Что такое головка блока цилиндров (ГБЦ): принцип работы и назначение

Содержание:

1. ГБЦ в двигателе авто – что это такое?

2. Устройство и назначение блока цилиндров

3. Типы головок блока цилиндров

4. Материалы головки блока цилиндров

5. Как найти ГБЦ под капотом авто?

6. Признаки неисправности ГБЦ

7. Как правильно подобрать и заменить ГБЦ?

Головка блока цилиндров автомобиля считается одной из ключевых составляющих движка. Этот элемент влияет на работу других систем мотора. Вместе с поршневым дном головка цилиндрового блока формирует внутреннее пространство камеры сгорания.

Что такое ГБЦ в автомобиле?

Этот узел устанавливается в верхней части цилиндрового блока. От характеристик такого элемента во многом зависят техпараметры двигателя. Головка отвечает за следующие функции:

• впрыск горючего в КС;

• охлаждение движка – элемент имеет каналы, по которым проходит охлаждающее вещество;

• выведение из КС отработанных газов;

• обеспечение исправной работы ГРМ – в элементе размещаются впускные/выпускные клапаны, а иногда и распредвал с набором шестерен, подшипников;

• участие в процессе впрыска горючего;

• смазывание составляющих ГРМ – для этого ГБЦ оборудуется специальными каналами.

Из-за такого большого перечня функций блоки цилиндров двигателя внутреннего сгорания требуют соблюдения жесткого регламента изготовления.

Описание конструкция ГБЦ, назначение узла

Строение головки современных моторов бывает достаточно сложным и разнообразным. Интересующимся, как работает ГБЦ, следует знать, что во всех моделях таких элементов имеются:

• места под свечи зажигания, форсунки;

• седла для клапанов, направляющие таких деталей;

• камера сгорания, рубашка системы охлаждения;

• монтажная платформа под ГРМ и систему его привода.

От механических повреждений узел защищается специальной крышкой. Она может быть полимерной или металлической, изготовленной методом штамповки. Герметичность стыка частей узла обеспечивается прокладкой.

Крепится головка посредством болтов и шпилек. В зависимо от конструкции движка этот элемент бывает цельным или может состоять из нескольких частей (например, для V-образного ДВС).

Какие бывают виды блоков цилиндров?

Согласно конструкции, ГБЦ делят на следующие категории:

• общие узлы под размещенные в ряд цилиндры моторов V-образного типа – используются в 2-х, 6-цилиндровых СА;

• отдельные головки – применяются в восьмицилинровых двигателях;

• 1 ГБЦ для цилиндра, в том числе ДВС рядного вида.

Встречаются также индивидуальные конструкции узлов. Они устанавливаются в мощных солярочных моторах. Чтобы понять принцип работы ГБЦ, необходимо знать классификацию таких элементов согласно расположению КС:

1. Камера сгорания находится в головке. Поршни подобных систем отличаются наличием вытеснителя, плоской формой днища.

2. КС расположена в ГБЦ и поршне (нижнем поршневом отсеке).

3. Камера находится в поршневом отсеке. Головки такой конструкции обладают плоской нижней поверхностью, пазами под монтаж клапанов.

Интересующимся устройством и назначением блока цилиндров нужно знать, что конструкция ГБЦ также зависит от наличия и вида ГРМ, например:

1. Отсутствует газораспределительный механизм – такое встречается в 1-цилиндровых бесклапанных 2-тактных или нижнеклапанных многоцилиндровых моторах.

2. Имеются коромысла, клапаны. Распределительный вал располагается в нижнем отсеке, другие элементы ДВС устанавливаются в верхнюю часть БЦ.

3. Наличие газораспределительного механизма с полной комплектацией. Все компоненты системы монтируются в верхнюю часть цилиндрового блока.

Конструктивное исполнение ГБЦ зависит от назначения двигателя. Форсированные ДВС и СА, рассчитанные на низкие обороты, требуют установки головок различного строения. Также на выбор конструкции влияют вариант охлаждающей системы ДВС (водяная, воздушная), тип потребляемого горючего (газ, дизель, бензин).

Из каких материалов изготавливают головки?

Эти элементы работают при повышенных температурах, давлении. Внутренние поверхности таких узлов постоянно контактируют с агрессивными веществами. Из-за этого ГБЦ должны состоять из высокопрочных жаростойких материалов, устойчивых к коррозии.

Элементы из сплавов алюминия отличаются малым весом. Такие узлы предназначены для работы при очень высоких показателях давления без риска детонации. Моторы с алюминиевыми ГБЦ отличаются большой мощностью.

Чугунные головки выделяются высокими прочностными параметрами, а также значительной жаростойкостью. Но вместе с этим чугун (легированный или серый) обладает большим удельным весом, что утяжеляет конструкцию двигателя. Зачастую чугунные ГБЦ применяются в тракторах.

Желающим знать, из чего состоит головка цилиндрового блока, нужно помнить, что некоторые производители изготавливают чугунно-алюминиевые модели узлов. К примеру, такое встречается в солярочных СА с воздушной системой охлаждения.

Основание выпускных клапанов и головки таких движков выполняются из чугуна. Затем эти детали заливают сплавом алюминия. Такое строение снижает величину деформации элемента при нагреве-охлаждении. При этом двигатель отличается хорошим теплоотводом.

Где находится ГБЦ?

Чтобы найти этот узел в машине, необходимо поднять капот и снять полимерный кожух движка. Головка расположена над цилиндровым блоком, иногда может быть скрыта за частями навесного оснащения. Элемент занимает большую часть пространства под капотом, потому можно отыскать его без проблем. Иногда встречается вариант расположения 2 ГБЦ по бокам ДВС.

Фиксация элемента, как уже говорилось выше, осуществляется посредством болтов и шпилек. На корпусе узла расположены клапаны, оснащенные пружинными механизмами, а также постель распределительного вала.

Какие признаки поломки ГБЦ?

Зачастую головки приходят в негодность из-за образования трещин. Но конструкционная схема ГБЦ включает множество деталей. Поэтому специалисты также указывают на следующие источники неисправности узла:

• повреждение клапанов, пружин, компенсаторов;

• разгерметизацию из-за дефекта прокладки;

• износ площадок перед распредвалом;

• выпадение клапанного седла;

• образование отверстий, через которые в охлаждающую систему попадают отработанные газы.

Трещины на узле можно заварить. Но в случае, когда они располагаются на участке между КС и охлаждающей рубашкой, потребуется замена узла.

Правильный подбор ГБЦ, процедура замены этого элемента

При покупке новой головки желательно выбрать оригинальное устройство от производителя. В противном случае вряд ли удастся установить ее в гаражных условиях. Иногда аналоговые ГБЦ применяют при тюнинге движка. Но это требует наличия соответствующих умений и оборудования.

Менять узел следует вместе с прокладкой и уплотнителями. Использование комплектов этих деталей, бывших в употреблении, недопустимо. Замену следует проводить, строго соблюдая указания в инструкции производителя.

Трещины в головке цилиндра: симптомы и стоимость ремонта — Иксора

Если вы любите свою машину, то должны уделять внимание состоянию ее двигателя. Внутри этого двигателя находится целый ряд отдельных деталей и компонентов, которые работают вместе в идеальной гармонии. Однако, когда эти детали начинают выходить из строя, вы можете заметить снижение производительности двигателя и даже в полный отказ работы.

В этой статье мы рассмотрим одну из наиболее уязвимых частей двигателя — головку блока цилиндров. Мы рассмотрим симптомы, которые появляются, если на этой детали появляются трещины.

Что такое головка цилиндра?

Головка блока цилиндров является ключевым компонентом двигателя внутреннего сгорания. Внутри блока двигателя есть цилиндры. Именно в этих цилиндрах топливо и воздух смешиваются и воспламеняются. Это сгорание заставляет приводную цепь транспортного средства двигаться при помощи поршней, которые, в свою очередь, передают энергию на ведущие колеса автомобиля.

Головки цилиндров расположены, как следует из их названия, в верхней части цилиндра. Они закрывают цилиндр и смесь топлива и воздуха внутри них до момента сгорания, затем открываются для выпуска выхлопных газов. Этот процесс повторяется тысячи раз за минуту, и каждый раз при их закрытии создается герметичное уплотнение внутри цилиндра. Каждый раз, при открытии они выпускают газ, образовавшийся от сгорания топливной смеси.

Головки цилиндров работают в условиях повышенных нагрузок, поэтому выполняются из прочных металлов. На старых автомобилях они часто производятся из железа, тогда как современные автомобили оснащены ГБЦ из алюминия.

Почему появляются трещины на ГБЦ?

Проблема в том, что, хотя головки цилиндра и производятся из прочного металла, их конструкция также должна быть довольно легкой. Причиной является то, что более тяжелая деталь не сможет двигаться достаточно быстро, и двигатель будет менее эффективным.

Для производителей транспортных средств вышеупомянутый факт приводит к необходимости соблюдать тщательный баланс. С одной стороны, головка цилиндра должна быть достаточно прочной, чтобы прослужить долгие годы, с другой — достаточно легкой, чтобы выполнять свои функции, не влияя на работу двигателя.

В среднем, алюминиевая головка цилиндра способна проработать около пяти лет, железная — немного дольше, скажем, шесть или, даже, семь лет.
По истечении заданного временного ресурса, все головки цилиндров подвергаются риску растрескивания. К счастью, есть ряд симптомов, которые могут указать на появление трещины ГБЦ.

Трещина ГБЦ: симптомы

1. Утечка масла
Масло в цилиндре служит как для смазывания, так и для рассеивания тепла. Как и следует ожидать при работе с маслом, из потрескавшейся головки цилиндра начнет довольно быстро вытекать часть смазки. Сначала вы можете заметить пятно масла, скопившееся под двигателем во время парковки авто. Вы также можете увидеть старый добрый горящий индикатор двигателя «Check Oil» на дисплее приборной панели.

2. Утечка охлаждающей жидкости
Охлаждающая жидкость также используется в узле блоков двигателя, в который входят головки цилиндров. Охлаждающая жидкость хорошо помогает сохранять оптимальную температуру двигателя и ГБЦ. Когда на поверхности головок появляются трещины, может образоваться утечка охлаждающей жидкости. Как и в случае с маслом, это может проявиться несколькими способами: образованием следов протекшей жидкости вместе с маслом, предупредительным световым сигналом, — загорающимся на дисплее приборной панели индикатором «Проверить температуру двигателя».

3. Плохая производительность
Итак, мы говорим о двигателе. Когда головки сломаны, они будут влиять на работу всего мотора. В частности, они не смогут сформировать давление, необходимое для эффективного сгорания топливной смеси. Это значит, что каждый ход сгорания в двигателе будет слабее, чем должен. Это, в свою очередь, приведет к снижению производительности ДВС. Наиболее ярко это будет заметно при движении вверх по склону или старте с места, например, после остановки на светофоре.

4. Неисправность двигателя
Этот пункт несколько связан с предыдущим. Если на ГБЦ появилась трещина, внутри цилиндра не будет удерживаться нужное давление. Это означает, что смесь газа и воздуха будет неправильной, что ведет к плохому сгоранию и производительности. В тяжелых случаях это может привести к тому, что сгорание не происходит вообще. В таких условиях двигатель будет пропускать зажигание.

5. Выход выхлопных газов
Последнее, но не менее важное. Когда головка цилиндра сильно повреждена, она может начать выпускать выхлопные газы непосредственно в пространство двигателя. Визуально это будет выглядеть, как дым, выходящий прямо из-под капота. Головка цилиндра в таком состоянии находится на последнем издыхании и должна быть заменена как можно скорее, — на самом деле, лучше это сделать сразу. 

Мы настоятельно рекомендуем не допускать состояния ГБЦ, когда появляется последний симптом. Следите за признаками, приведенными выше, и проводите замену головок цилиндра прежде чем износ приведет к выпуску газа.

Полезная информация:

• Прогар клапанов: что такое и как диагностировать
• Что такое катализатор горения топлива и стоит ли использовать?
• Признаки неисправности ГТЦ

Получить профессиональную консультацию при подборе товара и подробную информацию по всем интересующим Вас вопросам можно позвонив по телефону — 8 800 555-43-85 (звонок по России бесплатный).

Двигатель

— Что такое голова?

tl dr: Головки цилиндров (обычно называемые просто «головками») представляют собой большой кусок металла, который закрывает и герметизирует конец отверстия цилиндра.

Существует три основных типа головок цилиндров:

• Головка цилиндра с плоской головкой — эти головки цилиндра использовались на старых двигателях, таких как двигатели Ford с плоской головкой (как показано ниже). Овальный выступ в верхней части головки блока цилиндров предназначен для потока охлаждающей жидкости. Охлаждающая жидкость будет течь вверх от блока и через каналы в головке (между отверстиями под болты) и выходить через этот овальный порт наверху.

• Головка верхнего клапана (OHV) — Этот тип головки блока цилиндров широко использовался с 1950-х годов и используется до сих пор. Эти головки имеют клапаны, расположенные внутри них, а не в блоке, как у плоской головки. Клапаны приводятся в действие косвенно от кулачка через клапанный механизм, который обычно состоит из толкателей (толкателей), толкателей и коромыслов. Головка OHV обычно выглядит примерно так же, как эти головки Chevrolet ниже. На картинке плоская поверхность головки (правая сторона изображения) — это часть, обращенная к блоку цилиндров. На левой стороне вы видите наконечники клапанов, пружины клапанов, фиксаторы и держатели. Вдобавок к ним вы бы увидели коромысла, если бы они были установлены.

• Головка с верхним расположением распредвала (OHC) — Головка этого третьего типа обычно имеет распределительный вал, совмещенный с кулачком. Это называется «над головой», потому что кулачок фактически находится над головой. OHC может иметь одинарную (SOHC) или двойную (DOHC) конфигурацию. (Вы можете узнать больше о различиях между SOHC и DOHC в этом посте SE). Вот несколько изображений с головками OHC:

  На этом изображении немного плохо видно, но есть один распределительный вал (вы можете увидеть единственную шестерню слева от головки), который проходит по всей длине головки. Этот единственный кулачковый вал приводит в действие как впускной, так и выпускной клапаны, которые находятся в головке.

  На этом изображении DOHC вы можете видеть два кулачковых вала (найдите две шестерни справа от головки на изображении). с DOHC клапаны могут приводиться в действие напрямую (как на этом изображении) или с помощью коромыслов.

• Сначала давайте немного объясним, что такое головка цилиндра с плоской головкой. Как я уже говорил, это просто плоский кусок металла, закрывающий верхнюю часть цилиндра. На изображении выше верхняя часть изображения (как я уже сказал) является плоской частью. Углубления в головке (часть почти в форме сердца) — это камера сгорания. Именно здесь воздушно-топливная смесь имеет место для сгорания, когда поршень находится в верхней мертвой точке (ВМТ) во время зажигания, между циклами сжатия и мощности двигателя с циклом Отто.

• Чтобы лучше понять, из чего состоит большинство других головок цилиндров, давайте рассмотрим некоторые основы (Примечание: некоторые из этих вещей были упомянуты выше, но я лучше объясню, что они собой представляют здесь):

• Голая головка блока цилиндров : Это основной строительный блок всей конструкции. Все остальные компоненты, о которых мы поговорим, в той или иной форме прикреплены к непокрытой голове.

• Клапан : Обычно спрятанный внутри головки, это часть, которая пропускает воздушно-топливную смесь в камеру сгорания и выхлопные газы наружу во время этой части цикла Отто. Клапан приводится в действие в точное время кулачковым валом. Вот репрезентативное изображение клапана:
• Пружина клапана : Удерживает клапан закрытым, когда он не открыт. Пружины клапана могут состоять из одной, двух или даже трех разных пружинных частей (в зависимости от конструктивных требований). Обычно только очень мощные двигатели нуждаются в пружинном давлении, связанном с тремя (или тройными) пружинами. Вот типичное изображение пружины клапана (это пчелиные пружины, названные так из-за их формы):

• Держатель пружины клапана : Держатель пружины клапана удерживает пружину на пружине. Фиксатор расположен на верхнем конце пружины (от головки). Он удерживает пружину на месте и одновременно крепится к клапану с помощью стопорных замков (см. ниже). Вот репрезентативное изображение слуги:

• Замок фиксатора : Замок фиксатора (или ключ) зажат между наконечником клапана и фиксатором. Посадка с натягом происходит из-за давления пружины на замок, угла расположения замков по отношению к прямому штоку клапана и небольшого выступа, который входит в клапан. Вот репрезентативное изображение фиксатора замка:

  Это половина пары замков. Вы также можете увидеть образовавшийся угол, а также небольшой язычок, соединяющий замок со штоком клапана.

• Уплотнение клапана — Уплотнение клапана расположено вокруг штока клапана в верхней части направляющей клапана (см. ниже) под пружиной клапана. Он обеспечивает уплотнение, чтобы предотвратить утечку (или попадание) масла во впускной и выпускной тракты. Вот репрезентативное изображение уплотнения клапана:

  На изображении вы можете видеть два клапана (внизу справа и слева). Уплотнение клапана представляет собой пружину, которая окружает клапан, полимерный элемент под ним и металл, находящийся под ним.

• Направляющая клапана : Направляющая клапана делает именно то, что следует из названия — она направляет клапан. Направляющая клапана представляет собой отдельный кусок металла, обычно изготавливаемый из чугуна или бронзы. Направляющая отделена от головки, поэтому при необходимости ее можно заменить при восстановлении головки. Он вставляется в головку и позволяет удерживать клапан в определенном положении, позволяя ему двигаться вверх и вниз во время цикла открытия/закрытия. Есть много разных типов и различных приложений для каждого. Вот репрезентативное изображение различных направляющих клапанов:

• Седло клапана : Седло клапана представляет собой закаленный материал, который забивается в головку, а затем разрезается под определенным углом, чтобы вместе с клапаном создать уплотнение, удерживающее газы во время процесса сгорания в камере сгорания. Седла клапанов обычно изготавливаются из какого-либо сплава железа, поскольку он имеет тенденцию выдерживать суровые условия открытия / закрытия клапана в течение всего срока службы. Вы можете найти седла в чугунных головках (в большинстве случаев), но вы всегда найдете седла клапанов в алюминиевых головках. Без них клапан сдвинул бы алюминий в сторону и вскоре был бы поврежден. Вот типичное изображение седла клапана:

  На изображение я добавил два желтых овала. Седло клапана расположено между двумя овалами. Седло — это часть, которая обесцвечена и выглядит так, будто она обработана под углом. Когда сиденья установлены, в головке вытачивается место, куда впоследствии будет вбито сиденье. Затем седло обрезается под определенным углом, чтобы клапан идеально соприкасался с седлом и создавал надежное уплотнение. Вы также можете видеть на изображении, что в центре кругов направляющая клапана обращена к вам.

• Пружинное седло : В зависимости от производителя головки и конструкции головки может также быть пружинное седло, которое может защитить головку цилиндра от истирания пружиной. Как вы уже догадались, седло пружины охватывает направляющую клапана и находится между пружиной и головкой. Обычно вы увидите их на алюминиевых головках. В этой области производитель также может разместить прокладки пружины клапана, чтобы правильно установить высоту пружины.

  Вот изображение большинства деталей, описанных выше, и то, как они все соединяются друг с другом (конечно, в разобранном виде):

• Камера сгорания : Все действие происходит в камере сгорания. Его форма, в дополнение к клапанам и куполу (или тарелке) поршня, определяет, как движется фронт пламени после воспламенения воздуха / топлива. Камера сгорания может быть разных размеров и форм. Все зависит от того, что нужно для конкретного двигателя. Ниже приведено репрезентативное изображение большой блочной камеры сгорания Chevy (BBC) с закрытым портом. На изображении вы видите лицевую сторону впускного (клапан большего размера) и выпускного (клапан меньшего размера) клапанов. Справа от клапанов (на 4 часа к клапанам) есть резьбовое отверстие. Отсюда выпирает свеча зажигания.

  Вот очень простая головка OHV . Вы можете увидеть различные части головы, аннотированные для лучшего понимания. Все головки с клапанами в них работают и почти так же, но могут быть расположены по-разному, как вы видели на изображениях выше. Вот еще одно изображение, показывающее поперечное сечение того, как клапаны, впускной и выпускной каналы могут быть расположены внутри головки:

• Впускные/выпускные каналы : Впускные и выпускные отверстия являются частью головки, которая позволяет воздушно-топливной смеси поступать в цилиндр, а выхлопным газам выходить из цилиндра. Их размер, форма и текстура могут способствовать или препятствовать движению воздуха. Чем больше поток, тем больше мощность и крутящий момент. Вот репрезентативное изображение порта в разрезе:

• Дополнительные биты и детали : При отливке головок в них встроены каналы для охлаждающей жидкости. Это позволяет головке отводить лишнее тепло от процесса сгорания.

Что такое проекционный дисплей? — The Car Mom

Новые автомобили всегда выходят с обновленными технологиями и функциями. Это может быть ошеломляюще, когда вы садитесь за руль совершенно нового автомобиля, когда вы привыкли к седану 2013 года, который у вас был со времен колледжа. Новые автомобили сигналят вам, вибрируют ваше сиденье и руль, когда вы приближаетесь к полосе рядом с вами, а некоторые даже берут на себя управление рулем и едут вместо вас! И что это за информация, которую я вижу на лобовом стекле?! Что ж, это проекционный дисплей (HUD), и это одна из моих любимых функций! Позвольте мне рассказать вам, почему.

Что такое проекционный дисплей?

Проекционный дисплей проецирует изображение информации на лобовое стекло автомобиля прямо под линией обзора водителя. Он отображает ключевую информацию, такую ​​как текущая скорость, ограничение скорости, инструкции по навигации, информацию о круиз-контроле и многое другое! Многие HUD настраиваются, поэтому вы можете решить, какую информацию вы хотите видеть!

Основное преимущество проекционного дисплея заключается в том, что вы не отвлекаетесь от дороги и не отвлекаетесь в поисках нужной информации.