуляция.

Свечи зажигания

Для того, чтобы воспламенить топливную смесь, используются свечи. Они представляют собой электроды, на которые подаётся напряжение от электросистемы автомобиля. Высоковольтный разряд поджигает смесь бензина с воздухом, и выделившаяся энергия толкает поршень. С поршня же, в свою очередь, кинетическая энергия подаётся на коленвал – и, в конечном итоге, за счёт его вращения обеспечивается работа как двигателя, так и иных агрегатов автомобиля.

Прокладка

Отдельно нужно упомянуть прокладку, с помощью которой обеспечивается герметизация рабочего объёма двигателя, а ГБЦ объединяется с корпусом мотора. Несмотря на свою внешнюю простоту, прокладка является сложным техническим изделием, обеспечивающим как герметичность, так и механическую прочность узла. Как правило, её изготавливают из сталеасбеста – композитного материала, сочетающего стальную основу и жаропрочный асбест.

В том же случае, когда прокладка приходит в негодность, сначала падает компрессия (а заодно – и мощность мотора), затем двигатель начинает работать с перебоями. В итоге дело может кончиться полным выходом из строя всего блока. Именно поэтому каждый автомобилист должен тщательно следить за сохранностью прокладки.

Принцип работы головки блока цилиндров.

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.

Голова двигателя что это такое

Что такое ГБЦ в двигателе автомобиля

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, свечи зажигания. Также в ней выполнены каналы для охлаждающей жидкости 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.

Устройство ГБЦ на примере двигателя ВАЗ 21083

Головка блока цилиндров (ГБЦ) двигателя ВАЗ 21083

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. Моторное масло 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.

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 дизельный двигатель троит на холостых оборотах.

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.

Неисправности ГБЦ

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.

Замена прокладки ГБЦ

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 двигатель дымит белым дымом 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.

Гидроудар двигателя автомобиля — что это такое?

Причины гидроудара

В двигатель автомобиля вода чаще всего попадает через систему впуска, обеспечивающую подачу воздуха в цилиндры. Несмотря на то, что воздушный фильтр располагается над двигателем, нередко бывают ситуации, когда при преодолении глубокой лужи на большой скорости вода, как волна, перетекает по капоту и через воздухозаборники попадает в подкапотное пространство. А эти воздухозаборники находятся возле корпуса воздушного фильтра. А далее вода вместе с воздухом засасывается и через впускной коллектор попадает в цилиндры.

Отметим, что жидкость попадает в цилиндры не только через систему впуска. Пробой прокладки ГБЦ, при котором трещина соединяет между собой канал системы охлаждения и цилиндр, тоже вызовет попадание воды в цилиндр.

Пока трещина маленькая, особой опасности она не представляет. То небольшое количество охлаждающей жидкости, которая попадает в камеру сгорания, будет выводиться. Но если прокладку не заменить и продолжать эксплуатировать авто, трещина со временем разрастется, поэтому количество жидкости, проникающей в цилиндр, увеличится. В конечном итоге произойдет гидроудар, поскольку ОЖ уже не сможет вывестись из цилиндра через систему отвода выхлопных газов.

Гидроудар двигателя

Попадание в цилиндры двигателя любой другой субстанции, кроме топливно-воздушной смеси, чревато большими неприятностями. Так, мы уже ранее рассказывали на Vodi.su, что происходит при попадании в двигатель антифриза. Сегодня же хотелось бы затронуть тему гидроудара. Гидроудар двигателя — это довольно распространенное явление, приводящее к серьезным последствиям.

Как видно из названия, это понятие связано с водой или любой другой жидкостью. Для новичков, недавно севших за руль, это прозвучит странно, но вода может с легкостью попасть в камеры сгорания через воздухозаборник и воздушный фильтр. Тосол также может просочиться в мотор при повреждении головки блока цилиндров или прокладки ГБЦ.

Например, если часто приходится ездить в дождливую погоду, то при проезде очередной лужи брызги поднимаются в воздух и вместе с ним втягиваются в воздухозаборник. Оттуда они поступают в камеры сгорания. Что происходит дальше?

Если на такте сжатия топливно-воздушная смесь разогревается и детонирует, то даже небольшое количество жидкости не успевает испариться. Воду, как известно из уроков физики, сжать практически невозможно. Можно вспомнить старинные опыты, когда воду заливали в металлический шар, заваривали его и пробовали сжать под прессом. Но даже в таких условиях вода попросту просачивалась сквозь металлические стенки.

То есть, это равнозначно тому, что вы на поршень положили металлический брусок, который со всего маху ударит при такте сжатия по крышке ГБЦ. Можете сами себе представить, к чему это приведет. Особенно страшные последствия будут для дизельных двигателей, поскольку они намного мощнее.

Последствия гидроудара

Самая большая нагрузка при гидроударе приходится на шатуны. Шатун является соединительным звеном между коленчатым валом и поршнем. Если образуется в цилиндрах водяная пробка, поршень на каком-то этапе упирается в нее и не может подниматься выше. Но коленчатый вал по инерции продолжает вращение. Шатун же оказывается как бы между молотом и наковальней — поршень уперся и не может двигаться дальше, а коленчатый вал продолжает крутиться на скорости 2000-5000 об/мин.

Давление внутри блока цилиндров повышается до неимоверных пределов, и самое легкое, что может вас ожидать — изогнутый шатун. Деталь, сразу скажем, не из самых дешевых.

Параллельно могут пострадать:

• клапаны;
• головка блока цилиндров;
• пальцы шатуна
• внутренние стенки цилиндров и поршневые кольца;
• коленчатый вал — это вообще катастрофа;
• коренные и шатунные вкладыши коленвала.

Не редко бывает и такое, что из-за огромного давление в стенках блока цилиндров образуется отверстия, то есть металл (чаще всего алюминий) попросту не выдерживает таких перегрузок.

Стоит отметить, что само название «гидроудар двигателя» очень хорошо характеризует данную ситуацию: вы спокойно едете себе под дождем, рассекая по лужам, но тут ощущается резкий рывок и мотор тут же глохнет.

Что делать при гидроударе?

Если мотор внезапно перестал работать после того, как вы пронеслись по мокрой трассе под дождем, ни в коем случае не пытайтесь его завести снова. Ведь если вода просочилась в блок цилиндров, повторные попытки завести двигатель только усугубят ситуацию. Как высказался один знакомый моторист — «Бах! и половины блока нету».

Единственный способ убедиться без вскрытия двигателя, что произошел гидроудар, — ощупать воздушный фильтр. Он может быть влажным и покореженным. Если он мокрый, у вас есть два варианта действий. Выкрутить свечи зажигания и попытаться прокрутить коленвал стартером. Вода выплеснется через отверстия, в которые закручиваются свечи.

Если же вы не желаете рисковать, вызывайте поскорее эвакуатор и отправляйтесь на СТО, где оценят ущерб и просушат двигатель. Хорошо, если обошлось лишь погнутым шатуном — его заменить можно довольно быстро, хоть и придется разбирать двигатель, чтобы добраться до коленчатого вала. Но если пробита стенка блока, однозначно понадобится полная замена двигателя, а стоит такая услуга в зависимости от модели до 50% от цены авто.

Ну, а чтобы предотвратить возможный гидроудар, можем посоветовать ездить аккуратно под дождем, лужи проезжать медленно. А лучше вообще их объезжать. Также можно задуматься о приобретении шноркеля или «дыхательной трубки» для вашего двигателя, благодаря которой можно поднять точку забора воздуха до уровня крыши. Шноркель используется на любой военной технике, актуален он также для автомобилистов стран и регионов с влажным климатом.

(1 оценок, среднее: 5,00 из 5)

Что происходит в цилиндре при попадании воды?

Топливо – тоже жидкость, но оно подается в цилиндры в небольших количествах, и к тому же оно – легкоиспаримое. В цилиндрах бензин переходит в газообразное состояние. А газ запросто сжимается под давлением, чего не скажешь о воде. Любая жидкость – несжимаема. Если много воды попадет в цилиндр, то на такте сжатия поршень поднимет ее вверх, и как только она заполнит все свободное пространство камеры сгорания, она начнет выполнять роль упора для поршня. В результате, в камере сгорания резко повышается давление, причем настолько сильно, что элементы ЦПГ не выдерживают нагрузки, поэтому деформируются и разрушаются.

Ремонт двигателя после гидроудара, его цена

На фото — последствия гидроудара двигателя

Ваши дальнейшие действия будут зависеть только от того, действительно ли вода послужила причиной ваших проблем. Убедиться в этом несложно, для этого следует понять, влажен ли воздушный фильтр. Если да, то имеет место гидроудар или какие-либо поломки из-за воды в двигателе. В случае гидроудара вам придется тщательно обследовать все детали двигателя, дабы выявить поломки. Желательно обратиться в сервис как можно раньше. Если после такого происшествия машина простоит без дела несколько месяцев, то не исключено, что детали двигателя поддадутся коррозии и будут безвозвратно утрачены как рабочие.

Шатуны в случае гидроудара придется однозначно заменить, потому что исправить их деформацию каким-либо образом проблематично, а сама эта процедура ненадежна. Если вы не захотите менять шатуны, то будьте готовы к тому, что они будут короче на несколько миллиметров и будут задевать противовес коленчатого вала.

Стоимость ремонта двигателя после такого происшествия будет полностью зависеть от объема работ и серьезности повреждений. Может случиться так, что ремонт обойдется вам в сто долларов, а может и так, что в 3-4 сотни и даже больше.

Проблемы также придется устранять на головках блоков цилиндра, ведь на них могут появиться трещины. От этого недуга вас также легко избавят в сервисном центре или на СТО.

Последствия попадания воды

Для водителя гидроудар проявляется в виде резкой остановки мотора, в некоторых случаях сопровождаемой ощутимым ударом. Сила гидроудара зависит от двух условий:

• оборотов двигателя;
• количества проникшей в цилиндр жидкости.

Чем выше обороты, тем разрушительней последствия. То же касается и объема жидкости. При несильном гидроударе особых негативных последствий может и не быть. Но это не значит, что можно сразу же продолжать эксплуатацию авто, поскольку требуется проведение мероприятий для устранения последствий.

Последствиями среднего по силе гидроудара являются изогнутые шатуны. Основная нагрузка при сжатии жидкости приходится именно на них. При этом деформация нередко сопровождается столкновениями изогнутого штока со стенками цилиндра.

Самый большой урон получается при сильном гидроударе. При нем повреждения получают не только шатуны. Из-за сильного изгиба штока разрушается поршень, а сам шатун либо срывает с коленчатого вала, либо он пробивает стенку блока цилиндров.

Бывает и так, что возникающее высокое давление приводит к разрыву шпилек или болтов крепления головки блока, ее изгибу, повреждению прокладки ГБЦ.

Помимо ЦПГ от гидроудара повреждения получает и газораспределительный механизм, точнее его привод. При попадании жидкости кривошипно-шатунный механизм резко «стопорится», но инерцию никто не отменял, поэтому привод ГРМ еще продолжает небольшое движение. В результате ременной привод обрывается, цепной же – растягивается. Возникшая нагрузка воздействует и на натяжные механизмы привода, повреждая их.

В общем, при сильном гидроударе двигатель получится восстановить, если блок «выдержал». Но определить это можно только после тщательной диагностики.

Но даже средний по силе удар приводит к дорогостоящему и трудоемкому ремонту, поскольку приходится менять поршни с кольцами, шатуны, цилиндры же нужно протачивать.

Ещё кое-что полезное для Вас:

Последствия гидроудара

• 1. Если вы форсировали лужу или брод на приличных оборотах, то усилия коленвала может хватить на изгиб шатуна, а также более страшный вариант – разрушение поршня. Дальше может быть только хуже. Погнутый шатун, достигая своей нижней мертвой точки скорее всего либо заденет коленвал, либо стенку цилиндра и начнет их разбивать ( именно поэтому, если вы заглохли, то не пытайтесь сразу же заводиться). Кстати, при хорошем усилии, может лопнуть и сам коленвал.
• 2. Если все же вы ехали медленно и на низких оборотах, то двигатель может просто остановиться. В такой ситуации лучше не пробовать заводить двигатель. Ниже рассмотрим порядок действий по определению степени урона, нанесенного гидроударом.

Что делать, чтобы избежать гидроудара

Самое главное для каждого водителя – это знать то, что переезжать большую глубокую лужу на высокой скорости ни в коем случае нельзя. Да, пусть обороты будут достаточно высокими, но скорость следует сбавить, иначе вы совершенно не застрахованы от гидроудара и его последствий. Такой манёвр лучше совершать на первой передаче.

Опытные водители, которые много чего уже повидали за свою жизнь, проведенную за рулем, советуют юным коллегам и вовсе воздержаться от каких-либо поездок во время сильных дождей или накануне их. Исключение может составить только тот случай, который не терпит отлагательств.

Но если вы уже в дороге, а вас застала непогода, постарайтесь заехать на возвышенность и переждать сильный дождь. Легковой автомобиль – это не военная амфибия, для него купания губительны сами по себе. К тому же может пострадать не только двигатель, но и электропроводка, достаточно чувствительная к влажности.

Берегите свой автомобиль, ведь это не только средство передвижения. Для многих водителей это частичка души, которую холишь и лелеешь. Даже если вы не являетесь увлеченным водителем, просто поберегите свои нервы и кошелек, ведь гидроудар – это не шутки!

Устройство и принцип работы двигателя внутреннего сгорания

Для того, чтобы понять принцип работы ГРМ, нужно иметь некоторые представления о самом двигателе и его строении. Давайте разберемся со всем более подробно:

В устройстве двигателя поршень является ключевым элементом рабочего процесса. Поршень выполнен в виде металлического пустотелого стакана, расположенного сферическим дном (головка поршня) вверх. Направляющая часть поршня, иначе называемая юбкой, имеет неглубокие канавки, предназначенные для фиксации в них поршневых колец. Назначение поршневых колец – обеспечивать, во-первых, герметичность надпоршневого пространства, где при работе двигателя происходит мгновенное сгорание бензиново-воздушной смеси и образующийся расширяющийся газ не мог, обогнув юбку, устремиться под поршень. Во-вторых, кольца предотвращают попадание масла, находящегося под поршнем, в надпоршневое пространство. Таким образом, кольца в поршне выполняют функцию уплотнителей. Нижнее (нижние) поршневое кольцо называется маслосъемным, а верхнее (верхние) – компрессионным, то есть обеспечивающим высокую степень сжатия смеси.

Когда из карбюратора или инжектора внутрь цилиндра попадает топливно-воздушная или топливная смесь, она сжимается поршнем при его движении вверх и поджигается электрическим разрядом от свечи системы зажигания (в дизеле происходит самовоспламенение смеси за счет резкого сжатия). Образующиеся газы сгорания имеют значительно больший объем, чем исходная топливная смесь, и, расширяясь, резко толкают поршень вниз. Таким образом тепловая энергия топлива преобразуется в возвратно-поступательное (вверх-вниз) движение поршня в цилиндре.

Далее необходимо преобразовать это движение во вращение вала. Происходит это следующим образом: внутри юбки поршня расположен палец, на котором закрепляется верхняя часть шатуна, последний шарнирно зафиксирован на кривошипе коленчатого вала. Коленвал свободно вращается на опорных подшипниках, что расположены в картере двигателя внутреннего сгорания. При движении поршня шатун начинает вращать коленвал, с которого крутящий момент передается на трансмиссию и – далее через систему шестерен – на ведущие колеса.

Суммарный рабочий объем всех цилиндров двигателя внутреннего сгорания указывается в технических характеристиках двигателя, выражается в литрах, поэтому в обиходе именуется литражом двигателя. Второй важнейшей характеристикой любого ДВС является степень сжатия (СС), определяемая как частное от деления полного объема на объем камеры сгорания. У карбюраторных двигателей СС варьирует в интервале от 6 до 14, у дизелей – от 16 до 30. Именно этот показатель, наряду с объемом двигателя, определяет его мощность, экономичность и полноту сгорания топливо-воздушной смеси, что влияет на токсичность выбросов при работе ДВС.
Мощность двигателя имеет бинарное обозначение – в лошадиных силах (л.с.) и в киловаттах (кВт). Для перевода единиц одна в другую применяется коэффициент 0,735, то есть 1 л.с. = 0,735 кВт.
Рабочий цикл четырехтактного ДВС определяется двумя оборотами коленчатого вала – по пол-оборота на такт, соответствующий одному ходу поршня. Е сли д вигатель одноцилиндровый, то в его работе наблюдается неравномерность: резкое ускорение хода поршня при взрывном сгорании смеси и замедление его по мере приближения к НМТ и далее. Для того, чтобы эту неравномерность купировать, на валу за пределами корпуса мотора устанавливается массивный диск-маховик с большой инерционностью, благодаря чему момент вращения вала во времени становится более стабильным.

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания

Современный автомобиль, чаше всего, приводится в движение двигателем внутреннего сгорания. Таких двигателей существует огромное множество. Различаются они объемом, количеством цилиндров, мощностью, скоростью вращения, используемым топливом (дизельные, бензиновые и газовые ДВС). Но, принципиально, устройство двигателя внутреннего сгорания, похоже.
Как работает двигатель и почему называется четырехтактным двигателем внутреннего сгорания? Про внутреннее сгорание понятно. Внутри двигателя сгорает топливо. А почему 4 такта двигателя, что это такое? Действительно, бывают и двухтактные двигатели. Но на автомобилях они используются крайне редко.
Четырехтактным двигатель называется из-за того, что его работу можно разделить на четыре, равные по времени, части. Поршень четыре раза пройдет по цилиндру – два раза вверх и два раза вниз. Такт начинается при нахождении поршня в крайней нижней или верхней точке. У автомобилистов-механиков это называется верхняя мертвая точка (ВМТ) и нижняя мертвая точка (НМТ).

Первый такт — такт впуска

Первый такт, он же впускной, начинается с ВМТ (верхней мертвой точки). Двигаясь вниз, поршень, всасывает в цилиндр топливовоздушную смесь. Работа этого такта происходит при открытом клапане впуска. Кстати, существует много двигателей с несколькими впускными клапанами. Их количество, размер, время нахождения в открытом состоянии может существенно повлиять на мощность двигателя. Есть двигатели, в которых, в зависимости от нажатия на педаль газа, происходит принудительное увеличение времени нахождения впускных клапанов в открытом состоянии. Это сделано для увеличения количества всасываемого топлива, которое, после возгорания, увеличивает мощность двигателя. Автомобиль, в этом случае, может гораздо быстрее ускориться.

Второй такт — такт сжатия

Следующий такт работы двигателя – такт сжатия. После того как поршень достиг нижней точки, он начинает подниматься вверх, тем самым, сжимая смесь, которая попала в цилиндр в такт впуска. Топливная смесь сжимается до объемов камеры сгорания. Что это за такая камера? Свободное пространство между верхней частью поршня и верхней частью цилиндра при нахождении поршня в верхней мертвой точке называется камерой сгорания. Клапаны, в этот такт работы двигателя закрыты полностью. Чем плотнее они закрыты, тем сжатие происходит качественнее. Большое значение имеет, в данном случае, состояние поршня, цилиндра, поршневых колец. Если имеются большие зазоры, то хорошего сжатия не получится, а соответственно, мощность такого двигателя будет гораздо ниже. Компрессию можно проверить специальным прибором. По величине компрессии можно сделать вывод о степени износа двигателя.

Третий такт — рабочий ход

Третий такт – рабочий, начинается с ВМТ. Рабочим он называется неслучайно. Ведь именно в этом такте происходит действие, заставляющее автомобиль двигаться. В этом такте в работу вступает система зажигания. Почему эта система так называется? Да потому, что она отвечает за поджигание топливной смеси, сжатой в цилиндре, в камере сгорания. Работает это очень просто – свеча системы дает искру. Справедливости ради, стоит заметить, что искра выдается на свече зажигания за несколько градусов до достижения поршнем верхней точки. Эти градусы, в современном двигателе, регулируются автоматически «мозгами» автомобиля.
После того как топливо загорится, происходит взрыв – оно резко увеличивается в объеме, заставляя поршень двигаться вниз. Клапаны в этом такте работы двигателя, как и в предыдущем, находятся в закрытом состоянии.

Четвертый такт — такт выпуска

Четвертый такт работы двигателя, последний – выпускной. Достигнув нижней точки, после рабочего такта, в двигателе начинает открываться выпускной клапан. Таких клапанов, как и впускных, может быть несколько. Двигаясь вверх, поршень через этот клапан удаляет отработавшие газы из цилиндра – вентилирует его. От четкой работы клапанов зависит степень сжатия в цилиндрах, полное удаление отработанных газов и необходимое количество всасываемой топливно-воздушной смеси.

После четвертого такта наступает черед первого. Процесс повторяется циклически. А за счет чего происходит вращение – работа двигателя внутреннего сгорания все 4 такта, что заставляет поршень подниматься и опускаться в тактах сжатия, выпуска и впуска? Дело в том, что не вся энергия, получаемая в рабочем такте, направляется на движение автомобиля. Часть энергии идет на раскручивание маховика. А он, под действием инерции, крутит коленчатый вал двигателя, перемещая поршень в период «нерабочих» тактов.

Газораспределительный механизм

Газораспределительный механизм (ГРМ) предназначен для впрыска топлива и выпуска отработанных газов в двигателях внутреннего сгорания. Сам механизм газораспределения делится на нижнеклапанный, когда распределительный вал находится в блоке цилиндров, и верхнеклапанный. Верхнеклапанный механизм подразумевает нахождение распредвала в головке блока цилиндров (ГБЦ). Существуют и альтернативные механизмы газораспределения, такие как гильзовая система ГРМ, десмодромная система и механизм с изменяемыми фазами.
Для двухтактных двигателей механизм газораспределения осуществляется при помощи впускных и выпускных окон в цилиндре. Для четырехтактных двигателей самая распространенная система верхнеклапанная, о ней и пойдет речь ниже.

Устройство ГРМ
В верхней части блока цилиндров находится ГБЦ (головка блока цилиндров) с расположенными на ней распределительным валом, клапанами, толкателями или коромыслами. Шкив привода распредвала вынесен за пределы головки блока цилиндров. Для исключения протекания моторного масла из-под клапанной крышки, на шейку распредвала устанавливается сальник. Сама клапанная крышка устанавливается на масло- бензо- стойкую прокладку. Ремень ГРМ или цепь одевается на шкив распредвала и приводится в действие шестерней коленчатого вала. Для натяжения ремня используются натяжные ролики, для цепи натяжные «башмаки». Обычно ремнем ГРМ приводится в действие помпа водяной системы охлаждения, промежуточный вал для системы зажигания и привод насоса высокого давления ТНВД (для дизельных вариантов).
С противоположной стороны распределительного вала посредством прямой передачи или при помощи ремня, могут приводиться в действие вакуумный усилитель, гидроусилитель руля или автомобильный генератор.

Существуют двигатели и с двумя распредвалами (DOHC) и большим числом клапанов. Как и в первом случае, шкивы приводятся в действие одним ремнем ГРМ и цепью. Каждый распредвал закрывает один тип клапанов впускных или выпускных.
Клапан нажимается коромыслом (ранние версии двигателей) или толкателем. Различают два вида толкателей. Первый – толкатели, где зазор регулируется калибровочными шайбами, второй – гидротолкатели. Гидротолкатель смягчает удар по клапану благодаря маслу, которое находится в нем. Регулировка зазора между кулачком и верхней частью толкателя не требуется.

Принцип работы ГРМ

Весь процесс газораспределения сводится к синхронному вращению коленчатого вала и распределительного вала. А так же открыванию впускных и выпускных клапанов в определенном месте положения поршней.
Для точного расположения распредвала относительно коленвала используются установочные метки. Перед одеванием ремня газораспределительного механизма совмещаются и фиксируются метки. Затем одевается ремень, «освобождаются» шкивы, после чего ремень натягивается натяжным(и) роликами.
При открывании клапана коромыслом происходит следующее: распредвал кулачком «наезжает» на коромысло, которое нажимает на клапан, после прохождения кулачка, клапан под действием пружины закрывается. Клапаны в этом случае располагаются v-образно.
Если в двигателе применены толкатели, то распредвал находится непосредственно над толкателями, при вращении, нажимая своими кулачками на них. Преимущество такого ГРМ малые шумы, небольшая цена, ремонтопригодность.
В цепном двигателе весь процесс газораспределения тот же, только при сборке механизма, цепь одевается на вал совместно со шкивом.

Устройство КШМ

Поршень

Поршень имеет вид цилиндра, изготовленного из сплавов алюминия. Основная функция этой детали заключается в превращении в механическую работу изменение давления газа, или наоборот, – нагнетание давления за счет возвратно-поступательного движения.
Поршень представляет собой сложенные воедино днище, головку и юбку, которые выполняют совершенно разные функции. Днище поршня плоской, вогнутой или выпуклой формы содержит в себе камеру сгорания. Головка имеет нарезанные канавки, где размещаются поршневые кольца (компрессионные и маслосъемные). Компрессионные кольца исключают прорыв газов в картер двигателя, а поршневые маслосъемные кольца способствуют удалению излишков масла на внутренних стенках цилиндра. В юбке расположены две бобышки, обеспечивающие размещение соединяющего поршень с шатуном поршневого пальца.

В целом, поршень, гильза цилиндров и шатун формируют цилиндр или цилиндропоршневую группу кривошипно-шатунного механизма. Современные двигатели могут иметь до 16 и более цилиндров.

Трещина в блоке или головке блока цилиндров, симптомы, как определить и заделать

Независимо от того, какой металлический сплав применяется в изготовлении блока, со временем в ходе работы может образоваться трещина в блоке цилиндров двигателя.

Визуально можно выявить глубокие разрывы, а вот микротрещины «на глаз» не определить.

1. Вероятные симптомы и причины
2. Методы определения
3. Как заделать поврежденные места
4. Заделывание электросваркой
5. Электродуговая сварка
6. Заделка трещин ГБЦ
7. Приварка заплаты
8. Применение эпоксидной пасты

Вероятные симптомы и причины

Ниже описаны признаки, по которым можно косвенно определить трещину в блоке или головке. Хотя, описанные признаки могут означать и иные неисправности.

• Перегрев двигателя, из системы полностью вытекает антифриз. Если не стоит вопрос о герметичности самой системы охлаждения, в этом случае необходимо проверить насколько хорошо затянуты болты ГБЦ. Важно: будьте осторожны, при протяжке болтов они могут лопнуть.
• Некорректная работа прибора управления температурой (термопары), вследствие перегрева происходит деформация головки блока цилиндров.
• Неисправность пробки расширительного бачка, в которой клапан не держит давления, образуются воздушные пробки.
• В тёплую погоду происходит колебание температуры двигателя. Стрелка термодатчика производит резкие скачки в сторону увеличения, либо уменьшения температур.
• Вибрация двигателя или «троение», особенно это ощутимо при подъёме в гору. Как показывает практика, это один из распространенных симптомов образования именно микротрещин. Важно: чтобы подтвердить наличие микротрещин на блоке цилиндров или убедиться, что есть трещина в ГБЦ, выкрутите свечу зажигания. Если свеча мокрая, попробуйте жидкость на язык. Сладкий вкус означает что это антифриз, попадающий через микротрещину в масло. Долейте охлаждающую жидкость и включите двигатель, не закрывая капот и крышку расширительного бака. Если жидкость сразу начнёт кипеть, это верный признак наличия трещины в ГБЦ.
• Велика вероятность появления трещин возле направляющей втулки или втулки впускного клапана. В этом случае головку придется менять.
• Уходят газы. Для определения утечки можно надеть резиновую медицинскую перчатку на расширительный бачок, или горловину радиатора, и закрепить канцелярской резинкой. Если перчатка надувается, значит проблема есть.

Антифриз лучше использовать импортный и безсиликатный G-11 – для алюминиевых блоков. Для чугунных блоков цилиндров лучше использовать антифриз красный, штатный. Он рассчитан под температуру -80 +135.

На заметку: на верхней плоскости блока цилиндров могут появиться трещины вследствие плохой промывки и продувки блока перед сборкой. В результате этого в резьбовых отверстиях под болты остается грязь и жидкость.

Методы определения

Чтобы окончательно убедиться в образовании микротрещин, существует несколько способов определения дефектов.

• Производится установка магнитов по корпусу устройства или ГБЦ. Сверху насыпается металлическую стружку. Она начинает двигаться к местам установки магнитов, забиваясь в трещины.
• На тщательно промытую ацетоном либо керосином поверхность ГБЦ наносим особую жидкую краску и ждем 10 минут. После этого чистой тряпкой стираем оставшуюся краску. Дефекты после такого метода обнаруживаются сразу.
• Для проверки целостности можно использовать жидкость. Для этого необходимо герметично закрыть все отверстия и залить в канал воды. С помощью насоса закачиваем в канал воздух под давлением 0,7 Мпа. Оставляем блок в таком состоянии на несколько часов. Ушедшая вода скажет о том, что в головке блока присутствуют дефекты. Таким же образом целостность проверяется путем погружения блока в емкость с водой. В этом случае пузырьки покажут место трещин.

» alt=»»>
Места расположения дефектов, за устранение которых браться не стоит.

• на клапанных гнёздах;
• на зеркалах цилиндров;
• на плоскости прилегания блока и головки.

Как заделать поврежденные места

Заделывание электросваркой

Засверлить трещины сверлом, чтобы они не пошли дальше и не начали увеличиваться во время работы. Зашлифовать.

Разогреваем блок до 600-650 градусов. Для заделки используем пруток присадочный из чугунно-медного сплава, диаметром 5 мм и флюс. Шов предохранить от окисления с помощью буры.

На поверхности в блоке двигателя должен остаться ровный слой с выступом не более 2 мм. После этого охлаждаем блок в термошкафу.

Электродуговая сварка

В этом случае подогрев блока не требуется. Электронная проволока идёт в качестве присадочного материала. Аргон используется как среда для сварки. Не допускайте перегрева свыше 60 градусов.

Заделка трещин ГБЦ

Нагреваем головку до температуры 200 градусов. Используем для этого ацетиленовую горелку. Заделывание производится при помощи постоянного тока. Диаметр электрода выбираем в зависимости от ширины и толщины стенки.

Приварка заплаты

Подбираем кусок металла, размером с трещину. Жестянкой обворачиваем медные электроды из медного сплава и привариваем заплату. Шлифуем и в довершение покрываем эпоксидной пастой.

Применение эпоксидной пасты

Разлом разделать шлифовкой и засверлить концы трещин сверлом, диаметром не более 85 мм. В отверстия засадить медные заглушки. По очертаниям трещин проходимся насечкой, для создания искусственной шероховатости.

Поверхность обезжириваем с применением ацетона, подогреваем с помощью инфракрасной лампы до температуры 80 градусов. На разлом наносим эпоксидную пасту в следующей последовательности:

• 1 слой 1 мм,
• второй 2-3 мм,
• третий 3-4 мм.

Выдержать в течение суток при температуре 20 градусов, затем необходимо просушить место ремонта в сушильной камере, при температуре 90 градусов, в течение одного часа.
» alt=»»>
После просушки склеенный участок зачистить и выровнять шлифовкой.

Что такое шлифовка ГБЦ и для чего собственно необходима эта процедура?

Шлифовка головки блока цилиндров — это технологический процесс, производимый на специальном оборудовании, с целью доведения плоскости ГБЦ до определенных параметров допустимых заводом изготовителем для плотного сопряжения головки с блоком цилиндров.

Есть несколько вариантов, при которых рекомендована данная процедура:

Зачастую автомобилисты обращаются с уже сложившейся проблемой, а именно заменой прокладки ГБЦ в связи с течью. Но надо понимать, что это уже видимый результат неправильной работы вашего автомобиля. Причиной может служить, как незначительный перегрев двигателя в связи с неисправностями в системе охлаждения, так и абсолютно случайное попадание воды и в последствие деформация ГБЦ и прогоревшая прокладка, требующая замены. Очень важно выяснить причину неисправности и провести грамотную дефектовку и вероятнее всего причиной пробитой прокладки явилось нарушения сопряжения плоскости ГБЦ и блока цилиндров. В этом случае шлифовки (фрезеровки) избежать не получится.

Не редко встречаются обращения владельцев автомобилей с большим пробегом, а соответственно естественным износом. Либо те, кто просто поездил без масла в результатом чего стало «масляное голодание» двигателя. Естественно этим машинам рекомендуется капитальный ремонт ДВС. Действие серьезное и затратное. Но в любом случае не стоит ограничиваться только теми работами, которые указала дефектовка. Ведь головка уже снята и можно уделить ей немного времени и сделать идеально ровной. И при правильной эксплуатации автомобиля это поможет отсрочить на длительный период дальнейшие ремонты.

Сварочные работы, связанные с ремонтом трещин ГБЦ. При этом повышенная температура локально нагревает головку и происходит деформация. Так же на полости образуются швы, которые тоже убираются при помощи шлифовки ГБЦ.

При не регулярной замене либо некачественной охлаждающей жидкости на полости появляется коррозия. Вариант лечения — шлифовка головки.

Данный случай имеет место быть зимой. Зачастую в связи с нехваткой времени либо просто с желанием сэкономить, мы решаем самостоятельно залить антифриз в систему охлаждения. Тем более, что антифриз уже куплен и лежит он у нас в багажнике. Чего же проще! Остановить машину и залить жидкость. Теперь внимание! Разогретый двигатель, а по системе охлаждения начинает циркулировать ледяной антифриз. В результат, локальный удар и деформация ГБЦ. И снова –шлифовка ГБЦ.

Тюнинг автомобиля. Этот вариант касается только любителей, которые фанатично стремятся изменить параметры двигателя.

Делаем вывод: шлифовка ГБЦ, осуществляется при каждом снятии головки блока цилиндров –это приводит к выравниванию поверхности ГБЦ, а, следовательно, увеличивает плотность прилегания головки к блоку. Результат, горячие газы не начнут выходить из-под прокладки, что сохранит прокладку целой, а нас избавит от ненужных расходов.

голоса

Рейтинг статьи

Головка блока цилиндров.

Что такое головка блока цилиндров и её принцип работы и назначение.

Головка блока цилиндров является одной из самой важной деталью двигателей внутреннего сгорания. Обычно это монолитная деталь (также может быть в разделенном виде) из сплавов алюминия (или чугуна), которая является корпусной деталью для газораспределительных механизмов и формирует верхнюю часть камеры сгорания. Как правило устанавливается на блок цилиндров через прокладку и крепится при помощи болтов.

• Назначение головки блока цилиндров
• Устройство головки блока цилиндров. Конструкция.
• Схема ГБЦ
• Принцип работы головки блока цилиндров.
• Основные проблемы головки блока цилиндров. Последствия и причины нарушения работоспособности.
• Видео работы головки блока цилиндров

Головка блока цилиндров. Общий вид, 3D модель

Назначение головки блока цилиндров

Головка блока берет на себя обязанности по выполнению таких важных функций, как обеспечение базировки и размещения компонентов газораспределительного механизма, элементов подвода и отвода топлива, обеспечение газодинамических характеристик воздушного заряда, отвод из камеры сгорания продуктов горения, формирование камеры сгорания и обеспечение ее герметичности, отвод и подвод масла для компонентов газораспределительного механизма (ГРМ). Также головка блока цилиндров (ГБЦ) является важным элементом, благодаря, которому обеспечивается соответствие автомобиля экологическим стандартам по уровню выброса вредных веществ.

2

Устройство головки блока цилиндров. Конструкция.

Головка блока цилиндров в разрезе. Установка форсунки Чтобы понять принцип работы головки блок цилиндров необходимо знать её составляющие. Итак, в состав ГБЦ входят: седла клапанов, направляющие втулки, коромысло клапана, гидрокомпенсатор (иногда идет в составе с коромыслом), траверса (если есть необходимость открытия двух клапанов одновременно при наличие одной штанги на два клапана на шестнадцати клапанной головке блока), пружины для возврата клапанов в исходное положение, свечи зажигания (для бензиновых и газовых двигателей), топливные форсунки (преимущественно используются в дизельных двигателях), впускные клапана и выпускные клапана (обычно диаметр впускных клапанов больше, чем у выпускных, так как отверстие на головке блока должно иметь определенный диаметр, с целью обеспечения необходимых газодинамических характеристик воздушного заряда, для более полного сгорания воздушно-топливной смеси).

Схема ГБЦ

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).

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.

org/ImageObject»>

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:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 5 чел.
Средний рейтинг: 4.6 из 5.

Головки цилиндров на Summit Racing

Если вы участвуете в гонках Pro Stock, Super Comp или просто хотите восстановить свой старый маленький блок Chevy 350, головки цилиндров созданы именно для вас! Головки блока цилиндров повышают производительность…

Если вы участвуете в гонках Pro Stock, Super Comp или просто хотите восстановить свой старый малый блок Chevy 350, головки блока цилиндров созданы именно для вас! Головки цилиндров с улучшенными характеристиками улучшают подачу воздуха в двигатель, повышая мощность и крутящий момент. Закрепите на болтах набор полностью собранных головок цилиндров для мгновенного прироста мощности или настройте верхнюю часть вашего двигателя на основе комплекта голых отливок! Кроме того, вы можете еще больше увеличить мощность, выбрав головки цилиндров с направляющими и камерами с отверстиями с ЧПУ, профилированными камерами с ЧПУ, приподнятыми направляющими выхлопных газов и другими усовершенствованиями. От недорогих чугунных головок цилиндров до легких…

Независимо от того, участвуете ли вы в гонках Pro Stock, Super Comp или просто хотите восстановить свой старый маленький блок Chevy 350, для вас найдутся головки блока цилиндров! Головки цилиндров с улучшенными характеристиками улучшают подачу воздуха в двигатель, повышая мощность и крутящий момент. Закрепите на болтах набор полностью собранных головок цилиндров для мгновенного прироста мощности или настройте верхнюю часть вашего двигателя на основе комплекта голых отливок! Кроме того, вы можете еще больше увеличить мощность, выбрав головки цилиндров с направляющими и камерами с отверстиями с ЧПУ, профилированными камерами с ЧПУ, приподнятыми направляющими выхлопных газов и другими усовершенствованиями. От недорогих чугунных головок цилиндров до легких алюминиевых головок цилиндров — у нас есть головки цилиндров для самых разных областей применения, в том числе для новейших двигателей GM LS и Ford Mod-Motor.

Результаты 1–25 2000 г. +

$647,64

Предполагаемая дата отгрузки в США: 2 января 2023 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

$593,58

Предполагаемая дата отгрузки в США: 2 января 2023 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

95″> 1193,95 долларов США

Предполагаемая дата отгрузки в США: Понедельник 24.10.2022 Расчетная дата международной отправки: Сегодня

1157,95 долларов США

Предполагаемая дата отгрузки в США: 19 декабря 2022 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

27″> 2064,27 долларов США

Предполагаемая дата отгрузки в США: 14 ноября 2022 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

1367,95 долларов США

Предполагаемая дата отгрузки в США: 19 декабря 2022 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

0″> 439,00 долларов США

Предполагаемая дата отгрузки в США: Четверг 20.10.2022 Расчетная дата международной отправки: Сегодня

3095,95 долларов США

Предполагаемая дата отгрузки в США: 14 ноября 2022 г. Расчетная дата международной отправки: 15 ноября 2022 г. если заказать сегодня

$944,95

Предполагаемая дата отгрузки в США: Понедельник 24.10.2022 Расчетная дата международной отправки: Сегодня

2788,42 долл. США

Предполагаемая дата отгрузки в США: 19 декабря 2022 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

54″> 2066,54 долларов США

Предполагаемая дата отгрузки в США: 12 декабря 2022 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

908,95 долларов США

Предполагаемая дата отгрузки в США: 7 ноября 2022 г. Расчетная дата международной отправки: 11 ноября 2022 г. если заказать сегодня

$863,88

Предполагаемая дата отгрузки в США: 26 декабря 2022 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

2064,27 долларов США

Предполагаемая дата отгрузки в США: Понедельник 24.10.2022 Расчетная дата международной отправки: 2 ноября 2022 г.

1197,95 долларов США

Предполагаемая дата отгрузки в США: Четверг 20.10.2022 Расчетная дата международной отправки: Сегодня

2300,33 доллара США

Предполагаемая дата отгрузки в США: Понедельник 24.10.2022 Расчетная дата международной отправки: Сегодня

42″> 2788,42 долл. США

Предполагаемая дата отгрузки в США: 2 января 2023 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

3580,33 долларов США

Предполагаемая дата отгрузки в США: 12 декабря 2022 г. Расчетная дата международной отправки: 13 декабря 2022 г.

2613,04 долларов США

Предполагаемая дата отгрузки в США: Четверг 20.10.2022 Расчетная дата международной отправки: Сегодня

$593,58

Предполагаемая дата отгрузки в США: 2 января 2023 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

99″> 1126,99 долларов США

Предполагаемая дата отгрузки в США: 14 февраля 2023 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

1149,99 долларов США

Предполагаемая дата отгрузки в США: 31 октября 2022 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

95″> 908,95 долларов США

Предполагаемая дата отгрузки в США: 19 декабря 2022 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

1243,99 долларов США

Предполагаемая дата отгрузки в США: 15 декабря 2022 г. Расчетная дата международной отправки: 16 декабря 2022 г. если заказать сегодня

1517,95 долларов США

Предполагаемая дата отгрузки в США: Четверг 20.10.2022 Расчетная дата международной отправки: Сегодня

Головки цилиндров – полное руководство

Из нашего безумно подробного руководства:

Головка блока цилиндров находится в верхней части двигателя. Его цель состоит в том, чтобы герметизировать верхнюю часть цилиндра для создания камеры сгорания. Головка также образует корпус для клапанного механизма и свечей зажигания. Внутри головки блока цилиндров расположены сложные каналы для охлаждающей жидкости и масла. Головка вместе с компонентами, которые она содержит, известна как верхняя часть двигателя.

Во многих отношениях головка является механическим центром управления двигателем. Это место встречи впускной, выпускной, топливной и топливной систем.

Строительство

Головки цилиндров изготавливаются либо из чугуна, либо из литого алюминия. Литой алюминий дороже в производстве, но обеспечивает значительную экономию веса и лучше рассеивает тепло, чем чугун. Практически во всех серийных бензиновых двигателях используется алюминиевая головка, в то время как чугун по-прежнему широко используется для дизелей из-за его более высокой прочности.

Внутренняя часть головки блока цилиндров представляет собой сложную сеть масляных каналов и каналов для охлаждающей жидкости, еще более сложную, чем блок двигателя. Чтобы сформировать эти внутренние полости, головки часто отливают методом литья по газифицируемым моделям.

Литье по газифицируемым моделям

В этом методе литья используется модель головки блока цилиндров из полистирола, изготовленная путем склеивания слоев. Затем модель заполняется песком для литья и заполняются все пустоты. Это создает форму вокруг полистирола, который затем испаряется и заменяется расплавленным алюминием. После затвердевания металла песок удаляют и промывают перед обработкой отливки.

Камера сгорания

Камера сгорания – это пространство, в котором сгорает топливно-воздушная смесь. Он образован головкой блока цилиндров вверху, стенками цилиндра и поршнем в качестве его дна. Форма камеры сгорания образована углублением в нижней части головки блока цилиндров. Форма этого углубления определяет, как топливо смешивается с воздухом и как эта смесь горит.

Целью является полное сгорание топлива при равномерном распространении пламени по камере. Топливо необходимо смешивать, и это достигается за счет создания турбулентности — очень быстрого завихрения — смеси, когда поршень движется вверх на такте сжатия.

Форма камеры сгорания развивалась на протяжении всей истории двигателя.

• В клиновидная камера , такт сжатия выталкивает смесь из узкого конца клина в более широкий конец, создавая турбулентность и концентрируя смесь вокруг свечи зажигания.
  
• А полукамера представляет собой углубление в форме купола, которое обычно используется в головках с одним клапаном с поперечным потоком. Когда свеча зажигания расположена по центру камеры, путь пламени к головке поршня короткий. Сферическая природа полукамеры затрудняет размещение нескольких клапанов, которые сегодня используются в большинстве двигателей.
  
• А односкатная крыша камера сгорания похож на полукамеру, но с уплощенными поверхностями, что позволяет разместить четыре клапана на цилиндр. Камеры Pentroof чаще всего используются в двигателях, произведенных за последние тридцать лет.
  

Порты

Отверстия в головке блока цилиндров представляют собой проходы, которые позволяют воздуху и выхлопным газам входить и выходить из камеры сгорания. Они отлиты в головке, и их размер и форма имеют большое влияние на поток через двигатель.

Одна сторона блока обычно соединяется с воздухозаборником, другая — с выпускным коллектором. Это известно как Головка с поперечным потоком , и, безусловно, встречается чаще всего. Обратный поток — это термин для головки блока цилиндров, в которой клапаны находятся на одной стороне, но он используется редко, поскольку он менее эффективен, чем конструкция с поперечным потоком.

В двигателях с несколькими впускными и выпускными клапанами на цилиндр может быть один порт на цилиндр или один порт для всех впускных и выпускных клапанов. Большое количество вычислений и исследований направлено на формирование портов, чтобы обеспечить максимальный объем и скорость воздуха, проходящего через них.

Компоновка головки блока цилиндров

В верхний кулачок (OHC) двигатель, преобладающий тип двигателя, используемый сегодня, распределительный вал находится в головке, тогда как для Верхний клапан (OHV) компоновка распределительного вала находится в блоке.

Рядные двигатели имеют только одну головку цилиндров, тогда как плоские, V-образные и W-двигатели будут иметь несколько головок цилиндров, по одной на каждый ряд цилиндров.

Модификации и обновления

Настил головки блока цилиндров

Головка блока цилиндров может деформироваться в течение срока службы, а нижняя поверхность, сопрягаемая с блоком, может изнашиваться. Чтобы восстановить идеально ровную поверхность, поверхность головки блока цилиндров обрабатывается в процессе, известном как декинг, шлифовка или шлифовка головки.

Портирование

Портирование — это процесс, при котором порты двигателя модифицируются — обычно открываются, а стенки полируются до идеальной гладкости. Это улучшит поток газа через головку. Полировка — это трудоемкий процесс, но его можно выполнить дома с минимальными инструментами, поэтому он популярен среди мастеров по ремонту двигателей своими руками.

Современные вычисления CFD (Computational Fluid Dynamics) теперь склоняются к теории, согласно которой даже после переноса стенки портов более эффективны, если их оставить слегка шероховатыми и не полированными.

Продолжить чтение: Клапаны

Какие функции выполняет головка блока цилиндров в двигателе автомобиля?

О прокладке ГБЦ можно найти любую информацию, и многие автовладельцы знают о ее функциях, но гораздо меньше знают о самой ГБЦ. Вот почему мы собрали все, что вам нужно знать о головка блока цилиндров . Узнайте, как работает головка блока цилиндров в вашем автомобиле, почему это важно и какие дефекты могут возникнуть.

Что делает головка блока цилиндров в моей машине?

Основная задача ГБЦ — закрыть камеру сгорания двигателя сверху. Верхняя часть двигателя называется головкой блока цилиндров, а нижняя часть — блоком цилиндров . Головка блока цилиндров сидит на двигателе и закрывает камеру сгорания. Зазор, который остается между головкой блока цилиндров и двигателем, заполняется прокладкой головки блока цилиндров.

Другая задача головки блока цилиндров – обеспечить постоянную смазку цилиндра. Если цилиндры плохо смазаны, ровная работа двигателя невозможна, поэтому головка блока цилиндров является неотъемлемой частью работы двигателя.

Так устроена головка блока цилиндров

Головка блока цилиндров является не только очень важной частью вашего двигателя, но и одной из самых дорогих частей двигателя автомобиля из-за ее сложной конструкции. Так как головка блока цилиндров подвергается воздействию очень высоких температур в процессе сгорания, она состоит из стойких алюминиевых сплавов и легких металлов.

Внизу он обычно крепится непосредственно к корпусу коленчатого вала и закрыт сверху клапанной крышкой. В зависимости от того, дизельный или бензиновый двигатель у вашего автомобиля, конструкция головки блока цилиндров различается.

Компоненты головки блока цилиндров бензинового двигателя

• Впускные и выпускные каналы: Обеспечивают выход выхлопных газов из цилиндров и попадание в цилиндры абсорбированной топливно-воздушной смеси
• Впускные и выпускные клапаны: Здесь бензиновые двигатели всасывают топливно-воздушную смесь, в то время как выхлопные газы одновременно транспортируются в выхлопную систему
• Распределительные валы: коленчатый вал, приводимый в движение ремнем ГРМ, приводит в движение распределительные валы. Распредвалы отвечают за открытие и закрытие клапанов
• Форсунки: обеспечивают впрыск топлива в камеры сгорания
• Свечи зажигания: они инициируют сгорание топлива

Это компоненты головки блока цилиндров дизельного двигателя

• Впускные и выпускные каналы: Они позволяют выхлопным газам выходить из цилиндров и позволяют захваченной воздушно-топливной смеси поступать в цилиндры
• Впускные и выпускные клапаны: дизельные автомобили всасывают воздух через впускные и выпускные клапаны, в то время как выхлопные газы одновременно транспортируются в выхлопную систему
• Распределительные валы: Коленчатый вал, приводимый в движение цепью ГРМ, приводит в движение распределительные валы. Распредвалы отвечают за открытие и закрытие клапанов
• Форсунки: они впрыскивают топливо в дизельных двигателях в камеры сгорания или предкамеры
• Свечи накаливания: помогают при холодном запуске

Могут ли быть дефекты головки блока цилиндров?

К сожалению, сложная конструкция головки блока цилиндров и многочисленные задачи делают ее подверженной дефектам. Наиболее частый дефект – негерметичность прокладки ГБЦ, причиной которой является повышенное истирание. Подробнее читайте в нашем блоге о признаках дефектной прокладки ГБЦ .

Также могут быть дефекты на самой головке блока цилиндров, например, от высоких температур и сильных вибраций при работающем двигателе. Это может привести к трещинам в материале головки блока цилиндров.

Ремонт или восстановление ГБЦ?

Многие дефекты могут потребовать ремонта головки блока цилиндров, который может быть очень дорогим. Так как головка блока цилиндров установлена ​​в двигателе, большие объемы работ на этом узле двигателя связаны с ремонтом или реставрацией.

В большинстве случаев головку блока цилиндров необходимо сначала снять, а затем отшлифовать после ремонта, так как это единственный способ обеспечить правильное закрытие нижней части двигателя.

Замена головки блока цилиндров допускается только в редких случаях. В основном дефекты ГБЦ относятся к легко заменяемым деталям, например, клапанам.

На этой странице вы найдете более подробную информацию о том, сколько стоит ремонт головки блока цилиндров.

Если вы заметили нарушения в работе вашего двигателя, рекомендуется как можно скорее обратиться в сервисный центр, чтобы предотвратить дальнейшие повреждения.

К признакам дефектов ГБЦ относятся:

• Вы заметили потерю мощности двигателя
• Температура охлаждающей воды находится в красной области
• Вы видите масло в охлаждающей воде
• Вы должны долить воду и масло через короткое время
• Вы заметили плохое поведение при холодном запуске

Как головка блока цилиндров охлаждается в двигателе?

Как уже было сказано выше, головка блока цилиндров подвергается воздействию высоких температур и поэтому должна охлаждаться во избежание перегрева и повышенного износа. Существует два различных типа охлаждения головки блока цилиндров: охлаждение водой или воздухом.

Головки цилиндров с воздушным охлаждением

Головки цилиндров с воздушным охлаждением охлаждаются только проходящим воздухом.