Головка блока цилиндров двигателя: всё про неё здесь

Головка блока цилиндров: самое важное об устройстве, эксплуатации и неисправностях

INTEGRA sedan (01.85 – 12.89)

1750-2000 sedan (03.68 – 12.83)

Блок цилиндров можно без сомнений назвать сердцем двигателя внутреннего сгорания. А важнейшим элементом блока цилиндров являются т.н. головка. Она имеет еще одно короткое и наиболее употребляемое название: ГБЦ. Хоть головка блока цилиндров и является для блока цилиндров своеобразной крышкой, в ее конструкции есть множество особенностей. Нельзя не рассказать и об используемых материалах. Разберемся же в том, что представляют собой ГБЦ, каково ее назначение, из каких элементов она состоит и какие может иметь неисправности.

Двигатель и какое место в нем занимает головка блока цилиндров

Для того, чтобы говорить об особенностях ГБЦ, стоит коротко рассмотреть принцип работы двигателя внутреннего сгорания. Суть работы двигателя в том, чтобы преобразовать энергию, получаемую от сгорания топлива, в механическую работу. В автомобилях нашли применение поршневые двигатели, в которых возвратно-поступательное движение поршней при помощи т.н. кривошипно-шатунного механизма преобразуется уже во вращение. Исходя из особенностей современных двигателей внутреннего сгорания, головка блока цилиндров обязана включать следующие элементы:

  1. Места под форсунки или же свечи зажигания;
  2. Седла клапанов и их направляющие элементы;
  3. Камеру сгорания;
  4. Смазочные каналы;
  5. Площадку для монтажа газораспределительного механизма и его привода;
  6. Рубашку охлаждения.

Отдельно также стоит выделить крышку ГБЦ, выполняющую роль защиты от механических воздействий, а также специальную прокладку, обеспечивающую герметичное прилегание головки блока цилиндров. Крышка может быть штампованной металлической или же пластиковой. Она имеет маслозаливную горловину и пробку. Сама головка блока может выполняться из двух материалов, о чем мы расскажем чуть позже. А пока что отметим, что материал крайне важен, ведь от его характеристик будет зависеть то, как долго ГБЦ сможет эксплуатироваться.

В автомобилях с однорядными двигателями ГБЦ устроена относительно просто и включает лишь одну часть. В более сложных V-образных моторах головка включает несколько частей под отдельные ряда цилиндров. В обоих случаях ГБЦ крепится к блоку цилиндров специальными шпильками и болтами. Процедура монтажа головки весьма сложна и предусматривает использование динамометрического ключа , а также требует четкого соблюдения технологии – болты затягиваются с заданным автоконцерном усилием и в четкой последовательности (от центральных к крайним). Вышеупомянутая прокладка ГБЦ не только уплотняет место прилегания, но также защищает силовой агрегат от внутреннего давления и утечек масла. К слову, эта прокладка по факту является одноразовой – если ГБЦ пришлось снять, то устанавливать ее на место придется уже с новой прокладкой.

Материалы головки блока цилиндров

В двигателях с внутренним образованием горючей смеси ГБЦ имеют отверстия под форсунки, а в двигателях с внешним смесееобразованием – свечи зажигания. Сама головка также имеет клапанный механизм, служащий для впуска рабочего тела ( топливной смеси ) в цилиндры, а также для выпуска уже отработавших газов. Все это означает, что ГБЦ эксплуатируется в условиях повышенного давления, температуры, а также при непосредственном контакте с химически агрессивной средой. Вследствие этого предъявляются высокие требования к материалам, из которых головка будет изготовлена. В автомобильной индустрии нашли применение два материала:

  • Алюминий. Это довольно легкий и относительно дешевый материал. Алюминиевые сплавы обладают высокой теплопроводностью . В стенках головок из алюминия наблюдается невысокая тепловая напряженность, что позволяет им работать даже при очень высоких степенях сжатия без детонаций. Двигатели с алюминиевыми ГБЦ легче, имеют высокие экономические и мощностные показатели;
  • Чугун. Выделяет серый или легированный чугун. Оба сплава отличаются высокой плотностью, а значит большой массой, но вместе с тем и высокой прочностью и жаростойкостью . Чугун вдвое тяжелее алюминия и при этом подвержен коррозии. Наиболее широкое применение чугунные ГБЦ находят в транспорте тракторного типа, хотя в легковых автомобилях чугунные детали тоже применяются.

Запчасти на Mazda 2

2 hatchback (DY) (01.03 – 07)

Запчасти на Hafei princip

PRINCIP 5 sedan (06 – )

В отдельных случаях высокую теплопроводность алюминия пытаются комбинировать с жаростойкостью чугуна. Например, в дизельных двигателях с воздушных охлаждение м. В них основание ГБЦ и выпускных клапанов выполняется из чугуна, после чего заливаются алюминиевым сплавом. Такие двигатели имеют хороший теплоотвод, а имеющаяся головка блока цилиндров меньше деформируется при чередовании нагрева и охлаждения. В случае форсированного дизеля, работающего в условиях высокой тепловой напряженности, ГБЦ изготавливают с применением алюминиевых сплавов.

Коротко о типах головок блока цилиндров

В зависимости от общей конструкции двигателя выделяет типы ГБЦ. Всего их четыре. Они отличаются по конструктивному исполнению, а также по расположению камер сгорания, типу ГРМ и некоторыми другим особенностям. Касательно конструктивных исполнений:

  1. Одна головка для цилиндров в т.н. рядных двигателях;
  2. Общие головки под ряд цилиндров в ДВС V-типа (V-образных);
  3. Раздельные головки под цилиндры в многоцилиндровых рядных двигателях;
  4. Индивидуальные решения: головки цилиндров в одно- и многоцилиндровых рядных ДВС, V-образных ДВС и прочих.

Распространенные 2-х – 6-цилиндровые рядные моторы используют общие головки. Если мотор V-образный, то в нем с наибольшей вероятностью ГБЦ перекрывает один ряд цилиндров , хотя находят применение и головки под каждый цилиндр, как в восьмицилиндровых двигателях. Индивидуальные головки блока цилиндров можно видеть в мощных дизельных двигателя, а также специальных силовых агрегатах, как-то звездчатых и оппозитных двухцилиндровых агрегатах . Если двигатель одноцилиндровый, то головка строго индивидуальная. Также ГБЦ классифицируют по расположению камер сгорания. Здесь возможны такие конструктивные исполнения:

  1. Камера находится прямо в головке. При таком исполнении поршень должен имеют плоское днище. Возможно наличие вытеснителя;
  2. Камера находится и в поршне, и в ГБЦ. Часть камеры сгорания находится в нижней части поршня;
  3. Камера находится прямо в поршне. При таком исполнении ГБЦ имеет плоскую нижнюю поверхность, опционально с углублениями под установку клапанов с наклоном.
Читайте также:
Топливный насос высокого давления – тонкости ремонта + Видео

Но и на этом классификация не заканчивается. В зависимости от устройства ГРМ и наличию данного механизма в принципе, головки блоков могут иметь различное конструктивное исполнение . Вот например:

  1. ГРМ отсутствует. Такое возможно в одноцилиндровых двухтактных бесклапанных, а также многоцилиндровых нижнеклапанных двигателях;
  2. Присутствуют клапаны, коромысла и другие компоненты двигателя. Распредвал располагается снижу, остальные комплектующие двигателя монтируются в верхней части головки блока цилиндров;
  3. ГРМ полное (распредвал, клапаны, приводы, сопутствующие элементы). В этом случае детали монтируются в верхней части ГБЦ.

Многообразие ГРМ определяется и тем, под какой именно двигатель они спроектированы. Выделяют головки под бензиновые, газовые, дизельные агрегаты, под моторы малых оборотов и форсированные, а также моторы, имеющие воздушное или водяное охлаждение. В общем и целом, конструкция всех головок примерно одинакова, но на деле головки почти никогда не являются взаимозаменяемыми. Неисправности головок разных типов также схожи.

Принцип работы

Если говорить вкратце, то ГБЦ отвечает за формирование камеры сгорания, подачу в камеру горючей смеси и дальнейший отвод отработавших газов. На словах все достаточно просто, но давайте рассмотрим все в подробностях. Итак, при запуске двигателя головка блока цилиндров включается в работу. Вот что происходит:

  1. Распредвал толкает штангу, которая затем оказывает давление на гидрокомпенсатор и коромысло;
  2. Коромысло оказывает давление на клапан, который тут же открывается. Клапаны в дизельных ДВС несколько отличаются от своих бензиновых «собратьев» по функционалу;
  3. Клапан оказывается в камере сгорания, где происходит воспламенение смеси от свечи зажигания;
  4. Отработавшие газы отходят в выпускной коллектор;
  5. Пружина возвращает клапан в его изначальное положение. Цикл повторяется.

В дизельных мотор смесь воспламеняется от сжатия, так что ключевым параметром является синхронизация впрыска топлива специальной дизельной форсункой с открытием впускного клапана. В случае ГБЦ как бензинового, так и дизельного мотора важной является герметичность газового стыка – если он теряет герметичность, топливо не будет сгорать полностью, а двигатель будет труднее запустить. Также при потере герметичности можно отметить повышенную шумность работы двигателя и его ускоренное изнашивание по ходу эксплуатации.

Коротко о прокладках ГБЦ

Раз уж речь зашла о герметичности, то остановимся и рассмотрим этот параметр. При монтаже головки к БЦ необходимо четко соблюдать технологию, о чем мы вскользь упомянули выше. Перед монтажом важно подобрать правильную прокладку , которая сделает соединение герметичным и более надежным. Технологии не стоят на месте и сегодня на рынке автомобильных комплектующих имеются прокладки головки блока цилиндров аж трех разновидностей. Ключевым является материал прокладки:

  • Металл. Прокладка из металла (листовая медь + сталь) может похвастать долговечностью, высокой прочностью. В ней равномерно распределяются нагрузки, а в случае специфических БЦ предусматриваются зоны с дополнительными элементами для уплотнения. Это классическая «одноразовая» прокладка;
  • Асбест. Несмотря на то, что основным материалом такой прокладки является асбест, металлические элементы в ней тоже есть. Асбест отличается упругостью и впечатляющей огнестойкостью. Материал теряет свойства при длительной эксплуатации, а также отличается чувствительностью как к вибрациям, так и резким перепадам температур;
  • Композитные материалы. Композитные прокладки чаще называют безасбестовыми . Материалы: синтетическое волокно и каучук. Такие прокладки упругие, эластичные, долговечные, а также не боятся перепадов температур, коррозии и имеют высокие электроизоляционные свойства. Кроме того, изготовление безасбестовых прокладок не оказывает серьезного влияния на экологию, чем не может похвастать технология изготовления прокладок из асбеста.

На данный момент лучшим считаются безасбестовые прокладки ГБЦ . Их недостатком является разве что высокая цена, а отдельных случаях и низкая доступность в местных магазинах автозапчастей. Но не стоит думать, что даже лучшая прокладка не может выйти из строя. На эксплуатационный ресурс влияет и соблюдение технологии монтажа головки, и нормальная работа помпы, термостата, отсутствие накипи в системе охлаждение, а также заправка автомобиля качественным топливом, правильная регулировка агрегата.

Неисправности ГБЦ

По факту, головка блока цилиндров является большим металлическим блоком сложной формы. Главным дефектом такого блока является появление трещин. Так как головка включает в себя множество сопутствующих деталей и элементов, обычно специалисты, говоря о неисправностях ГБЦ, подразумевают что-то из следующего:

  • Срыв резьбы под свечи;
  • Поломка пружин, рокеров, клапанов, компенсаторов;
  • Нарушение герметичности вследствие дефекта прокладки ГБЦ;
  • Появление трещин на самой ГБЦ;
  • Износ постелей под распределительным валом;
  • Выпадение седла клапана;
  • Попадание выхлопных газов в систему охлаждения через образовавшееся в нижней части ГБЦ отверстие.

Что касается дефектов непосредственно ГБЦ (трещин, отверстий), то они не всегда говорят о необходимости замены всей головки. Например, если появилась трещина между рубашкой охлаждения и камерой сгорания, ремонт зачастую не является целесообразным. Трещины вне газового в подавляющем большинстве случаев удается заварить. Износ постелей под распредвал можно устранить посредством восстановления бронзовыми втулками.

Читайте также:
Обгонная муфта генератора – как она работает? + Видео

При несвоевременном обращении к специалисту повреждения ГБЦ могут стать настолько серьезными, что весь узел начнет быстро разрушаться и потеряют всякую ремонтопригодность. В большинстве случаев выходят из строя клапаны. Как показала практика, при неполном закрытии клапана поршень бьется о тарелку клапана, вследствие чего клапан деформируется и нарушается его плотное прилегание к седлу. Далее, появляются дефекты головки цилиндров, поршневой группы и клапанов. Одна из поршневых групп со временем полностью выходит из строя и двигатель начинает работать в ненормальном режиме . Решить проблему проще всего на первых этапах ее появления. Заметьте, что даже после ремонта к двигателю нужно «прислушаться» – если он работает неустойчиво, необходимо как можно скорее обратиться к специалисту. Если ремонт был сделан неквалифицированным специалистом, притирка деталей проблему не решит, что бы этот специалист не утверждал.

Обратите внимание, что вне зависимости от сложности ремонта ГБЦ агрегат должен быть тщательно отшлифован и, опционально, фрезерован. Обязательной является шлифовка привалочной плоскости головки. Если за восстановление и ремонт возьмется квалифицированный специалист , то он с высокой вероятностью сможет восстановить деталь практически до ее первоначального состояния. Вся работа займет много времени. Также автолюбителю не стоит забывать о том, что при покупке новой прокладки ГБЦ нужно отдавать предпочтение изделиям известных производителей или же оригиналам.

Вывод

Головка блока цилиндров – с виду довольно простой компонент двигателя внутреннего сгорания, в котором попросту нечему ломаться. В силу сложности современных двигателей и того факта, что они эксплуатируются в жестких условиях, не стоит быть уверенным в том, что проблем с ГБЦ ни разу не возникнет за весь период эксплуатации автомобиля. Конечно, в большинстве случаев требуется лишь замена прокладки, однако автолюбителю важно помнить, что любое изменение в характере работы двигателя может свидетельствовать о появлении далекоидущих проблем. Помните о том, что ненормальная работа двигателя, повышенный расход масла, топлива, снижение акустического комфорта и странное поведение агрегата на разных оборотах сигнализирует о необходимости проведения диагностики.

Головка блока цилиндров: назначение, принцип работы, возможные неполадки

Промо 05.11 Обсудить

Двигатели внутреннего сгорания устанавливаются на большинство отечественных или собранных за границей автомобилей. Силовые агрегаты постоянно дорабатываются, технические характеристики улучшаются. При этом конструктивное исполнение моторов остаётся прежним на протяжении многих лет. Одной из составных частей двигателя является головка блока цилиндров. Этот узел имеет определенные особенности и функционал.

Назначение головки блока цилиндров

В зависимости от марки и модели транспортного средства, конструктивное исполнение головки блоков цилиндров может отличаться. Данный узел закрывает цилиндры от механических воздействий сверху. Для обеспечения герметичности внутренней части силового агрегата между крышкой и блоком устанавливается обжимная прокладка.

Роль ГБЦ в составе силового агрегата:

  1. В корпусе проложены каналы подачи топливной смеси, удаления отработанных газов. Там же располагаются элементы газораспределительного механизма.
  2. Модуль отвечает за подачу, отвод отработанного масла от деталей газораспределительного механизма.
  3. Узел обеспечивает герметичность камеры сгорания транспортного средства.
  4. Внутри происходит создание нужных газодинамических характеристик воздушной смеси для камер сгорания.

Исправная ГБЦ – один из необходимых факторов соответствия транспортного средства экологическим нормам. Любые поломки или сбои в работе приводят к увеличению выбросов отработанных газов в атмосферу.

Устройство головки блока цилиндров. Конструкция

Меняются внешний вид, размеры, технические параметры комплектующих. Однако основные элементы головки блока цилиндров в сборе остаются неизменными:

  • предусмотрены места для свечей зажигания или форсунок (в зависимости от типа двигателя транспортного средства);
  • присутствует камера для сгорания топливной смеси, её размер и конфигурация зависят от особенностей мотора;
  • стандартная схема включает места для установки элементов газораспределительного механизма (ГРМ);
  • направляющие и сёдла клапанов обязательно входят в состав узла, вне зависимости от марки или модели авто;
  • обязательными элементами модуля являются смазочные каналы и рубашка, по которой циркулирует охлаждающая жидкость.

В конструкцию входят и другие комплектующие. Крышка с горловиной для заливки смазочных жидкостей, клапаны, пружины, сухари, гидрокомпенсаторы, коромысла с винтами, болты ГБЦ и другие детали.

Материалы для производства

В процессе эксплуатации через головку проходят отработанные газы, разогретые до высокой температуры, а также топливная смесь. Поэтому к данному узлу предъявляются повышенные требования в плане надёжности и износостойкости. В качестве материалов для производства используются чугун или алюминий.

В первом случае масса узла достаточно большая. Жаростойкость, прочность на высоком уровне. На автомобили с дизельными моторами чаще всего устанавливают чугунные блоки. Недостаток – большой вес серого или легированного чугуна.

Лёгкий алюминий является хорошим проводником тепла. Такие моторы быстро остывают, отличаются мощностью и небольшим расходом топлива. Этот металл легко обрабатывается, ремонт требует меньших затрат по сравнению с чугунными элементами.

Соединение осуществляется через специальную прокладку. Данный элемент изготавливается из разных материалов. Стальные прокладки – классических вариант для однократной установки.

Асбестовые прокладки характеризуются устойчивостью к высоким температурам, упругостью. К недостаткам комплектующих из сочетания асбеста и стали относятся чувствительность к вибрациям, перепадам температуры.

Безасбестовые прокладки из композитных материалов дороже, отличаются упругостью и долговечностью. Выполнены из синтетического волокна и каучука, не боятся перепадов температуры. Единственный недостаток – высокая стоимость.

Схема ГБЦ

В зависимости от типа двигателя схема головки блока цилиндров может иметь разные варианты. Устанавливаемые модули отличаются габаритами, устройством, типом газораспределительного механизма, конструкцией камер сгорания.

Читайте также:
Не горит лампочка зарядки аккумулятора – что делать? + Видео

По исполнению они делятся на следующие категории:

  • Рядные двигатели комплектуются моноголовками. Такой тип модуля встречается на большинстве автомобилей. Недостаток – сложность конструкции.
  • Моторы V-образного типа оснащаются общим модулем для каждого ряда цилиндров.
  • Если на автомобиле установлен многоцилиндровый силовой агрегат, головки могут устанавливаться на каждый цилиндр. Такие модули характеризуются ремонтопригодностью, недорогие.
  • Узлы индивидуальной конструкции.

Многоловками комплектуются силовые агрегаты с количеством цилиндров от 2 до 6. При большем числе цилиндров раздельные головки устанавливаются на каждый элемент. Моторы V-образной конструкции всегда имеют моноголовки на каждый ряд.

Камеры сгорания располагаются в головке полностью или частично. Для дизельных, бензиновых, газовых двигателей конструкция отличается. Порядок протяжки головки блока цилиндров определяется техническими регламентами на конкретную модель силового агрегата.

Принцип работы головки блока цилиндров

Порядок функционирования ГБЦ, установленных в автомобилях разных марок, одинаковый. Основной принцип работы – заполнение камеры сгорания топливной смесью, её воспламенение, последующий отвод отработанных газов в выхлопную систему автомобиля. Принцип взаимодействия элементов:

  1. Расположенный на распредвале кулачок отвечает за выталкивание штанги через нижний наконечник.
  2. От распредвала крутящий момент через гидрокомпенсатор в виде толкающего усилия передается на коромысло. В схеме передачи задействованы верхний наконечник и регулировочный винт.
  3. Усилие от коромысла направляется на хвостовик клапана и перемещает его. Внутри камеры образуется круговая щель. Происходит впрыскивание топлива, его воспламенение искрой свечи.
  4. Под действием давления поршень начинает движение, открывается выпускной клапан головки блока цилиндров, через который отработанные газы выталкиваются в выхлопную систему. Газы направляются в открытую щель, далее в патрубок и трубу.
  5. Пружина возвращает выпускной клапан в седло. На этом цикл работы завершается. Многократным повторением этого обеспечивается работоспособность силового агрегата.
  6. Для двигателей, работающих на дизельном топливе, воспламенение смеси осуществляется от резкого сжатия и увеличения давления. Точная настройка топливного насоса высокого давления обеспечивает правильную работу мотора. Обязательным условием является синхронизация момента впрыска смеси и движения клапана.

Основные проблемы головки блока цилиндров. Последствия и причины нарушения работоспособности

Неправильная затяжка головки блока цилиндров может привести к выходу двигателя из строя и последующему ремонту. В процессе эксплуатации авто могут возникать и другие проблемы в работоспособности головки, других составляющих мотора.

Элементы из алюминия или чугуна являются технически сложными. Частыми причинами обращения в сервисный центр являются:

  • срыв резьбы, нарезанной в корпусе под свечи зажигания;
  • выход из строя основных комплектующих – периодически ломаются клапаны, компенсаторы, пружины, рокеры;
  • проблемы с целостностью прокладки – основная причина потери герметичности агрегата;
  • ГБЦ «ведёт» при превышении эксплуатационной температуры двигателя, могут появиться трещины в корпусе;
  • износ постелей распределительных валов;
  • выпадение седла клапана на одном или нескольких цилиндрах.

Любая из указанных проблем требует скорейшего обращения в автомастерскую для сервисного обслуживания и ремонта. Существуют и другие причины выхода элемента из строя.

Проблемы с седлом впускного клапана

Нарушение позиционирования сёдел в головке приводит к её разрушению. Также выходят из строя газораспределительный механизм, ЦПГ. Для устранения проблемы требуется ремонт силового агрегата.

Потеря герметичности впускных и выпускных клапанов

Если нарушен порядок затяжки ГБЦ, не выдержаны геометрические параметры и прикладываемые усилия, нарушается герметичность впускных и выпускных клапанов. В результате снижается компрессия двигателя. Мотор теряет в мощности, наблюдаются трудности с запуском в любую погоду.

Потеря герметичности в местах соединения головки и седел

Причиной подобного дефекта часто становится неплотная посадка седла. Аналогичные проблемы наблюдаются при увеличении шероховатости стенок. Система отвода тепла от двигателя работает некачественно. Постепенно выходит из строя газораспределительный механизм. Мотор перестаёт запускаться и функционировать.

Потеря герметичности направляющих втулок

Если в местах соединения направляющих втулок с корпусом имеются зазоры, герметичность считается нарушенной. Последствия дефекта стандартные: падает компрессия в цилиндрах, увеличивается расход масла в двигателе. Запуск мотора с затруднениями.

Проблемы с уплотнительной прокладкой, прорыв выхлопных газов

При появлении дефектов прокладки головки блока цилиндров фиксируется прорыв выхлопных газов. Двигатель теряет мощность, увеличивается уровень шума.

Потери герметичности в соединениях и уплотнениях

В двигателях бензиновых и дизельных авто основные проблемы с головкой связаны с потерей герметичности уплотнений. Подобные дефекты фиксируются в следующих местах:

  • в точке соединения с блоком по штанговым полостям, и отверстиям для слива смазки;
  • в месте соединения головки с выпускным коллектором;
  • на участке головка – клапан блока цилиндров;
  • в точке соединения с воздушным коллектором.

Указанные неисправности вызывают увеличенный расход масла, потерю автомобилем мощности, некорректную работу силового агрегата.

Как выявить проблемы

Своевременная диагностика и техническое обслуживание позволяют продлить срок эксплуатации мотора. Для выполнения ремонтных работ требуется привлечение квалифицированных специалистов, оснащенных современным оборудованием. Определить поломки, связанные с герметичностью, выходом из строя элементов устройства ГБЦ, целостностью прокладки, можно по следующим признакам:

  • при запуске мотора возникают трудности, двигатель функционирует нестабильно;
  • выхлопные газы приобретают белесый оттенок;
  • возрастает расход моторного масла, топлива, падает мощность;
  • на стыках ГБЦ с блоком наблюдаются подтёки жидкости, тосола или масла.

Заключение

ГБЦ – один из обязательных элементов двигателя внутреннего сгорания. Отличия в типе, конструктивном исполнении, размерах не влияют на принцип работы. Симптомы поломок одинаковые для большинства агрегатов. Своевременное техническое обслуживание и профилактика позволяют увеличить срок эксплуатации узла, минимизировать риск внезапных поломок.

Читайте также:
Термостат ВАЗ-2107 – как проверить и заменить важный узел? + Видео

Материалы рубрики «Промо» публикуются на правах рекламы.

Головка блока цилиндров

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.

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.

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.

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.

Читайте также:
Летние шины для внедорожников – их основные особенности + Видео

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

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

Головка блока цилиндров: конструкция, как работает, какие бывают проблемы

Иногда думают, что головка блока цилиндров (ГБЦ)— этонечто вроде крышки к корпусу мотора. Ну да, там имеются какие-то детальки, но в основном она чисто для того, чтобы закрывать блок, а если надо, то открывать его для ремонта. На самом же деле это важный узел двигателя— с конкретным назначением и определенными функциями.

Назначение и устройство

Основными функциями ГБЦ являются:

  • Место расположения деталей газораспределительного механизма (ГРМ), а также каналов для подачи топлива и удаления продуктов его сгорания.
  • Обеспечение газодинамических параметров порции воздуха.
  • Участие в формировании камеры сгорания и ее герметизация.
  • Подача и удаление масла для деталей ГРМ.

Правильно рассчитанная ГБЦ играет важную роль в том, чтобы машина соответствовала принятым нормативам по количеству выбрасываемых в атмосферу вредных веществ.

Конструкция ГБЦ обусловлена работой ДВС. Последний получает энергию сгоревшего топлива и преобразует ее во вращение коленвала. Поэтому в ГБЦ обязательно должны быть:

  • Места для форсунок или свечей зажигания.
  • Камера, в которой будет сгорать топливо.
  • Седла для клапанов, а также их направляющие.
  • Места монтажа элементов ГРМ.
  • Рубашка для охлаждающей жидкости.
  • Смазочные каналы.

Помимо перечисленных выше элементов, в зависимости от конструкции ГБЦ, присутствуют и другие. Например, крышка из пластика или штампованного металла, с горловиной для залива смазки и пробкой, защищает от механических повреждений. Герметичность внутреннего объема обеспечивают прокладки. Составляющие ГРМ: траверсы,клапаны с пружинами и сухарями, коромысла с регулировочными винтами, гидрокомпенсаторы. Также имеются крепежные детали.

Чтобы бензин или солярка горели наилучшим образом, тем самым обеспечивая топливной системе заданные параметры газодинамики, диаметр впускных клапанов, по сравнению с выпускными, несколько больше. Траверса нужна, когда в 16-клапанной ГБЦ необходимо от одной штанги открывать по два клапана одновременно.

Гидрокомпенсатор может идти в комплекте с коромыслом. Чтобы открытый клапан вернуть в исходное положение, предусмотрены пружины. Свечи зажигания ставят в движках, которые работают на газе или бензине, форсунки—в дизелях.

Используемые материалы

К материалам изготовления ГБЦ предъявляются достаточно жесткие требования. Это обусловлено тем, что в данном узле находится ГРМ со впускными и выпускными каналами. Т.о., через ГБЦ проходит топливная смесь и раскаленные газы. Это значит, что металл работает в условиях высокой температуры и давления, постоянно соприкасается с химически агрессивной жидкостью в состоянии аэрозоля. Чтобы решить эти проблемы, для автомобильных моторных ГБЦ применяют:

  • Алюминий. Этот металл хорош тем, что он легкий,недорогой и хорошо проводит тепло. Поэтому тепловая напряженность в стенках всегда невысокая, из-за чего детонации не возникаютдаже в моторах с очень большим сжатием. Движки в ГБЦ из данного материала отличаются высокой мощностью и экономичностью. В изготовлении и ремонте они более удобны, т.к. легко обрабатываются.
  • Чугун. Он может быть легированный или серый. В обоих случаях это материал со значительной удельной плотностью и, как следствие, массой (По сравнению с алюминием, он приблизительно в два раза тяжелее). Еще один недостаток — подверженность коррозии. Из положительных качеств надо отметить большую прочность и жаростойкость. Чаще всего из этого материала делают ГБЦ для дизельных двигателей, особенно для тракторов. Связано это с тем, что детонационные характеристики ДТ превышают прочностные параметры алюминиевых ГБЦ, из-за чего последние быстро ломаются.

Иногда в охлаждаемых воздухом дизелях ГБЦ делают так, чтобы соединить жаростойкость с большой теплопроводностью. Тогда из чугуна отливают основание головки и выхлопных клапанов. А все остальное заливают сплавом алюминия. Получается довольно неплохо.

Не смотря на постоянное чередование циклов «нагрев – охлаждение», ГБЦ деформируется намного меньше. А теплоотвод у нее очень хороший. На форсированных дизелях, работа которых отличается высокой тепловой напряженностью, используют специальные сплавы алюминия.

Читайте также:
Датчик коленвала как гарант работы двигателя + видео

Разновидности головок

Тип ГБЦ зависит от конструкции мотора. Разновидности отличаются по устройству, исполнению камер сгорания, виду ГРМ и прочим особенностям.

По конструкции ГБЦ бывают:

  • Моноголовка для рядных двигателей. Это самый распространенный вид. Хотя они более сложные, из-за особенностей расположения распредвала в ГБЦ (или 2-х таких валов, позволяющих поставить при Common Rail насос-форсунку и сэкономить пространство)
  • Общая ГБЦ для V-образного мотора — на каждый ряд.
  • На каждом цилиндре отдельные головки— в многоцилиндровых рядных движках. Преимущества: простые, ремонтопригодные, дешевые в эксплуатации.
  • Индивидуальные варианты.

Моноголовки применяются обычно на рядных двигателях с числом цилиндров от двух до шести. На восьмицилиндровых и иногда на V-образных встречаются отдельные на каждый поршень. На моторы V-типа почти всегда ставится«своя» ГБЦ на каждый ряд. Головки раздельные применяются на мощных дизелях. А еще — на звездчатых или оппозитных двухцилиндровых движках. Ну и, конечно же, на одноцилиндровых.

По камерам сгорания (местоположение):

  • Находятся в ГБЦ. Этот вариант предполагает наличие плоского днища в поршне. Может присутствовать вытеснитель.
  • Расположены частично в поршне,частично в ГБЦ. Часть камеры тогда будет сделана внизу поршня.
  • В самом поршне Низ ГБЦ плоский. Для наклонных клапанов опционально делаются углубления.

В зависимости от устройства ГРМ и вообще его наличия:

  • Без ГРМ. Это многоцилиндровые нижнеклапанные моторы. А также двухтактные бесклапанные одноцилиндровые.
  • Есть клапаны, коромысла и прочие элементы. Распредвал находится внизу, все прочее – в верхней части головки.
  • Имеется полный комплект ГРМ: привод, клапаны,распредвал,сопутствующие детали. Все монтируется в верху ГБЦ.

Кроме того, ГБЦ различаются относительно моторов, для которых они предназначены: дизельные, бензиновые, газовые, форсированные, малооборотистые, с воздушным либо водяным охлаждением.

Поэтому без боязни ошибиться можно констатировать следующее. Конструкция у всех головок блока цилиндров примерно одинаковая. И неисправности аналогичные. Но взаимозаменяемость у них — это очень большая редкость.

Принцип работы

С принципом работы в данном случае нет никаких сложностей. ГБЦ формирует камеру сгорания и заполняет ее горючей смесью, после чего выводит наружу выхлопные газы. Более подробно это выглядит следующим образом. В карбюраторном двигателе ГБЦ начинает работать в момент запуска мотора:

  1. Кулачек распредвала толкает штангу через нижний наконечник.
  2. Усилие передается через стержень, верхний наконечник и регулировочный винт на коромысло через гидрокомпенсатор.
  3. Коромысло нажимает на торцевую поверхность клапана. Он немного опускается в камеру, от чего открывается круговая щель. Топливно-воздушная смесь впрыскивается и воспламеняется от искры, которую дает свеча зажигания.
  4. Пружина отбрасывает клапан обратно.После того, как поршень совершил рабочий ход «вниз», при подъеме «вверх» он выталкивает выхлопные газы.В заданный момент времени распредвал открывает выпускной клапан. Образуется аналогичная щель,через которую «дым» уходит в патрубок и, через выхлопную трубу, в атмосферу.
  5. Этот клапан ставится обратно в седло аналогично впускному, пружиной
  6. Цикл работы повторяется.

В дизеле топливо воспламеняется от резкого сжатия, а не от искры. Здесь для нормальной работы мотора необходимо обеспечить точную настройку топливного насоса высокого давления (ТНВД) — момент впрыска надо синхронизировать с движением клапана.

Уплотнение газового стыка

Герметичность уплотнения газового стыка (т.е. стыка между блоком и головкой) имеет большое значение для любого силового агрегата. Если ее не обеспечить, топливная смесь сгорит не полностью, упадет мощность и будут проблемы с запуском. Кроме того, работа двигателя окажется чрезмерно шумной, ускорится его износ.
Достижение полной герметичности обеспечивается установкой прокладки. В настоящее время применяются уплотнения трех типов:

  • Металлические. Они сделаны из листовой меди и стали. Это очень прочные и долговечные изделия. Нагрузки распределяются равномерно. Если блок цилиндров специфический, то в прокладке имеются дополнительные уплотняющие элементы.
  • Асбестовые. Помимо указанного материала, в их структуре есть и металлические элементы. Основные преимущества: большая огнестойкость и упругость. Недостатки: не «любит» температурные скачки и вибрацию. При длительном использовании теряет свойства.
  • Из композитных материалов, т.н. «безасбестовые». Сделаны из каучука и синтетического волокна. Это эластичные и упругие изделия, с большим сроком службы. Коррозии и резких температурных перепадов они не боятся. Хорошие электроизоляторы. Экологичны. Недостатки: дорогие, на периферии не всегда есть в продаже. На сегодняшний день считаются самыми лучшими.
Читайте также:
Тосол А40М – высококачественная охлаждающая жидкость + Видео

Срок службы любой прокладки зависит не только от ее характеристик. Важно соблюдать правила монтажа ГБЦ, точно отрегулировать силового агрегат, заливать в него качественное топливо, следить чтобы не было накипи в охладительной системе, а также за корректностью работы помпы и термостата.

Все прокладки одноразовые. Использовать данные изделия повторно нельзя, даже если они выглядят неповрежденными. Причина в том, что полная герметичность не обеспечивается при установленном моменте затяжки. Болты заворачиваются от центральных к крайним. Прокладку надо менять в чистой обстановке, чтобы в камеру сгорания не попала стружка, пыль и т.п. При покупке такой детали надо брать оригиналы, желательно известных производителей.

Если во время ремонта двигателя планируется замена ГБЦ, то специалисты советуют купить данный узел в сборе. Как показывает практика, установка деталей от различных производителей впоследствии оборачивается проблемами в работе.

Часто встречающиеся поломки

ГБЦ – это слиток металла сложной формы. В нем есть множество функциональных деталей. Основная поломка — трещины. Кроме того, часто встречаются такие неприятности, как:

  • Под свечой сорвана резьба.
  • Нарушение герметичности из-за выхода из строя прокладки.
  • Ломается компенсатор,пружина, клапан, рокер.
  • Выпадает подклапанное седло.
  • Из-за появившейся щели внизу головки «дым» попадает в охладительную систему.
  • Под распредвалом износились постели.

При появлении трещин — есть варианты. Если это щель между камерой сгорания и рубашкой охлаждения, то вряд ли имеет смысл ремонтировать. Но в местах вне газового стыка отверстие можно заварить, менять ГБЦ совсем не обязательно. При износе постелей ставят бронзовые втулки.

В случае обнаружения любого дефекта, надо ремонтировать ГБЦ немедленно. В противном случае узел быстро выходит из строя до такой степени, что становится неремонтопригодным. Например, если клапан закрывается не полностью, то поршень стучит по его тарелке. Клапан деформируется, из-за чего к седлу прилегает уже не полностью. Из-за этого возникают дефекты ГБЦ и даже поршневой группы. В итоге выходит из строя одна из поршневых групп. Если же обратиться в ремонт на начальном этапе, то проблема решается относительно легко и быстро.

Кстати, сразу после ремонта очень полезно «послушать» двигатель. При неустойчивой его работе рекомендуется поскорее обратиться к специалисту. Потому что, если ремонт делал слесарь не слишком высокой (мягко говоря) квалификации, то решить проблему притиркой деталей не получится, что бы этот мастер не говорил по данному поводу.

Не зависимо от того, простой был ремонт ГБЦ или сложный, в заключение головку надо как следует отшлифовать, а опционально еще и фрезеровать. Особенно это касается привалочной плоскости. Опытный спец способен восстановить ГБЦ почти до исходного состояния. Но времени на это может уйти немало.

Заключение

Если кажется, что в ГБЦ нечему ломаться, то это только на первый взгляд. На самом деле, современные ДВС очень сложные, а условия, в которых они работают, предельно жесткие. Поэтому нет никаких гарантий, что головка за весь срок эксплуатации ни разу не выйдет из строя. Да, чаще всего достаточно лишь сменить прокладку.

Но за работой мотора надо следить очень тщательно. Любое отклонение от нормы, наличие посторонних шумов, перерасход масла или топлива, непонятное поведение на высоких или низких оборотах — это повод заняться диагностикой, чтобы в недалеком будущем не было серьезных проблем.

Признаки пробитой прокладки головки ГБЦ

Головки цилиндров (ГБЦ)

Головки (крышки) цилиндров вместе с цилиндрами образуют надпоршневую полость, в которой осуществляются все тепловые процессы рабочего цикла двигателя. Головка (ГБЦ) не только закрывает цилиндр, по и служит полостью для полного или частичного разме­щения объема сжатия c, т. е. камеры сгорания, а также свечи зажигания (при внешнем смесеобразовании) или форсунки (в дви­гателях с внутренним смесеобразованием). В головке верхнеклапан­ного двигателя размещается клапанный механизм, каналы впуска рабочего тела в цилиндр и выпуска горячих отработавших газов. К головкам крепят также впускные и выпускные трубопроводы с их системами и вспомогательное оборудование двигателя.’

Стенки головки, образующие камеру сгорания, в большей мере, чем стенки цилиндра, подвержены воздействию открытого пламени и давлению газа. Поэтому делают их в 1,5—2,0 раза толще стенок гильз цилиндров и интенсивно охлаждают.

При жидкостном охлаждении головки (ГБЦ), как и цилиндры, одевают рубашкой охлаждения, а в двигателях воздушного охлаждения — оребряют. Полости рубашек охла­ждения головки и цилиндра с помощью протоков объединяются в общую систему, циркуляция жидкости в которой организуется так, чтобы «холодный» поток ее на входе в систему охлаждения двигателя имел температуру около 80°С и прежде всего омывал наи­более горячие стенки головки (выпускные патрубки). В двигателях воздушного охлаждения оребрение головки делают особенно раз­витым, причем ребра располагают по движению потока охлаждающе­го воздуха так, чтобы обеспечивался более эффективный теплоотвод.

В связи с изложенным головка цилиндров приобретает весьма сложную конструкцию, особенно в двигателях с верхним располо­жением клапанов. Головки автомобильных двигателей делают не только съемными, но и отливают общими для всех цилиндров, обра­зующих ряд (от двух до восьми включительно), или для группы цилиндров (практикуется в основном при воздушном охлаждении). Только в очень малых двухтактных одноцилиндровых двигателях находит еще применение совместная отливка головки с цилиндром. Объединение этих важных конструктивных элементов остова двига­теля чрезвычайно осложняет обработку зеркала цилиндра и выпол­нение монтажно-демонтажных работ при ремонте многоцилиндро­вых двигателей, поэтому метод совместной отливки в авто- и тракто­ростроении в настоящее время не применяется.

Читайте также:
Уплотнитель для дверей автомобиля – как продлить его службу на двери авто? + Видео

Головки (ГБЦ) двигателей автомобильного и тракторного типов изгото­вляют из серого или легированного чугуна, но чаще всего из алю­миниевых сплавов (для краткости их называют обычно алюминие­выми). В карбюраторных двигателях с воздушным и жидкостным охлаждением предпочтительнее применять алюминиевые головки. Алюминиевые сплавы обладают хорошей теплопроводностью, вслед­ствие чего тепловая напряженность стенок головки бывает сравни­тельно ниже чугунных. Поэтому алюминиевые головки способ­ствуют уменьшению степени подогрева свежего заряда и позволяют работать с более высокими степенями сжатия на том же топливе без возникновения детонационного сгорания. В результате этого при­менение алюминиевых головок позволяет улучшать мощностные и экономические показатели двигателей.

Чтобы одновременно использовать высокую теплопроводность алюминия и жаростойкость чугуна в дизелях с воздушным охлажде­нием, основание головки и патрубки, особенно выпускных каналов, изготовляют иногда из чугуна и заливают их алюминиевым сплавом. По сравнению с чугунными головками это улучшает теплоотвод и уменьшает возможную деформацию головки при ее нагреве и охла­ждении. Однако для головок форсированных дизелей (работающих с большой тепловой напряженностью) рекомендуется применение алюминиевых сплавов.

При изготовлении головок из алюминиевых сплавов обязатель­но применяются вставные седла под клапаны. Они изготавливаются из высокопрочного жаростойкого чугуна, имею­щего высокий коэффициент линейного расширения, из легированной или среднеуглеро-дистой стали и алюминиевой бронзы.

Для плотной и надежной посадки вставных седел в головку ее нагревают примерно до 170—200°С, а седла охлаждают иногда до температуры минус 80°С (в сухом льду). После такой сборки седла обвальцовывают еще путем уплотнения вокруг них материала головки. Необходимость этого вызывается тем, что наиболее горячим местом головки является перемычка между гнездами клапанов, нагревающаяся до 230— 260°С, а так как механическая прочность алюминиевых сплавов при нагреве заметно снижается, то плохая посадка вставного седла приводит к потере герметичности и выходу из строя всей головки. В нагретую головку запрессовывают и направляющие втулки для клапанов, которые изготовляют из чугуна, металло­керамики или бронзы. Такие втулки используют и в чугунных головках.

Вставки в алюминиевую головку двигателей воздушного охла­ждения делают также для крепления свечи зажигания или форсун­ки, если последняя имеет резьбовое крепление, т. е. ввертывают непосредственно в тело головки. Такие вставки обычно выполняют в виде простых резьбовых переходных втулок (футорок) и вверты­вают в предварительно нагретую головку.

Вставные седла под клапаны применяют и в чугунных головках, но их обычно ставят под выпускные клапаны, поскольку они рабо­тают в более тяжелых условиях (средняя температура нагрева достигает у них 800°С). Вставки в этих случаях изготовляют из жаропрочных материалов.

Плоскости стыка головки и блока цилиндров уплотняют с по­мощью стале-асбестовых или цельнометаллических прокладок, кото­рые ставят сразу под всю головку. При затяжке шпилек крепления головки, например, право­го блока цилиндров прокладка зажимается между верхней опорной плоскостью правого блока и привалочной пло­скостью его головки.

С тале-асбестовые прокладки в настоящее время применяют в подавляющем большинстве двигателей автомобильного типа. Их основу составляет огнестойкий волокнистый мине­рал — асбест, приготовленный в виде тонкого листа (листовой асбест). Для придания прокладкам необходимой прочности их армируют тонким перфорированным стальным листом или сеткой из стальной проволоки. В последнем случае получают асбостальное полотно, из которого и вырубают прокладки головки блока. Про­кладки делают с такими же внутренними и наружными контурами, какие имеются у привалочной плоскости блока цилиндров со слож­ным рисунком отверстий под камеры сгорания, шпильки крещения соединительные каналы рубашки охлаждения и т. д. Толщина прокладок в рабочем (сжатом) положении составляет примерно 1,5 мм.

По контуру камер сгорания и в местах с тонкими перемычками между цилиндрами стале-асбестовые и другие армированные про­кладки окантовывают тонким сравнительно мягким стальным листом. Металлическая окантовка улучшает механические свой­ства прокладок и главное позволяет повышать местную плотность стыка вокруг камеры сгорания, что имеет важное значение для надежного уплотнения цилиндров. Чтобы предохранить прокладку от прогорания, ее окантованную кромку отводят от контура’вну­тренних стенок камеры сгорания примерно на 1—2 мм. В конструк­циях с мокрыми гильзами с этой целью опорный фланец гильзы снабжают иногда специальным буртиком, который защи­щаетуплотнительную прокладку от воздействия открытого пламени и возможного ее прогорания.

Для уменьшения прилипаемости прокладок к привалочным плос­костям головки или цилиндров и последующего разрыва их при разборке двигателя поверхности прокладок обильно покрывают графитом. Ранее все асбестовые прокладки двигателей вообще пол­ностью облицовывались тонкой листовой латунью (фольгой). В результате получались так называемые медно-асбестовые проклад­ки, выдерживавшие многократное употребление, но вследствие относительной их сложности и дороговизны в подавляющем боль­шинстве случаев они заменяются теперь сравнительно простыми, дешевыми, хотя и менее надежными, армированными прокладками.

Цельнометаллические прокладки под головку блока изготовляют из листовых металлов — алюминия, меди или мягкой стали. Алюми­ниевые прокладки используют, например, на дизеле В-2. Они вырубаются из целого листа под всю головку ряда (блока цилиндров) так, чтобы перекрывался опорный фланец гильзы, который, в случаях использования мокрых гильз, обычно на 0,1— 0,2 мм возвышается над привалочной плоскостью блока цилиндров. Опорный фланец мокрой гильзы В-2 в зоне соприкосновения с про­кладкой имеет ряд кольцевых уплотнительных канавок, а по вну­тренней кромке — буртик, предохраняющий алюминиевую про­кладку от непосредственного воздействия открытого пламени.

Читайте также:
Обгонная муфта генератора – как она работает? + Видео

Стальные прокладки под головку блока представляют собой набор нескольких, определенным образом спакетированных, тонких, относительно мягких листов. Такие прокладки применяют, в част­ности, на двухтактных дизелях Ярославского моторного завода.

Медные уплотнительные прокладки, изготовленные в виде тон­ких колец, ставят под чугунные головки цилиндров двигателей воздушного охлаждения. Алюминиевые головки в этих двигателях обычно устанавливают без прокладок.

Надежность уплотнения головки блока в любом случае зависит от правильной и равномерной ее затяжки при установке на цилинд­ры. Головку блока следует затягивать только на холодном двига­теле в строго определенной последовательности и обязательно динамометрическим ключом, позволяющим контролировать вели­чину приложенного усилия. Затяжку головки обычно начинают со средней ее зоны с постепенным переходом к периферийным зонам. Момент затяжки головок в карбюраторных двигателях жидкостного охлаждения составляет в среднем 7—12 кГ·м (≈70—120 н·м), а в дизелях достигает 20 кГ·м (≈200 н·м). При выборе последовательности и нужного момента затяжки в каждом отдельном случае следует руководствоваться инструкцией завода-изготовителя. Неправильная затяжка головки снижает или вовсе сводит на нет эффективность любых уплотнительных прокладок. Надо следить также за тем, чтобы под гайки шпилек (головки бол­тов) крепления алюминиевых головок обязательно подкладывались обычные стальные толстые шайбы, иначе гайки будут врезаться в мягкое тело головки и разрушать поверхность ее стенок. Чугун­ные головки крепят без применения шайб.

Эксперимент — Сетки (защита радиатора) на практике!

Для постоянных читателей моего блога тема сеток покажется уже излишне переобсужденной. С момента публикации первого эксперимента (Про сетку для защиты радиаторов от камней) прошло уже более 5ти лет, но тем не менее, тема не только не затихла, но с каждым днем всплывает снова и снова.

Если раньше этой “болезнью” страдал только российский регион, но к 2020-му году уже даже и у нас дилеры начали “втюхивать” этот крайне опасный и вредный “доп” при покупке новых автомобилей в салонах. Тиражирование сплетней, небылиц и невежества — современная чума.

Попытаемся еще раз эту вопиющую безграмотность если не выбить, то хотябы потрогать палочкой. Попробуем воспроизвести подвиг славного Дона Кихота, и еще раз пойдем в атаку на ветряные мельницы.

В этот вооружимся прибором, хорошо знакомым метеорологам — анемометром.

Суть нашего эксперимента — показать на сколько изменяется скорость воздушного потока, проходя сквозь сетки, и меняется ли вообще. Скорость потока основной параметр для анализа. Пытливому читателю уже не составит труда пересчитать плотность потока, и эффективность теплообмена, имея относительную разницу, которую мы сегодня попробуем выявить и установить.

Сеток для опытов сегодня будет две, с разным сечением:

Первая, выдранная из бампера новой машины отца (kpxHXA1cd2E)

Вторая — сетка от Славы, которые недавно воспроизвел похожий эксперимент с замерами на его машине (Защитная сетка радиатора и перегрев, KIA RIO)

Разница в скорости потока с сеткой и без составила 35.7%+-3% (погрешность прибора + ветер). Разницу между сетками достоверно установить не удалось, она ниже чем погрешность измерений и условий эксперимента.

В итоге в качестве выводов приведу простую табличку, как руководство пользования сетками для различных регионов:

Возможно в каких-то регионах, где летом никогда не бывает выше чем +32 и можно ставить сетки, но всеже подумайте два, а лучше три раза.
Ну в и очередной раз напомню, что на большинстве современных авто первым стоит радиатор кондиционера. Даже если вдруг вы его пробьете, то во первых машина поедет дальше как ни в чем ни бывало, просто не будет кондишки… и второе — его замена целиком СТОИТ ДЕШЕВЛЕ СЕТКИ, ну а просто запаять трубку и заправить фреоном и говорить нечего.
И да, мыть надо и то и то, даже более того скажу — мошкара с радиков на которых 90+гр пересыхает и просто отваливается сама вниз, а на сетках висит! Зимой лед и снег сетку облепляют — обледеневает все… а на радиках тает и стекает. И, как и говорил ранее, главная беда радиаторов это соль и реагенты. С прошлого ролика у меня сгнил еще один радиатор кондея и осыпался белым порошком, хоть внешне никаких повреждений и нету.

PS Кстати один из читателей провел собственное расследование, откуда повелось ставить это на машины. По его мнению корни всей истории тянутся из 90хх, когда массово осуществлялся перегон автомобилей из дальнего востока (Владика) с рулями в бардачке в центрально российские регионы. Дорог в те годы не было от слова совсем. 90% пути лежали по убитым грейдерам. И, чтобы тогда сохранить технику и доставить покупателю в товарном виде машины, переднюю часть заклеивали просто нахлухо. Капот, крылья затягивалась целофаном/картоном, чуть ли не рубероидом. Встречались даже готовые чехлы из брезента/пвх. Прорезались лишь проемы для фар и радиков, которые и закрывались строительными сетками. По мнению читателя, именно с тех пор и после тех героических автопробегов и пошла эта мода. Машины доезжали, японский автопром тех лет способен был выдержать и не такое варварство. Внешний вид сохранялся в целостности. А нам же с тех пор, тяжелым камнем прилетела эта дремучая народная хитрость. Нигде в мире, ни в одной другой стране такого опыта нет. Из полезного, с его слов, что пришло оттуда же — защитные пленки для ЛКП и фар.

Читайте также:
Датчик коленвала как гарант работы двигателя + видео

Сетка для радиатора автомобиля защита или декор?

Если вам доводилось когда-нибудь видеть радиатор старого авто, то часто зрелище не вызывает приятных эмоций. В нем можно найти целый гербарий из трав, большое количество высушенных насекомых и прочий мусор. Многие автолюбители считают, что сетка для радиатора автомобиля способна его защитить и устранить проблемы. Так ли это?

  • 1 Преимущества установки защитной сетки для радиатора автомобиля
  • 2 Из какого материала сетка для радиатора автомобиля лучше?
  • 3 Как установить сетку на радиатор?

Преимущества установки защитной сетки для радиатора автомобиля

Покупая в салоне или на рынке авто, многие из нас не обращают внимания на защищенность основных узлов и агрегатов. Нам кажется, что производитель уже все учел, и можно только добавить некоторые детали декоративного свойства, которые сделают ваше средство передвижения более красивым. Несомненно, это важно, но защита таких элементов, как поддон двигателя, радиатор и некоторых других узлов крайне необходима в жестких условиях наших дорог.

Дороги в нашей стране характеризуются не только большой протяженностью, но и некоторыми другими факторами:

  • плохое качество;
  • наличие камней и мусора, который не просто лежит на дороге, но иногда вылетает из-под проезжающих мимо грузовиков;
  • летом встречается много насекомых, тополиный пух, птицы и другая живность;
  • зимой – грязь перемешивается со снегом и льдом, в которых содержится не только вода, но и химические реагенты.

Наверное, эти причины и являются определяющими при выборе в качестве своего авто внедорожника, а не только престиж.

Можно долго еще перечислять содержимое на наших дорогах, но представьте себе, что на большой скорости все это попадет в радиатор вашей машины. Это может привести к его механическому повреждению и засорению отверстий между трубками, что уменьшит обдув потоком воздуха, и, как следствие, нарушится охлаждение двигателя. При этом мотор будет перегреваться и работать в предельном режиме, особенно при высокой температуре в знойные дни. Ни к чему хорошему данный факт не приведет. Поэтому защитная сетка для радиатора автомобиля спасет его от случайностей на дороге.

Из какого материала сетка для радиатора автомобиля лучше?

В настоящее время существует только один способ – установить защитную сетку перед радиатором. А где ее взять, спросите вы? Ответ: купить в магазине защиту для вашей модели авто или сделать своими опытными руками.

Купить, конечно, можно, однако придется ее поискать. В хорошем сервисе вам ее установят за небольшую плату, так как работа эта не представляет большой сложности. А если вам не нравится тот элемент защиты или хотите сэкономить деньги, то на помощь придут народные умельцы или свои собственные руки. Из каких материалов лучше всего сделать сетку для радиатора:

  • Алюминиевый сплав характеризуется малым весом, удобством в резке и монтаже. Однако со временем на нем появляются темные пятна из-за химически активных веществ.
  • Пластик очень удобен, но при попадании больших камней может придти в негодность.
  • Нержавеющая сталь надежно защитит радиатор и обладает большим сроком эксплуатации.

    Использование различных материалов не ограничивается только практической необходимостью, главное – ваше желание и фантазии для защиты и создания собственного стиля автомобиля.

    Как установить сетку на радиатор?

    Монтаж защитной сетки вам помогут сделать специалисты автосервиса. В принципе эта работа не займет много времени, и она относительно дешева. Например, если у вас автомобиль Nissan Qachqai, то при обращении в салон, который торгует и обслуживает эти авто, вам обязательно помогут подобрать нужный элемент защиты заводского изготовления и установят его.

    Если у вас есть навыки ремонта и особенно тюнинга, то вы сами изготовите защиту для радиатора. Как правило, для этой процедуры придется снять бампер и закрепить сетку на специальных отверстиях, которые предназначены для обдува потоком воздуха радиатора. Наиболее часто для этой цели используются пластиковые стяжки или небольшие саморезы. Главное при выполнении этой процедуры – внимательно подберите места крепления, иначе можете повредить бампер своего автомобиля.

    Зимой многие из нас сталкиваются с проблемой обогрева салона машины, особенно в период больших морозов. Для того, чтобы холодный воздух в это время не попадал на радиатор, а значит не охлаждал чрезмерно его, некоторые автосервисы предлагают устанавливать панель на место сетки. Она полностью перекроет поток холодного воздуха, и ваш автомобиль будет лучше прогреваться. Установка этого элемента аналогична монтажу защитной сетки. Такая сетка является и защитой, и элементом классного тюнинга при надлежащем выполнении монтажных работ и правильном выборе материала.

  • Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: