Чего сделана головка блока цилиндров. Что такое гбц в двигателе автомобиля. Конструктивные особенности ГБЦ

Двигатель внутреннего сгорания – достаточно сложный в технологическом плане агрегат, состоящий из множества деталей, которые обеспечивают слаженную работу всего механизма. Какие-то детали выполняют узко-технологические задачи, другим оказана более «высокая честь» — выполнять функции, ведущие к преобразованию одного вида энергии в другой, то есть, превращать топливо в баке в энергию движения.

Из большого количества аббревиатур, которые встречаются на страницах технической документации к автомобилю, сокращение ГБЦ встречается, наверное, наиболее часто. Почему и что такое ГБЦ в автомобиле стоит выяснить подробнее.

Как расшифровывается ГБЦ

Аббревиатура ГБЦ расшифровывается просто. Это головка блока цилиндров – деталь, которую можно отнести к одной из самых важных во всем двигателе внутреннего сгорания в целом. Именно этот узел контролирует процесс сгорания топлива и отвечает за вывод наружу отработанных элементов, в данном случае газов. Чтобы лучше понять, что такое ГБЦ в двигателе автомобиля, нужно подробно рассмотреть его конструкцию и разобрать основные функции.

Конструктивные особенности головки блока цилиндров и составляющие ее детали

Долгое время головки блоков цилиндров изготавливались из чугуна, от которого сейчас отказываются в пользу изделий из легких сплавов металлов на алюминиевой основе. Алюминиевые головки блоков цилиндров используются все чаще, но и от чугунных отказаться полностью не получается. Есть такие типы двигателей, где температурный рабочий режим не позволяет использовать легкий сплав, поскольку велика опасность термической усадки и деформации, а таким процессам наиболее эффективно противостоят головки из чугуна.

Головка блока цилиндров накладывается на цилиндр сверху и крепится к его основанию при помощи болтов или шпилек (вид крепления зависит от модификации двигателя и адреса его изготовления). Посадочная плоскость головки достаточно велика по площади, поэтому во избежание деформации конструкции при креплении используется определенная последовательность, очередность затягивания каждого резьбового соединения, и определенные усилия. Схема крепления и последовательность затяжки соединений для каждого двигателя разрабатывается индивидуально, что обусловлено разницей конструктивных решений.

В так называемых рядных двигателях одна головка блока покрывает весь корпус цилиндра, а в моторах, где цилиндры располагаются V-образно, для каждого ряда имеется своя головка блока. Чтобы обеспечить эффективную герметичность соединения между цилиндром и головкой кладется прокладка, которая имеет точную форму головки и цилиндра, и все необходимые отверстия под крепления. Прокладки изготавливают из армированного асбестового листа, который является огнеупорным материалом и независимо от уровня нагревания сохраняет герметичность камеры сгорания.

Основные механизмы и детали ГБЦ

Схема основных деталей и механизмов головки блока цилиндров включает:

• корпус головки блока (картер), где размещены механизмы системы;
• определенное количество отверстий с резьбой, в которые монтируются свечи зажигания или форсунки;
• асбестовая прокладка между головкой блока и цилиндром;
• камера сгорания, где топливо воспламеняется и превращается в рабочую смесь;
• механизм газораспределения и отвода;
• плоскости и крепления для впускного и выпускного коллектора.

Кроме съемных деталей головка имеет и несъемные, которые необходимы для получения герметичности газораспределительного механизма. К ним относятся седла клапанов. Они методом горячего прессования впрессовываются в картер головки блока. При необходимости их заменить придется использовать специальный инструмент.

Ремонт и обслуживание головки блока цилиндров

Как любая деталь в автомобиле, головка блока цилиндра нуждается в периодическом осмотре, диагностике, а при выявлении серьезных проблем — в замене. Обычно в первую очередь из строя выходят детали, которым приходится нести наибольшую нагрузку – сальники клапанов, сами клапаны, прокладка головки блока. На износ и поломку головки больше всего воздействуют факторы неправильной диагностики и обслуживания. Нарушение необходимой силы при затяжке гаек и порядка затяжки болтов или гаек крепления, приводит к деформациям корпуса, это нарушает нормальный процесс работы двигателя.

При обнаружении этих видов поломок детали придется заменить, причем делать это следует по четкой схеме, которая дается в техническом описании двигателя.

Нужно ли менять масло при ремонте ГБЦ автомобиля, покажет итоговый замер его уровня и анализ его структурного состояния.

Данной статьей я расскажу вам, что такое ГБЦ (головка блоков цилиндров), из чего она состоит, где находится и как действует. Так же объясню, зачем необходим этот немаловажный для работы автомобиля узел.

Разберемся с определением.

Итак, головка блоков цилиндров (ГБЦ) – это крышка, которая закрывает блок цилиндров от любых внешних негативных влияний. Она представляет собой деталь сложной формы, изготовленную, как правило, из алюминиевого сплава или легированного чугуна способом точечного литья. После прохождения этапа литья, чтобы избавится от остаточного напряжения, возникшего на предыдущем этапе, ее подвергают искусственному старению с помощью механической обработки.

Внутренняя поверхность ГБЦ при этом представляет собой идеально гладкую поверхность, что указывает на высокую значимость данного узла. Чтобы более надежно соединить ГБЦ с блоком цилиндров, ее нижнюю часть производят немного расширенной.

Конструктивные особенности ГБЦ.

Головка блоков цилиндров современных авто имеют сложную конструкцию и включают очень большое количество различных деталей (клапана газораспределения, привод свечей зажигания, форсунки и т.д.). Также сюда устанавливаются – выпускные и впускные клапана, камера сгорания топлива, распределительный вал и многое другое. На автомобили с однорядными двигателями устанавливают общую ГБЦ, а на многорядные двигатели — W-образные, где на каждый ряд цилиндров устанавливают отдельную головку.

Строение и основные функции, которые выполняет головка блоков цилиндров в период работы.

1. Крышка ГБЦ (на которой находится маслоналивное отверстие) – на нее возлагается функция защиты блока цилиндров от негативных воздействий и засорения.
2. Резиновый уплотнитель (прокладка головки блока цилиндров) — используется при креплении крышки ГБЦ и выполняет функцию уплотнителя в местах крепления крышки к блоку цилиндров. Прокладка предназначена для однократного использования, поэтому не стоит экономить на ее замене при ремонте или обслуживании данного узла.
3. Камеры для сгорания топлива.
4. Расположенные на корпусе головки резьбовые отверстия, предназначенные для форсунок или свечей зажигания.
5. Полость для распредвала и натяжителя цепи – расположена в передней части ГБЦ.

Место в верхней части ГБЦ отведено для клапанных пружин и втулок, опорных шайб и корпусов подшипников распредвала, а также в корпусе имеются отверстия для установки впускного и выпускного коллекторов. Есть в ГБЦ и место для ГРМ (газораспределительного механизма).

При несвоевременном или неправильном обслуживании головки блока цилиндров могут возникнуть серьезные поломки в связи с большим количеством различных узлов и механизмов, находящихся в непосредственном взаимодействии друг с другом, что в свою очередь приведет к весьма дорогому ремонту, читаем . Это связано с тем, что для разборки или даже для частичного ремонта одного из узлов практически всегда необходимо снимать головку, а этот процесс весьма трудоёмкий.

При установке ГБЦ обратно необходимо соблюдать определённую последовательность и четкий момент затяжки, которые определяет завод изготовитель данного автомобиля, подробнее в статье . Если пренебречь этими правилами и недожать до необходимого момента – можно испортить прокладку, потерять масло и охлаждающую жидкость, и как результат — поломка. В худшем варианте охлаждающая жидкость попадет в масло, и дальше в цилиндр, что приведет к поломке гильзы цилиндра. Слишком большое усилие — приведет к порче мягкого корпуса головки, что потребует его восстановления. Поэтому советуем вам производить ремонт не своими силами, а прибегая к помощи квалифицированных специалистов.

Неотъемлемой частью любого поршневого двигателя является головка блока цилиндров (ГБЦ), которая обеспечивает работу сразу нескольких систем. О том, что такое ГБЦ, какими бывают эти детали, как они устроены и работают, а также о правильном обслуживании, выборе и замене головок — узнайте в этой статье.

Назначение головки блока цилиндров и ее место в двигателе

(ГБЦ) — один из основных агрегатов всех типов поршневых двигателей внутреннего сгорания; цельная или составная деталь, устанавливаемая на блок цилиндров для формирования герметичных камер сгорания.

С помощью ГБЦ решается целый ряд задач, обеспечивающих функционирование двигателя:

• Формирование замкнутых камер сгорания — они образуются выемкой в нижней части ГБЦ и днищем поршня;
• Участие в функционировании газораспределительного механизма. В двигателях с нижним расположением клапанов ГБЦ несет только выемки под клапаны или короткие участки впускных и выпускных каналов. В двигателях с верхним расположением клапанов каналы, а также часть или весь механизм ГРМ (в том числе и распредвал) могут размещаться на ГБЦ;
• Участие в работе системы охлаждения двигателя — в ГБЦ выполнены каналы для охлаждающей жидкости;
• Участие в работе системы смазки двигателя — в ГБЦ с верхним расположением клапанов или всего ГРМ выполнены масляные каналы для подачи масла к трущимся деталям;
• Участие в работе системы зажигания бензиновых агрегатов — в ГБЦ монтируются свечи зажигания;
• Участие в работе системы впрыска топлива дизельных и инжекторных моторов — в ГБЦ монтируются форсунки и вспомогательные компоненты.

Соответственно, головка для всех этих систем выполняет функции корпусного элемента, также она делает вклад в общую жесткость двигателя и сохранение геометрии его основных компонентов.

ГБЦ играет важную роль в работе силового агрегата, любая ее неисправность требует скорейшего ремонта или даже полной замены. Но для верного выбора этой детали необходимо разобраться в ее существующих типах и особенностях.

Классификация ГБЦ

Современные ГБЦ можно классифицировать по расположению и форме камеры сгорания, конструктивному исполнению, наличию деталей газораспределительного механизма и назначению (применяемости).

ГБЦ могут иметь различные по расположению и конструкции камеры сгорания (КС):

• КС, отформированные полностью в головке. В моторах с такими ГБЦ используются плоские поршни, при их подходе в ВМТ весь объем КС формируется головкой;
• КС, частично отформированные в головке и частично расположенные в поршне. В моторах с такими ГБЦ поршни имеют выемки в днище, которые являются частью КС;
• КС, расположенные полностью в поршне. В таких моторах нижняя плоскость головки практически плоская (с выемками для клапанов и каналов), а КС полностью отформирована в днище поршня.

КС могут иметь различную форму, которая определяет эффективность смесеобразования, сгорания топливно-воздушной смеси, отвода отработанных газов и т.д. наиболее распространенными формами КС являются сфера, полусфера, шатер, клин и полуклин, и другие. Однако на современных моторах все чаще встречаются КС сложной (комбинированной) формы, сочетающие в себе лучшие качества простых по форме камер.

В отдельную группу относятся форкамерные ГБЦ, в которых помимо основной КС выполнена связанная с ней малая камера для предварительного воспламенения горючей смеси.

Головки выпускаются трех конструкций:

• Общая ГБЦ для всех цилиндров рядного двигателя или одного ряда V-образного силового агрегата;
• Групповые ГБЦ рядных и V-образных моторов, закрывающих только часть (обычно половину) цилиндров одного ряда;
• Раздельные (индивидуальные) ГБЦ для каждого цилиндра.

Наиболее широкое применение получили общие головки, которые сегодня используются на рядных и V-образных двигателях малого и среднего объема. На мощных многолитровых и многоцилиндровых моторах, особенно дизельных, чаще используются индивидуальные ГБЦ — такое решение продиктовано необходимостью снижения массы головок и расхода металла на их изготовление. Кроме того, наличие отдельных головок значительно облегчает и ускоряет процесс обслуживания и ремонта деталей цилиндра (поршня, ГРМ и других).

Делятся на группы по наличию и комплекту газораспределительного механизма:

• Без деталей ГРМ — к этой группе относятся ГБЦ старых нижнеклапанных и нижневальных многоцилиндровых моторов, а также современных двухтактных бесклапанных моторов (мотоциклов и малой техники);
• С отдельными деталями ГРМ — клапанами и приводами клапанов (коромыслами и сопутствующими компонентами);
• Со всем механизмом газораспределения — к этой группе относится большое число современных моторов, в ГБЦ которых располагается распредвал, клапаны и их привод, а также вспомогательные механизмы и датчики.

Наконец, ГБЦ подразделяются на множество групп по применяемости и некоторым особенностям:

• Для дизельных и бензиновых моторов (а также и для моторов с газобаллонным оборудованием);
• Для агрегатов с жидкостным и воздушным охлаждением;
• Для моторов с различными режимами работы (обычных и форсированных).

Однако, независимо от типа и особенностей ГБЦ, все они имеют похожую конструкцию и принцип работы.

Устройство головок блока цилиндров

Основой конструкции ГБЦ является цельнолитая или фрезерованная деталь из облегченного алюминиевого сплава или белого чугуна. В ГБЦ различными методами формируются основные детали:

• Камеры сгорания;
• Впускные и выпускные каналы;
• Каналы с запрессованными в них втулками клапанов;
• Седла клапанов (во многих двигателях — упрочненные токами высокой частоты или иным способом, либо в виде отдельных деталей, изготовленных из более прочного металла);
• Каналы системы охлаждения;
• Масляные каналы;
• Опорные поверхности под детали ГРМ — стоек оси коромысел, постели распределительного вала и других;
• Резьбовые отверстия под монтаж свечей зажигания, топливных форсунок, свечей накаливания;
• Поверхности сопряжения и крепежные отверстия для монтажа различных деталей — впускного и выпускного коллекторов, крышки ГБЦ, разнообразных датчиков и т.д.;
• Сквозные отверстия для монтажных шпилек/болтов.

Все предусмотренные поверхности сопряжения полируются для достижения максимально плотного прилегания деталей. Монтаж коллекторов, крышки и ряда других деталей выполняется через уплотнительные элементы (прокладки). В чугунных головках монтаж обычно ведется с помощью болтов, в алюминиевых — чаще используются шпильки, которые вворачиваются один раз на предприятии-изготовители и в дальнейшем не трогаются.

Вся нижняя поверхность ГБЦ также полируется — она образует привалочную поверхность для монтажа на блок и формирования камер сгорания. Монтаж ГБЦ также выполняется через прокладку определенной толщины. В настоящее время наиболее широко используются композитные прокладки — как традиционные паронитовые (из прессованного искусственного каучука с асбестовым волокном), так и современные многослойные металлопакеты (на основе медного листа с синтетическими вставками).

ГБЦ в сборе устанавливается на верхнюю часть блока цилиндров, ее фиксация осуществляется с помощью наворачиваемых на шпильки гаек (в случае алюминиевого блока) или ввертываемых непосредственно в блок болтов (в случае чугунного блока). На головку устанавливается сплошная или составная крышка, обеспечивающая защиту деталей ГРМ и предотвращающая потери моторного масла.

Как правильно подобрать и заменить ГБЦ

Сама по себе ГБЦ — надежная и долговечная деталь, которая может без каких-либо проблем служить многие годы. Однако на ней установлено множество деталей, неисправность которых может потребовать демонтажа или иных манипуляций с ГБЦ. При нормальной эксплуатации транспортного средства снимать головку без надобности не рекомендуется, так как это приводит к ухудшению качества крепежа, а кроме того, при последующем монтаже необходимо использовать новую прокладку (что ведет к лишним расходам).

О замене ГБЦ придется задуматься в случае серьезных повреждений — сквозных трещин, сколов и отломов, изменении геометрии и т.д. Для замены необходимо выбирать головку той же модели (а главное — каталожного номера), что была установлена на двигателе ранее. "Неродная" головка просто не встанет на свое место и не обеспечит необходимых характеристик двигателя. Однако следует заметить, что ГБЦ других типов нередко используются при тюнинге двигателя, но эта работа гораздо более сложна простой замены деталей и выполняется только профессионалами, поэтому ее здесь мы не рассматриваем.

Приобретается в комплекте с прокладкой и комплектом уплотнителей (для коллекторов, крышки, датчиков и т.д.), применение старых уплотнительных элементов недопустимо! Монтаж новой головки следует выполнять в строгом соответствии с инструкцией по ТО и ремонту транспортного средства, особое внимание следует уделять порядку затяжки гаек/болтов и прилагаемому к ним усилию. Несоблюдение этих рекомендаций может привести к поломке ГБЦ.

В дальнейшем ГБЦ требует минимального внимания (чего нельзя сказать об установленных на ней деталях), и при правильном монтаже и бережной эксплуатации она будет обеспечивать надежное функционирование мотора.

Головка блока цилиндров является составной и неотъемлемой частью блока цилиндров. ГБЦ крепится сверху блока цилиндров, и в принципе, выполняет ведущую роль во всем двигателе автомобиля.

Какую задачу выполняет головка блока цилиндров

Без лишнего пафоса и преувеличения можно сказать, что основную. Об этом можно судить по тем механизмам и деталям двигателя, которые размещает в себе головка блока цилиндров.

• Камера сгорания.
• Место для ГРМ (газораспределительный механизм).
• Рубашка охлаждения.
• Места для форсунок либо свечей зажигания.
• Смазочные каналы.
• Впускные и выпускные клапаны.

Выполняется головка блока цилиндров двигателя из алюминиевого сплава, и крепится к блоку цилиндров . К раскрутке и затяжке болтов ГБЦ существуют определенные требования, так как от правильности соблюдения технологии зависит герметичность соединения ГБЦ и блока.

С учетом того, что ремонт ГБЦ зачастую выполняется в гаражных условиях своими руками, нужно знать, что слабая затяжка болтов крепления ГБЦ приводит к пробою прокладки, что чревато не только потерей масла и охлаждающей жидкости, но и приводит к в цилиндрах двигателя.

А слишком большое усилие при затяжке ГБЦ может вызвать деформацию корпуса головки, и тогда придётся восстанавливать плоскость ГБЦ.

Основные требования к затяжке болтов ГБЦ, это , технологии и момента затяжки болтов. Как правило, для каждого типа двигателей существуют свои параметры затяжки, которых нужно строго придерживаться.

Размещение цепного привода распредвала и натяжителя цепи, предусмотрено в специальной полости в передней части головки блока цилиндров.

Для свечей зажигания выполняются резьбовые соединения в необходимом количестве. Справа ГБЦ выполняются резьбовые отверстия для шпилек крепления коллекторов: выпускного и впускного.

Для таких деталей, как корпуса подшипников распредвала, втулок опор рычагов, опорных шайб клапанных пружин и направляющих втулок клапанов сверху головка блока цилиндров имеет отверстия и площадки.

В месте соединения блока цилиндров и головки блока цилиндров двигателя устанавливается .

Для однорядных двигателей предусматривается одна, общая головка блока цилиндров, для многорядных ГБЦ по количеству рядов.

Сверху ГБЦ закрывает крышка головки блока цилиндров укомплектованная резиновой прокладкой.

Ремонтопригодность головки блока цилиндров

Определённую часть работ по замене или , можно производить без съёма головки. Снимается крышка ГБЦ и производится регулировка клапанов замена колпачков и т.д.

Головку блока цилиндров демонтируют в том случае, когда работы не требуют снятия с автомобиля всего двигателя: замена направляющих втулок клапанов, удаление нагара, замена шпилек подшипников, притирка клапанов и т.д. В случае если требуется или , то двигатель демонтируется полностью.

Все ремонтные работы головки блока цилиндров двигателя обязаны выполнятся в строгом соответствии с инструкциями производителя. Самодеятельность может обойтись выходом из строя всего двигателя.

Направляющие втулки клапанов и сёдла должны вставляться в нагретую ГБЦ в охлаждённом виде. Это позволяет, после выравнивания температур, обеспечить качественное натяжение в соединении.

В головке блока цилиндров двигателя предусматривается возможность заменить биметаллические втулки вала привода масляного насоса. Замена производится способом выпрессовки старых втулок и установки новых.

Удачи вам в практическом постижении устройства головки блока цилиндров.