Головка блока цилиндров: назначение и принцип работы

Основные сведения о ГБО 5 поколения

Новое поколение ГБО довольно сильно отличается от оборудования предыдущей версии. Вместе с ощутимыми преимуществами перспективная технология несет в себе и ряд недостатков, поэтому о данной системе следует поговорить поподробнее.

Преимущества и недостатки

Основным преимуществом ГБО пятого поколения стала возможность простого запуска двигателя без предварительного разогрева бензиновым топливом. А также технология несет в себе и другие плюсы:

• отсутствие редуктора;
• пониженный расход топлива, который теперь почти соответствует бензиновым нормам потребления;
• ГБО не вмешивается в механизмы охлаждения мотора;
• конструкция не содержит шлангов, а состоит из пластиковых труб повышенного давления;
• ГБО 5 поколения работают с большей мощностью.

Одним из наиболее ощутимых минусов такого ГБО является высокая цена и необходимость серьезного обслуживания. Рассмотрим более подробно плюсы и минусы ГБО на авто 4 и 5 поколений.

Какая прокладка ГБЦ лучше: правила выбора

При выборе прокладки ГБЦ необходимо ориентироваться на следующие критерии: стойкость к коррозии, высоким температурам, давлению и сроку эксплуатации. Выше мы рассматривали виды таких изделий. Теперь подробнее остановимся на их особенностях.

Металлические

Прокладки ГБЦ, изготовленные из металла, пользуются высокой популярностью у автовладельцев.

Их преимущества:

• повышенная прочность;
• равномерность нагрузки;
• большой срок службы;
• наличие уплотнительных элементов, защищающих от разгерметизации.

Металлические изделия рекомендуется применять на машинах с турбиной или оборудованных форсированными моторами.

Асбестовые

Прокладки на основе асбеста пользуются большим спросом у автовладельцев.

Их преимущества:

1. Стойкость к высокой температуре.
2. Доступная стоимость.
3. Небольшая усадка.
4. Наличие металлических элементов в местах, где это необходимо.

Из минусов:

1. Ухудшение качества при продолжительном применении.
2. Чувствительность к вибрациям и температурным скачкам.
3. Опасность асбеста для здоровья (больше актуально для людей, участвующих в производстве).

Безасбестовые

К этой категории относятся изделие, изготавливаемые из современных композитных материалов.

Они имеют ряд преимуществ:

1. Почти полное отсутствие усадки.
2. Долгий срок службы.
3. Эластичность, гарантирующая хорошее прилегание к поверхности.
4. Стойкость к высокой температуре.
5. Отсутствие боязни перепадов давления.
6. Усиление основных участков металлическими компонентами.

Важно учесть, что ресурс прокладки ГБЦ зависит не столько от материала, сколько от правильности установки. Если не попасть в усадочное место, проблемы будут даже с самым дорогим изделием, поэтому к такому вопросу необходимо подходить со всей ответственностью

Главным признаком неправильной установки является ее быстрое повреждение и появление признаков, которые упоминались в начале статьи.

На дизельных двигателях неправильный монтаж может проявиться стуком поршневой системы из-за того, что движущийся элемент задевает край прокладки.

Конструктивные особенности ГБЦ

Ранее ГБЦ изготовлялись из чугуна, но сегодня этот материал не используется для производства. Чугунные головки до сих пор установлены на многих автомобилях. Использование этого материала обусловлено тем, что чугунные ГБЦ лучше работают в условиях жестких температур. Чугунные головки лучше справляются с сильной жарой и пониженными температурами, а алюминиевые устройства больше подвержены усадке и деформации при работе в таких условиях (Александр Скрипченко).

Одним из важных элементов ГБЦ авто считается прокладка, которая выполняется из армированного асбеста. Благодаря использованию этого материала прокладка позволяет справляться со своими задачами при повышенных температурах, а также выдерживает высокое давление. Прокладки, выполненные из асбеста, позволяют обеспечить хорошую герметичность магистралей системы охлаждения, камеры сгорания и масляного провода.

Ниже приведены основные составляющие ГБЦ автомобильного двигателя:

1. Прокладка.
2. Газораспределительный механизм.
3. Картер двигателя. На картере находятся все элементы и узлы устройства, в том числе каналы системы охлаждения и маслопривода. Здесь находится и камера сгорания.
4. Технологические разъемы для установки форсунок либо свечей.
5. Сама камера сгорания. Этот узел используется для обеспечения процедуры возгорания топливовоздушной смеси двигателя.
6. Привод газораспределительного механизма.
7. Посадочные места резьбовыми отверстиями. В них устанавливаются коллекторы — впускной и выпускной.

Клапаны, имеющиеся на ГБЦ, устанавливаются в одном ряду на конструкции. Клапаны устанавливаются под углом, составляющим 20 градусов. Конструктивные особенности в различных авто, особенно современного производства, могут отличаться, однако обычно клапаны находятся в одном ряду.

В передней части головки блока цилиндров находится технологическая поверхность для монтажа цепного привода ГРМ, а также натяжителя ремня или цепи ГРМ. Камеры сгорания автомобильного мотора монтируются плотно к самому блоку цилиндров, для обеспечения надежного прилегания они механически обрабатываются. Что касается габаритов, то площадь камер сжатия будет более низкой, чем габариты днища у поршней. Это позволяет в конечном итоге улучшить процесс сгорания топливовоздушной смеси в цилиндрах двигателя.

На левой стороне головки блока располагаются 4 технологических отверстия, в которые устанавливаются свечи либо форсунки двигателя. С другой стороны находится фланец, на него монтируются коллекторы. В непосредственной близости с фланцем располагаются магистрали системы охлаждения, по ним циркулирует хладагент. Сверху головки блока располагаются технологические отверстия, в них монтируются направляющие элементы, опоры шайб, подшипниковые устройства распредвала. Также на верхней части монтируется крышка, фиксирующаяся с помощью штифтов.

На ГБЦ устанавливаются и несъемные элементы:

• седла клапанов, использующиеся для обеспечения герметичности ГРМ;
• направляющие элементы клапанов.

Несъемные элементы монтируются путем прессовки в структуру головки блока. Процесс демонтажа и замены этих устройств выполняется с применением термического оборудования и инструментов, которые можно найти на специализированных станциях ТО. В домашних условиях их замена будет невозможной.

 Загрузка …

Особенности конструкции

Конструкция головки цилиндров не такая простая, какой кажется на первый взгляд. Ниже будут описаны все составляющие этой детали.

В настоящее время все элементы головки блока цилиндра изготавливаются из алюминиевых сплавов, раньше для этой же цели использовали легированный чугун. Некоторые транспортные средства до сих пор оснащены чугунной головкой цилиндров. Объясняется это тем, что чугун наиболее оправдан для очень высоких или очень низких температур. Алюминиевые сплавы наиболее подвержены деформации из-за перепада температур. Размеры ГБЦ во время работы двигателя изменяются из-за повышенной температуры.

ГБЦ состоит из следующих элементов.

• Уплотнительная прокладка.
• Газораспределительный механизм.
• Корпус головки цилиндра, именно здесь находятся все механизма и патрубки системы охлаждения, масляные провода и камера сгорания.
• Отсеки, в которые в последующем монтируются свечи зажигания.
• Привод газораспределительного механизма.
• Камера сгорания, где осуществляется процесс горения топлива.
• Тут же находятся посадочные плоскости, которые дают возможность выпускать переработанные газы.

Следует рассказать более подробно о каждом из этих элементов. Клапаны ГБЦ находятся в 1 ряду, каждый из которых наклонён к цилиндрам на двадцать градусов. В автомобилях последнего поколения может использовать несколько другой принцип устройства ГБЦ, но в целом, все примерно одинаково.

Более подробно стоит рассказать об уплотнительной прокладке, основа который это армированный асбест. Изготовление этого элемента именно из такого материала объясняется высокими температурами во время работы двигателя внутреннего сгорания, также на прокладку оказывается большое давление. Прокладка из армированного асбеста в состоянии обеспечить герметичность всех каналов и систем мотора.

Если разобрать переднюю часть этого устройства, то можно увидеть, что здесь располагается привод газораспределительного механизма вместе с натяжителем цепи. Камеры сгорания имеют тесный контакт с блоком, по этой причине их обрабатывают механическим путём. Объёмы камер для сжатия несколько меньше, чем размеры поршней. Объясняется это тем, что во время работы ДВС, в момент поднятия поршней, такая конструкция даёт возможность воздушным смесям закручиваться. В итоге улучшается сам процесс сгорания топлива.

В ГБЦ присутствуют несъёмные элементы. Седла клапанов, которые необходимы для герметичности газораспределительного механизма, здесь же находятся направляющие втулки. Следует принять к сведению, что эти элементы монтировались при помощи прессовки. То есть заменить их в домашних условиях невозможно, потребуется обращаться в сервисный центр или использовать специальное оборудование.

Некоторые автовладельцы пытаются заняться ремонтным работами ГБЦ самостоятельно, однако делать этого не рекомендуется, в противном случае возможны негативные последствия.

1. Головка цилиндра может измениться по форме, в итоге будет нарушена герметичность клапанов и камеры сгорания.
2. Из-за неправильного нагрева, головка цилиндра станет непригодной к эксплуатации.
3. Возможно образование трещин и микротрещин, исправная работа мотора с которыми станет невозможной.

Ремонтные работы несъёмных элементов в домашних условиях могут привести к тому, что придётся приобретать новую ГБЦ. Никто не говорит, что грамотный специалист не сможет отремонтировать одну из этих деталей, однако сделать это получается далеко не всегда.

Удаление накипи

Накипь в водяной рубашке ухудшает охлаждение двигателя, вызывает его перегрев и потерю мощности. Для удаления накипи все круглые отверстия водяной рубашки закрывают деревянными пробками, а к фасонным отверстиям привертывают пластины с резиновыми прокладками. Затем в рубашку заливают раствор следующего состава:

• Каустическая сода: 50 г.
• Керосин: 10 г.
• Вода: 1 л.

Через 6—8 час. раствор выпускают и рубашку промывают водой.

Блоки с алюминиевыми головками (автомобилей М-20 «Победа», ГАЗ-51) промывают 3%-ннм раствором соляной кислоты, который заливают на 30—40 мин.; после этого раствор выпускают и рубашку цилиндров промывают чистой водой.

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.

Диагностика и ТО

Рано или поздно любому механизму в транспортном средстве потребуется диагностика и техническое обслуживание, ГБЦ не является каким-либо исключением из правил. В этом вопросе главная задача владельца транспортного средства периодически заниматься диагностикой тех элементов, которые чаще всего выходят из строя.

• Клапаны и их сальники.
• Уплотнительная прокладка.

Особое внимание следует уделить прокладке, если она износилась, рабочие жидкости могут смешиваться, что приведет к поломке двигателя. При попадании охладительной жидкости в рабочее масло, она будет бурлить

Со временем это приведет к невозможности запуска мотора. В этом случае главным сигналом будет датчик температуры, который покажет кипение ДВС. Оценить ситуацию можно также сняв свечи зажигания. Зачем необходимы ремонтные работы? Чаще всего демонтаж головки цилиндров избежать не удастся в следующих случаях.

• Изменилась высота гбц.
• Возникла потребность отпрессовать клапаны и седла.
• Один или несколько клапанов перестали функционировать и нуждаются в замене.
• Требуется шлифовка крышки.
• Требуется заменить уплотнительную прокладку.
• Необходимо избавиться от микротрещин.

При установке головки цилиндров соблюдать следующие указания:

• Поставить новые прокладки. Они различны как для двигателей так и для головок цилиндров. Прокладка левой головки цилиндров со стороны цепного привода имеет 3 отверстия, а прокладка правой головки цилиндров — 2.
• Болты крепления головки цилиндров длиной 165 мм одновременно служат и для крепления корпусов подшипников распределительного вала.

Установить головку цилиндров (предварительно одев выпускной трубопровод на шпильки крепления) на два установочных штифта на блоке цилиндров.
Смазать резьбу болтов крепления головки цилиндров и завернуть болты. При замене болтов проверить соответствие их длины.
Затянуть болты крепления головки цилиндров в соответствии с порядком затяжки, показанном на рисунке, при помощи ключа 116 589 001 300. Первоначальный момент затяжки 30 Нм.
Новые болты затянуть моментом 50 Нм.
Окончательную затяжку болтов крепления головки цилиндров произвести через 10 мин моментом 50 Нм.
Дальнейшие работы выполнять в обратной снятию последовательности. Установить выпускной трубопровод и полностью закрепить

Установить звездочку вместе с цепью привода на распределительный вал, обратив внимание на совпадение меток на звездочке и цепи. Затянуть болт крепления звездочки моментом 100 Нм

удерживая распределительный вал от проворачивания.

В автомобилях с регулируемой подвеской колес предварительно установить детали крепления гидросистемы подвески.

Ремонт трещин головки блока цилиндров

Существуют разные способы ремонта ГБЦ и каждый из них имеет свои плюсы и минусы.

Наиболее качественным и эффективным считается сварка трещин. Для ремонта используется специальный материал, который по своему составу близок к составу ГБЦ, способен выдерживать высокую температуру и обладает стойкостью к расширению во время нагрева и охлаждения. Сварка трещины в головке блока производится после тщательной подготовки места повреждения. Оно зачищается и углубляется для того, чтобы шов имел больший контакт сцепления с телом блока. Канавку расширяют до 6-8 мм в глубину и в ширину. После этого ГБЦ нагревают 200-250 °C, это необходимо для того, чтобы снизить напряжения в металле, а также избежать растрескивания шва при остывании и повторном нагреве. Сварка производится либо с использованием газовой горелки, либо при помощи аргонно-дуговой сварки. По завершению работ шов следует зачистить, а также произвести фрезеровку и полировку. После место ремонта снова подвергается проверке и по его результатам головка либо устанавливается на место, либо подвергается повторному ремонту.

Преимущество такого ремонта в его надежности, шов получается очень прочным, а новые трещины больше не возникают. Недостаток данного способа ремонта в том, что сварка есть не у всех, к тому же такой ремонт будет стоить намного дороже по сравнению с альтернативными.

Менее эффективные способы ремонта трещин — холодная сварка и установка штифтов

Первый вариант предусматривает обработку места повреждения, углубления трещины для лучшего контакта после чего на трещину наносится слой холодной сварки. После остывания место обрабатывается напильником, болгаркой или специальными насадками на дрель.

Установка штифтов. Принцип ремонта данным способом заключается в рассверливании места трещины и установки по всей ее длине медных штифтов. Каждый последующий штифт должен идти внахлест предыдущего таким образом, чтобы перекрыть стык полностью. После кончики подрезаются, но не до конца, торчащие остатки медных штифтов расклепываются молотком, образуя сплошной шов. При необходимости улучшить эффект можно при помощи эпоксидки или холодной сварки.

Плюсы такого ремонта в бюджетности и простоте выполнения. Заклеить трещину в ГБЦ холодной сваркой может каждый, для этого не нужно иметь какого-то спец. оборудования или навыков. Недостатки двух последних способов в том, что шов получается не таким прочным, как в случае со сваркой.

Обязательно посмотрите видео о том, как найти и устранить трещину в головке блока

Текст: savemotor.ru

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

Признаки неисправности ГБЦ

О нарушении функционирования головки блока цилиндров может свидетельствовать:

1. Увеличение уровня масла и изменение его окраски. Происходит это из-за попадания в масло через ведущие блоки цилиндров охлаждающей жидкости. Причиной такой неисправности является порча металла головки блока цилиндров коррозией.
2. «Троение» двигателя и появление едкой гари из-под крышки клапанной коробки. Такие признаки указывают на проблемы с цилиндрами клапанов.

Чтобы предупредить появление таких нарушений работы узлов рекомендуется проводить своевременную диагностику и ремонт головки блока цилиндров.

Как правильно подобрать и заменить ГБЦ

Последовательность затяжки гаек при монтаже 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.

Головка блока цилиндров 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.

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.