Что такое гбц: описание, функции, конструкция и диагностика

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.

Классификация ГБЦ

Поскольку головка БЦ является неотъемлемой частью СА, к ней предъявляются повышенные требования к прочности и способности выдерживать экстремальные температурные нагрузки. Основной критерий классификации БЦ – материал изготовления:

• на протяжении многих десятилетий основным материалов для изготовления блока цилиндров был чугун с различными добавками (хромом, никелем). Чугун хорошо переносит нагрев, он достаточно жёсткий, что является обязательным требованием для высокофорсированных моторов. Единственный недостаток чугуна – большой вес, который отрицательно сказывается на разгонных характеристиках легкового авто;
• алюминий – второй по частоте использования материал для изготовления БЦ. Он лёгок, прочен, обеспечивает более лёгкое и быстрое охлаждение деталей силового агрегата. Но для алюминия достаточно сложно подобрать материал изготовления цилиндров, который должен обладать сравнимыми характеристиками, но отличаться более высокой стойкостью к высоким температурам. Для этих целей используют алюминий-кремниевые составы и алюминиевые цилиндры с никелевым напылением. В последнем случае повреждение шатуна или поршня приводит к уничтожению никелевого слоя, что делает цилиндр неремонтопригодным;
• БЦ, изготовленный из магниевого сплава, обладает достоинствами обеих традиционных материалов — лёгкостью и прочностью, однако он настолько дорог, что его массовое производство нерентабельно.

Что касается головки БЦ, то к ней предъявляются меньшие требования, поэтому алюминий здесь имеет неоспоримое преимущество перед чугуном. Именно этот материал используется для изготовления ГБЦ на большинстве современных моторах, позволяя ощутимо снизить вес силового агрегата. Другим важным классификатором ГБЦ является форма и расположение камеры сгорания:

• если КС расположена целиком в головке, то в таких двигателях применяются плоские поршни. Их особенностью является формирование объема камеры сгорания в головке при прохождении поршня в верхнюю мертвую точку;
• второй разновидностью считаются камеры сгорания, размещённые как в ГБЦ, так и поршне. Конструктивно поршни этой разновидности оснащаются выемкой в нижней части;
• существуют также камеры сгорания, целиком находящиеся в полости поршня.

Если говорить о форме КС, то она влияет на такие параметры, как эффективность образования ТВС, процесс её сгорания и эффективность отвода продуктов сгорания. Чаще всего камера имеет сложную форму, но встречаются и варианты с круглой, полусферической, клиноподобной, шатёрной геометрией. Конструктивно ГБЦ подразделяются на следующие категории:

• Одна головка для рядного мотора или каждого ряда V-образного СА;
• групповые головки, которые прикрывают цилиндры в отдельном ряду частично (как правило – ровно половину);
• раздельные ГБЦ (для каждого цилиндра – своя головка).

На большинстве легковых авто с двигателями малого/среднего объема устанавливаются общие ГБЦ. На форсированных многоцилиндровых моторах большой мощности обычно применяются индивидуальные головки, что снижает массу двигателя и упрощает обслуживание/ремонт поршней и других деталей цилиндра. Наконец, головки классифицируют по наличию и комплектации ГРМ:

• устаревшие конструкции головок нижнеклапанных силовых агрегатов могут вообще не содержать деталей ГРМ, такой же тип головок предусмотрен в современных двухтактных двигателях;
• головки, содержащие часть деталей ГРМ (обычно – приводы клапанов и сами клапаны);
• ГБЦ, конструкция которых предусматривает наличие механизма газораспределения в сборе – это большинство современных силовых агрегатов.

Независимо от особенностей конструкции, главным в ГБЦ двигателя является схожесть принципов функционирования.

Что случается при неисправностях ГБЦ?

Описывать все нюансы этого вопроса мы не будем, поскольку эта тема для отдельной статьи, но основные проблемы, связанные с неполадками ГБЦ, мы все же затронем. При пробое прокладки или самой головки можно наблюдать следующие явления:

1. Масло может проникать в систему охлаждения. Выявить такую неполадку можно по антифризу, он будет иметь темный, мутный цвет с явными масляными отложениями, а также иметь специфический запах.
2. Помимо этого антифриз может проникать в систему смазки. Вследствие этого уровень охлаждающей жидкости в бачке будет постоянно снижаться, а масла в двигателе становиться все больше. При проверке уровня масла в двигателе на щупе также можно наблюдать наличие белой пены, эмульсии.
3. В связи с нарушением герметичности охлаждающая жидкость может попадать и в камеру сгорания. В этом случае белый дым из выхлопной трубы будет идти постоянно, а уровень антифриза в бачке постепенно снижаться.
4. Помимо этого выхлопные газы из камеры сгорания могут проникать в систему охлаждения. Выявить проблему можно по выходящим пузырькам выхлопного газа из расширительного бачка во время работы двигателя.
5. Также выхлопные газы могут попадать из одного цилиндра в другой или вырываться наружу через трещину в головке блока или при повреждении ГБЦ прокладки. Если же с выявлением проблемы во втором случае проблем не возникнет, то с первым вариантом все намного сложнее, так как видимых внешних повреждений в этом случае нет. Однако первыми сигналами таких протечек становится снижение мощности двигателя, повышенный расход топлива, затрудненный пуск мотора.

Любой из вышеприведенных признаков может указывать не только на поломку ГБЦ, но и любого другого взаимосвязанного компонента двигателя. Более того бывают случаи, когда ГБЦ деформируется вследствие неправильной работы других систем автомобиля, например, при нарушении работы системы охлаждения двигателя. Вследствие этой неполадки может произойти перегрев двигателя, который в кратчайшие сроки способен вывести силовой агрегат из строя.

Новые статьи

• ДВС, что это такое в машине? Устройство двигателя внутреннего сгорания, его виды и принцип работы
• Обозначение символов на приборной панели разных автомобилей

Предыдущие статьи

• DSG коробка передач: что это за трансмиссия такая, и какие у нее преимущества?
• Коробка передач робот и автомат, в чем разница? Плюсы и минусы двух трансмиссий

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.

Техническое обслуживание и диагностика

Как известно, все механизмы транспортного средства рано или поздно будут нуждаться в диагностике и техническом обслуживании. В этом случае ГБЦ не является исключением. Первоочередной задачей любого автомобилиста в этом вопросе является периодическая диагностика тех компонентов головки, которые нуждаются в этом больше всего. В частности, тех, которые подвержены наибольшим нагрузкам.

Речь идет о:

• работоспособности клапанов;
• проверке работоспособности сальников клапанов;
• сальников распределительного шкива;
• и, разумеется, самой прокладке ГБЦ.

может стать причиной появления масла в охлаждающей жидкости. И наоборот — попадании антифриза в масляную систему. В результате попадания масла в охладительную систему антифриз будет бурлить (но не кипеть), что приведет к троению двигателя, а со временем — невозможности его запуска. При это хладагент будет выходить из расширительного бачка, а датчик температуры мотора на приборной панели будет показывать кипение двигателя. В свою очередь, попадание хладагента станет причиной заливания свечей зажигания, о чем можно будет догадаться, выкрутив свечку и оценив ее состояние.

В целом на выход из строя элементов головки и на их корректную работу влияют многие факторы, но большинство из них касаются своевременной диагностики и ремонта. Даже такая мелочь, как (неправильный момент затяжки или несоблюдение порядка) может стать причиной деформации головки, что может привести и к поломке двигателя.

Для чего проводятся ремонтные работы? Есть множество случае, когда снятие головки неизбежно.

Это:

• необходимость расточки цилиндров;
• необходимость опрессовки втулок клапанов или их седел;
• выход из строя клапанов, что подразумевает необходимость их замены или ремонта;
• отшлифовка седел или работы по их доработке;
• ;
• необходимость замены прокладки головки (если она пробита или пропускает);
• или же при надобности заделывания микротрещин (эта операция может проводиться и без демонтажа ГБЦ).

 Загрузка …

Так или иначе, но все работы по ремонту и диагностике данного узла должны осуществляться при соблюдении рекомендаций и указаний от производителя вашего транспортного средства. Если вы, не имея знаний и опыта, попытаетесь сделать что-либо самостоятельно и у вас это не получится, то это чревато полной поломкой всего мотора. Наиболее опасным в этом плане является монтаж втулок клапанов. Эта процедура должна осуществляться при нагретой головке, при этом сами монтируемые элементы должны быть холодными, а не нагретыми. Только так можно будет обеспечить надежное натяжение в соединении после того, как температура узла стабилизируется.

Также конструкция ГБЦ позволяет осуществить и замену втулок шкива привода маслонасоса. Данный процесс должен осуществляться методом выпрессовки уже отработавших свой ресурс эксплуатации втулок и монтажа новых компонентов.

В целом в домашних условиях есть возможность заниматься этими работами. Но при том условии, если вы понимаете, что делаете и чем это может быть чревато. Разумеется, в этом случае речь не идет о тех работах, для осуществления которых понадобится термическое или высокоточной оборудование. Но и это возможно только тогда, когда у вас есть определенные знания. Не имея опыта, даже самый новый и высокотехнологичный инструмент не имеет никакой пользы.

Прайс-лист

Цены действительны с 1 апреля 2021 года
Скачатьпрайс-лист

Работы с ГБЦ (отечественное производство)

Опрессовка головки блока

Работы с ГБЦ (иномарки)

Опрессовка головок блока цилиндров

С нами сотрудничают

• Мосводосток

• Автокомбинат им. Краузе

• МосАвтоДор

• ТулаАвтоДор

• ОГУП «Волгоградавтодор»

• АО «МосТоТрест-Сервис»

• ФГУП «Пойма»

• ГБУ «Жилищник»

• ПАО «Мостотрест»

• МТФ-завод «МОКОН»

• АО «ФЦНИВТ «СНПО «ЭЛЕРОН»

• Агрохолдинг «РУСМОЛОКО»

• ООО «ТУЛАМАШАГРО»

• АО «МИСК»

• ООО «ССК «ГАЗРЕГИОН»

• АО «ГАЗСТРОЙ»

• ПАО «ГОФРОН»

• ФСК «Мостоотряд-47»

• СТФ «Мостоотряд-99»

• АО «Шаховский ДСК»

• АО «Озеры-молоко»

Схема проезда

Как проверить прокладку ГБЦ

В процессе диагностики автовладелец должен знать, как проверить прокладку головки на исправность. Для этого используйте следующие методы.

С помощью перчатки, пакета или воздушного шара

Наденьте резиновую перчатку, пакет (необходимо зафиксировать в основании), презерватив или воздушный шар на расширительный бачок, после чего запустите мотор и оставьте его на три-пять минут. Желательно увеличить обороты до трех-пяти тысяч. Чем серьезнее повреждение, тем быстрей изделие наполняется газами.

Используйте бутылку

На грузовых авто для проверки найдите бутылку на 0,5 л.

Далее сделайте следующее:

1. Найдите сапун на расширительном бачке.
2. Наполните бутылку водой.
3. Вставьте в нее трубку.

Появление пузырьков воздуха свидетельствует о наличии повреждения.

Как узнать, что прокладка ГБЦ пробита

Наибольшая трудность для многих автовладельцев — определить, что причиной проблемы является именно прокладка ГБЦ.

Для проверки сделайте следующие шаги:

Заведите мотор и осмотрите его

Обратите внимание на наличие дыма из щели между головкой и самим блоком цилиндров. Во время работы не должно быть звенящих и иных подозрительных шумов, которые ранее не наблюдались.
Осмотрите расширительный бак системы охлаждения, емкость для заливки смазывающей жидкости и крышку радиатора на факт появления рыжеватой эмульсии

При попадании смазывающего состава в антифриз на крышка расширительного и радиаторного бачка можно увидеть следы эмульсии.
Проверьте компрессию в разных цилиндрах. Ее резкое снижение может свидетельствовать о пробитой прокладке, также читайте почему возникает разная компрессия в цилиндрах.
Заведите мотор, дайте ему поработать и посмотрите на состояние выхлопных газов. Появление густого белого дыма часто свидетельствует о повреждении рассматриваемого элемента. Обратите внимание на запах дыма. Если вы используете в системе охлаждения антифриз, он будет слегка сладковатым.
Проверьте уровень жидкости в расширительном бачке. Его снижение свидетельствует о проблеме.
Измерьте уровень масла в двигателе. В случае попадания антифриза в систему смазки можно заметить поднятие уровня выше отметки MAX.
Откройте крышку радиатора / расширительного бачка и проверьте ОЖ на факт выделения газов. Для диагностики можно использовать резиновую перчатку или пакет (на этом подробно остановимся дальше).

Дополнительно обратите внимание на признаки пробитой прокладки, о которых упоминалось в начале статьи

Портинг двигателя. Что это и зачем?

Это достаточно редкий и сложный вид тюнинга двигателя внутреннего сгорания, который обычно применяется, когда уже все остальные апгрейды сделаны, а хочется добавить еще больше мощности своему автомобилю. Из-за его достаточной редкости о нем слышали далеко не все автомобилисты. В этой статье я расскажу о том, что это такое, зачем это делается и какие преимущества дает.

Голова блока цилиндров — это одна из основных частей поршневого двигателя внутреннего сгорания. Именно в ней установлены впускные и выпускные клапана, через нее в двигатель подается воздух, и удаляются отработанные газы. Обычно ГБЦ создается на заводе путем литья в песок и дальнейшей механической обработки.

Так как литье в песок — это не самый точный метод создания металлических деталей, то на получаемой поверхности остаются следы песчинок, которые выглядят как шероховатая и немного неровная поверхность. Так как впускные и выпускные каналы в ГБЦ находятся внутри, то их механическая обработка затруднена, и большинство автопроизводителей оставляет их «как есть». Действительно, для гражданских автомобилей эти неровности не представляют абсолютно никаких проблем, а их удаление бы значительно повысило себестоимость производства.

Однако на спортивных автомобилях эти неровности уже начинают ограничивать мощность двигателя, ведь сильный воздушный поток начинает «зацепляться» за неровности, и пропускная способность этих каналов становится ограниченной.

И тут на помощь приходит портинг — полировка и доработка каналов ГБЦ, а также расточка седел клапанов. Эта процедура позволяет повысить мощность форсированного двигателя вплоть до 30%, а это весьма и весьма немало.

Как делается портинг?

Самый простой способ обработать каналы ГБЦ — отполировать их при помощи дремеля или дрели. В случае, если у мастера прямые руки, то можно добиться отличных результатов. Однако если каждый канал будет сделан немного по-разному, то это может привести к снижению мощности двигателя и даже к его разрушению из-за неравномерности воздушного потока в каждый из цилиндров и неравномерного сгорания топлива. Этот способ дешев и хорош, но квалификация мастера должна быть на высоте.

Более качественный, но и намного более дорогой способ — использование ЧПУ станка. Процесс не сильно отличается от работы дремелем, однако вместо рук мастера выступает роботизированный станок, а значит влияние человеческого фактора минимально.

Также есть очень прикольный способ портинга при помощи вязкого абразивного вещества — экструзионный портинг. Его можно достаточно долго описывать, но лучше посмотреть на видео:

Стоит ли мне прямо сейчас сделать портинг своего двигателя?

Если сделать портинг на штатном двигателе, то его эффект будет практически незаметен, так как даже штатная ГБЦ способна пропускать через себя избыточное количество воздуха. Поэтому начинать тюнинг с этой процедуры абсолютно нет смысла. Лучше для начала сделать чип-тюнинг и поставить турбину побольше.

Также перед портингом рекомендуется установить спортивные распределительные валы и улучшенный впускной коллектор, про высокопроизводительную выхлопную систему тоже забывать не стоит.

Если же машина уже достаточно прокачана, то портинг будет отличным выбором, и добавит автомобилю вплоть до 30% мощности.

Если Вам интересна данная тематика, и хочется узнать еще больше, то подписывайтесь и ставьте лайки. Новые интересные статьи не заставят себя долго ждать!

Источник

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.