Иногда думают, что ГБЦ (ГБЦ) — это как крышка корпуса двигателя. Ну да, есть детали, но в основном это просто закрыть замок и, при необходимости, открыть его для ремонта. В самом деле, это важная двигательная единица с определенной целью и определенными функциями.
Назначение и устройство
Основные функции головы:
- Участие в формировании камеры сгорания и ее герметичности.
- Подача и удаление масла для раздаточных частей.
- Приведите газодинамические параметры порции воздуха.
- Расположение деталей газораспределительного механизма (ГРМ), а также каналов для подачи топлива и удаления продуктов его сгорания.
Правильно рассчитанная головка блока цилиндров играет важную роль в обеспечении соответствия машины принятым стандартам по количеству вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу.
Конструкция ГБЦ обусловлена работой двигателя внутреннего сгорания. Последний получает энергию сгоревшего топлива и преобразует ее во вращение коленчатого вала. Поэтому заголовок обязательно должен содержать:
- Места установки элементов ГРМ.
- Рубашка охлаждения.
- Седла клапана и направляющие клапана.
- Смазочные каналы.
- Камера, в которой будет сжигаться топливо.
- Места для форсунок или свечей зажигания.
Тип головки блока цилиндров зависит от конструкции двигателя. Разновидности различаются конструкцией, конструкцией камеры сгорания, типом ГРМ и другими характеристиками.
По конструкции ГБЦ различают:
- На каждом цилиндре есть отдельные головки — в многоцилиндровых рядных двигателях. Достоинства: простой, ремонтопригодный, экономичный в использовании.
- Индивидуальные варианты.
- Общая V-образная ГБЦ двигателя — на каждый ряд.
- Одинарная головка для рядных двигателей. Это самый распространенный вид. Хотя они более сложные, из-за особенностей положения распредвала в ГБЦ (или 2 таких вала, которые позволяют вставить насос-форсунку с Common Rail и сэкономить место)
Моноголовки обычно используются в рядных двигателях от двух до шести цилиндров. На восьми цилиндрах, а иногда и V-образных, есть отдельные для каждого поршня. V-образные двигатели почти всегда имеют собственные головки блока цилиндров в каждом ряду. Отдельные головки используются на мощных дизельных двигателях. А также — на звездообразных или оппозитных двигателях. И, конечно же, одноцилиндровый.
Для камер сгорания (положение):
- Частично они расположены в поршне, частично в головке блока цилиндров. Тогда часть камеры будет сделана в нижней части поршня.
- В самом поршне нижняя часть ГБЦ плоская. Для наклонных клапанов насечки необязательны.
- Находится в ГБЦ. Этот вариант предполагает наличие плоского днища поршня. Может присутствовать вытеснитель.
В зависимости от устройства отсчета времени и его доступности в целом:
- Есть клапаны, коромысла и другие элементы. Распределительный вал внизу, все остальное вверху головы.
- Есть полный комплект ГРМ: трансмиссия, клапана, распредвал, сопутствующие детали. Все расположено в верхней части ГБЦ.
- Вне времени. Это малоклапанные многоцилиндровые двигатели. А также одноцилиндровый двухтактный без клапанов.
Кроме того, головки блока цилиндров различаются по типу двигателей, для которых они предназначены: дизельный, бензиновый, газовый, форсированный, тихоходный, с воздушным или водяным охлаждением.
Поэтому, не боясь ошибиться, можно констатировать следующее. Конструкция всех головок блока цилиндров примерно одинакова. И недостатки похожи. Но их взаимозаменяемость встречается очень редко.
Принцип работы
С принципом работы в этом случае сложностей нет. Головка блока цилиндров образует камеру сгорания и заполняет ее горючей смесью, после чего выводит выхлопные газы наружу. Более подробно это выглядит так. В карбюраторном двигателе головка блока цилиндров начинает вращаться в момент запуска двигателя:
- Кулачок распределительного вала проталкивает шток через нижний наконечник.
- Усилие передается через шток, верхний наконечник и регулировочный винт на балансирное колесо через гидравлический компенсатор.
- Коромысло прижимается к торцу клапана. Он немного погружается в камеру, откуда открывается круглая щель. Топливно-воздушная смесь впрыскивается и воспламеняется свечой зажигания.
- Пружина толкает клапан назад. После того, как поршень совершил ход «вниз», когда поршень «вверх» толкает выхлопные газы, в определенный момент распредвал открывает выпускной клапан. Образуется аналогичное пространство, через которое «дым» попадает в патрубок, а через выхлопную трубу — в атмосферу.
- Этот клапан повторно устанавливается, как и впускной, с помощью пружины
- Рабочий цикл повторяется.
В дизельном двигателе топливо воспламеняется от сильного сжатия, а не от искры. Здесь для нормальной работы двигателя необходимо обеспечить точную настройку ТНВД (ТНВД) — момент впрыска должен быть синхронизирован с движением клапана.
Уплотнение газового стыка
Герметичность прокладки газового стыка (т.е стыка блока и ГБЦ) имеет большое значение для любого силового агрегата. Если его не подать, топливная смесь не вытечет полностью, снизится мощность и возникнут проблемы с запуском. К тому же работа двигателя будет излишне шумной, а его износ ускорится.
Достижение полной герметичности гарантируется установкой прокладки. В настоящее время используются три типа пломб:
- Асбест. Помимо указанного материала в их конструкции присутствуют и металлические элементы. Основные преимущества: высокая огнестойкость и эластичность. Недостатки: не «люблю» перепады температур и вибрации. Теряет свойства при длительном использовании.
- Композиционные материалы, т.н. «Без асбеста». Изготовлен из резины и синтетического волокна. Это эластичные и прочные изделия с длительным сроком службы. Им не страшны коррозия и резкие перепады температур. Хорошие электроизоляторы. Экологический. Недостатки: дорого, не всегда доступно в Подмосковье. Сегодня они считаются лучшими.
- Металлик. Они сделаны из меди и стального листа. Это очень прочные и долговечные изделия. Нагрузки распределяются равномерно. Если блок цилиндров специфический, то прокладка содержит дополнительные уплотнительные элементы.
Долговечность любой прокладки зависит не только от ее характеристик. Важно соблюдать правила установки ГБЦ, точно отрегулировать силовой агрегат, заправить его качественным топливом, убедиться в отсутствии засорения в системе охлаждения, а также правильной работе помпы и термостата.
Все прокладки одноразовые. Эти продукты нельзя использовать повторно, даже если они выглядят неповрежденными. Причина в том, что полная герметичность не гарантируется при указанном моменте затяжки. Болты поворачиваются с центральных на внешние. Прокладку необходимо заменять в чистом помещении, чтобы предотвратить попадание стружки, пыли и т.д. В камеру сгорания. При покупке такой детали нужно брать оригиналы, желательно от известных производителей.
Если при ремонте двигателя планируется замена ГБЦ, то специалисты рекомендуют приобретать эту сборку в сборе. Как показывает практика, установка деталей от разных производителей впоследствии оборачивается эксплуатационными проблемами.
Часто встречающиеся поломки
Дуло представляет собой металлический слиток сложной формы. В нем много функциональных деталей. Главный излом — трещины. Также такие проблемы, как:
- Седло клапана отваливается.
- Из-за образовавшейся в нижней части головы щели «дым» попадает в систему охлаждения.
- Ломается компенсатор, пружина, клапан, коромысло.
- Станины надеты под распредвал.
- Нарушение герметичности из-за выхода из строя уплотнения.
- Проволока была порвана под свечой.
Когда появляются трещины, есть варианты. Если это зазор между камерой сгорания и рубашкой охлаждения, ремонтировать его нет смысла. Но местами вне газового стыка отверстие можно заварить, менять ГБЦ совсем не обязательно. Когда грядки изношены, ставятся бронзовые втулки.
При обнаружении неисправности головку блока цилиндров необходимо немедленно отремонтировать. В противном случае привод быстро выходит из строя до такой степени, что становится непоправимым. Например, если клапан не закрывается полностью, поршень стучит по его заслонке. Клапан деформирован, поэтому он больше не прилегает к седлу. Из-за этого возникают дефекты в ГБЦ и даже в поршневом узле. В результате выходит из строя одна из поршневых групп. Если обратиться к ремонту на ранней стадии, проблема будет решена относительно легко и быстро.
Кстати, сразу после ремонта очень полезно «послушать» двигатель. Если его работа нестабильна, рекомендуется как можно скорее обратиться к специалисту. Потому что, если ремонт производил кузнец, не имеющий слишком высокой квалификации (мягко говоря), исправить проблему исправлением деталей не получится, что бы ни говорил этот мастер.
Независимо от того, был ли ремонт головки блока цилиндров простым или сложным, в заключение, головка блока цилиндров должна быть должным образом отшлифована и, по желанию, также фрезерована. Особенно это касается плоскости сцепления. Опытный специалист способен восстановить головку блока цилиндров практически до первоначального состояния. Но это может занять много времени.
Заключение
Если окажется, что в ГБЦ нечего ломать, это только на первый взгляд. Действительно, современные двигатели внутреннего сгорания очень сложны, а условия, в которых они работают, чрезвычайно суровы. Поэтому нет гарантии, что головка никогда не выйдет из строя за весь период эксплуатации. Да, в большинстве случаев достаточно заменить прокладку.
Но за двигателем нужно очень внимательно следить. Любое отклонение от нормы, наличие посторонних шумов, перерасход масла или топлива, непонятное поведение на высоких или малых оборотах — это повод заняться диагностикой, чтобы в ближайшее время не возникло серьезных проблем.
