Автолюбители, независимо от стажа владения машиной, постоянно ищут способы повышения мощности двигателя. Есть несколько вариантов усовершенствования вашего автомобиля, одним из которых является доработка головки блока цилиндров (ГБЦ).
Мы знаем, что крутящий момент, а соответственно и мощность, находятся в прямой зависимости от такого показателя, как коэффициент наполнения цилиндров рабочей смесью.
Чем больше наполнение, тем больше мощность двигателя, которая растёт при смещении максимального значения крутящего момента на более высокие обороты.
Для этого устанавливают распредвалы с расширенными фазами впуска/выпуска и увеличенными подъёмами клапанов, но на практике этого оказывается недостаточно.
Если критически подойти к рассмотрению головки блока цилиндров, то мы увидим множество недочётов — казалось бы мелких, но именно они не дают реализовать полный потенциал мотора. Это обусловлено технологией изготовления при массовом производстве ГБЦ, и поэтому всё придётся исправлять самостоятельно или в тюнинг-ателье. Как именно? Об этом и поговорим.
Стыковка каналов ГБЦ и коллекторов
Наиболее заметным «ляпом» наших производителей можно назвать неточную стыковку отверстий каналов ГБЦ и коллекторов. Ещё с уроков физики мы помним, что любой бугорок на пути воздушного потока вызывает возникновение завихрений, а, следовательно, снижение его скорости. Здесь же у нас целые «ступеньки», от которых необходимо обязательно избавиться. Одновременно необходимо проверить прокладки под коллекторы, чтобы они также не создавали препятствий. Желательно перед началом работ посадить коллекторы на штифты. Это необходимо по той причине, что крепёж коллекторов на автомобилях ВАЗ допускает небольшое смещение плоскостей ГБЦ и коллекторов относительно друг друга, что может привести всю работу к нулевому результату. Находим места на ГБЦ и коллекторах (2 штифта на каждый по краям) для удобного засверливания. В ГБЦ металлические штифты сажаем плотно, коллекторы же должны на них надеваться легко, но без люфтов. Проделайте необходимые отверстия в прокладке. Теперь точное позиционирование коллекторов и ГБЦ обеспечено. 
Следует учесть то, что если диаметр канала ГБЦ немного больше (1-1,5 мм) диаметра канала впускного коллектора, но их соосность совпадает, то этим можно пренебречь, так как сколько-нибудь значимого сопротивления это не создаст. На выпуске создаётся аналогичная ситуация, только канал ГБЦ теперь может быть немного меньше канала выпускного коллектора.
Впускные/выпускные каналы ГБЦ
Если внимательно осмотреть впускные/выпускные каналы заводской головки блока цилиндров, то сразу бросаются в глаза приливы литья в районе направляющих втулок клапанов, выступающие в канал втулки и местами ломаная форма узких каналов. Используя шаровые фрезы разных форм и размеров необходимо добиться увеличения проходного сечения каналов, удалить все неровности и выступающие части. Форму канала надо изменить таким образом, чтобы его изгиб был наиболее плавным, но сохранил определенные радиусы кривизны. Внутренняя поверхность впускных каналов оставляется немного шероховатой для лучшей испаряемости бензина с их стенок. Выпускные каналы можно полировать, хотя заметного эффекта это не даст. Поперечное сечение канала не должно быть правильной окружности. Впускной канал имеет форму эллипса с небольшим бочкообразным расширением перед седлом клапана. Остальная часть канала ГБЦ и впускного коллектора плавно сужается по направлению потока. 
Проводя увеличение диаметра каналов надо учитывать близлежащие внутренние коммуникации. При неаккуратной работе можно повредить маслоканал или канал рубашки охлаждения. При работе с ГБЦ восьмиклапанных двигателей, которые применяются на переднеприводных ВАЗах, надо быть предельно осторожным. Хотя это не убережет вас при расточке одного впускного канала, в котором маслоканал проходит настолько близко, что его вскрытие неизбежно. К сожалению, даже если канал останется невскрытым, он может быть просто прикрыт тонким слоем алюминия и позже прорвётся под давлением масла работающего двигателя. Перед началом расточки желательно в маслоканал вогнать стальную втулку, но, к сожалению, это не самый удобный вариант. Лучше устанавливать стальные или алюминиевые втулки после вскрытия канала, либо заваривать канал аргоном. Вначале определитесь: с коллектора или ГБЦ начинать расточку. Если планируется значительное увеличение диаметра каналов, то лучше начать доработку с той детали, каналы которой имеют более тонкие стенки, а по их форме и положению затем растачиваются каналы сопрягаемой детали. В классических двигателях ВАЗ принято начинать расточку с коллектора, потому что каналы ГБЦ имеют достаточный запас толщины для последующего совмещения. Обратите внимание на части направляющих втулок клапанов, которые выступают в каналы. Они создают заметные помехи потоку, поэтому их стараются укоротить или заострить. Иногда втулки стачивают заподлицо со стенкой канала и, хотя это в лучшей степени оптимизирует его пропускную способность, но такая доработка снижает ресурс направляющих, у которых он и так невелик на форсированных двигателях.
Клапаны
Здесь доработки направлены на увеличение пропускной способности и уменьшение веса клапанов. Увеличить пропускную способность можно изменив профиль тарелки, а также рабочие и дополнительные фаски клапана. При переточке клапанов снимается лишний металл с обеих сторон тарелки клапана. На лицевой стороне делается небольшая выемка, а на тыльной уменьшается радиус перехода стержня в тарелку. Так же утоньшается тарелка и стержень клапана. Если вы не планируете менять втулки, то снимите лишний металл с ножки клапана от тарелки до направляющей втулки. Уменьшение диаметра всей ножки потребует замены направляющих втулок с меньшим диаметром отверстия. На 8-клапанных моторах ВАЗ при уменьшении диаметра ножки клапана с 8 до 7 мм можно добиться снижения веса стержня на 23,5%. У 16-клапанных двигателей диаметр стержня изначально составляет 7 мм. Можно поставить титано-алюминиевые клапаны, которые на 40% легче стальных, но они очень хрупкие и дорого стоят. Сёдла при этом приходится менять на бронзовые, которые более мягкие по сравнению с чугунными, что приводит к уменьшению отскока клапана при закрытии и дополнительно гасит ударные нагрузки. На 8-клапанных двигателях ВАЗ рабочие фаски делают уже, угол выпускных меняют на 45º, а угол впускных — на 30º. В местах перехода тарелки клапана в рабочую фаску нарезают дополнительные фаски, что даёт прирост около 5-6%. 
Дальнейшая доработка предусматривает замену клапанов на увеличенные модели. Иногда их можно устанавливать без замены сёдел, так как штатные позволяют несколько увеличить свой внутренний диаметр и диаметр рабочей фаски. Это практикуется на 16-клапанных ГБЦ 2112, на которые устанавливаются увеличенные клапаны 32/27 мм. Также возможна установка увеличенных клапанов, предусматривающая замену сёдел. При этом вырезаются родные сёдла и устанавливаются чугунные, бронзовые или металлокерамические большего размера. В них нарезаются необходимые фаски и устанавливаются клапаны ещё большего диаметра, чем рассмотренные ранее. Этот способ дороже первого, но наиболее эффективен, а для 8-клапанных ГБЦ автомобилей ВАЗ является единственным решением. Прибавка мощности с такой доработкой достигает 8-10%. В этом случае можно установить облегчённые увеличенные клапаны 39/34 мм. Чтобы вы могли лучше ориентироваться, мы приведем данные по клапанам, которые можно устанавливать на двигатели ВАЗ:
- — ВАЗ 2101, 21011, 2103, 2106, 21213, 21214, 2123 – клапаны от 39/34 до 42/35;
- — ВАЗ 21083, 2111, 21114, 21116, 11183, 11186 – клапаны от 39/34 до 40/34;
- — ВАЗ 2112, 21124, 21126, 21127, 21128, 21129 – клапаны от 31/27 до 33/29,
где в числителе указан диаметр тарелок впускных клапанов, а в знаменателе — диаметр выпускных. Конечно, это не единственное решение, и вы можете подбирать размеры тарелок клапанов самостоятельно, но при этом необходимо учитывать, что для атмосферных двигателей оптимальным соотношением площади выпускного клапана по отношению к впускному — ¾ или примерно 75%. Это наглядно видно из следующих данных:
31/27 — 75.9% 33/29 — 77.2% 39/34 — 76,0% 40/34 — 72.3% 41/35 — 72.9%
Если ваш автомобиль оснащён наддувом или впрыском закиси азота, ему необходимо увеличение выпускных клапанов, так как двигатель производит больше отработанных газов. Под такие моторы соотношение клапанов может быть 90% и более.
Пружины клапанов Штатные пружины рассчитываются под конкретный двигатель с применением серийного распредвала.
Учитывается достаточный запас прочности, рассчитанный на относительно невысокие обороты.
В классических двигателях клапаны зависают на оборотах более 7000, на ВАЗ 21083 допускаются большие обороты, а на ВАЗ 2112 неадекватная работа клапанов вероятна на оборотах 7500-8000 об/мин.
Замена распредвала на более верховой может привести к зависанию клапанов. Наиболее простым способом является увеличение преднатяга штатной пружины, что выполняется подкладыванием под нее шайбы. Усилие на пружине увеличивается, но заметно уменьшается свободный ход. При установке спортивных распредвалов предъявляются более жёсткие требования к усилиям на пружинах. В этом случае требуется большой подъём кулачка и соответствующий ход пружины, поэтому их меняют на более жёсткие, которые имеют больший ход сжатия. Более жёсткие пружины заметно увеличивают нагрузки на клапаны, распредвал и тарелки, поэтому такую доработку желательно проводить последней из всех способов повышения порога зависания клапанов. Ещё одним способом является облегчение тарелок клапанных пружин. Их меньшая масса снижает нагрузки на распредвал и детали ГРМ, что особенно важно на повышенных оборотах. Можно перетачивать штатные тарелки, но лучше поставить новые из титано-алюминиевого сплава. Алюминиевые (Д16Т) тарелки дешевле, но подвержены деформациям в критических режимах работы. Более прочными являются титановые изделия, хотя некоторых автолюбителей сдерживает их цена. Хорошо себя зарекомендовали тарелки из сплава Al-Ti от производителя PRO.CAR.
Толкатели клапанов
В двигателях ВАЗ 21083 и ВАЗ 2112 кинетическая связь клапанов ГБЦ с распредвалом осуществляется при помощи толкателей. На ГБЦ 21083 они механические с регулировочными шайбами, а на ГБЦ 2112 — гидрокомпенсаторы. Штатные толкатели имеют некоторые ограничения, поэтому неприемлемы при работе со спортивными распредвалами. В этом случае применяются цельные механические толкатели, имеющие увеличенный диаметр и не требующие регулировочных шайб. Для их установки необходима расточка колодцев до нужного размера. Клапаны регулируются подбором подпятников нужного размера (или «колбасок» — нарезанные ножки клапана разной длины), что довольно трудоёмко. Работа мастера по регулировке клапанов с установленными «цельниками» обойдётся не дёшево!
Рычаги привода клапанов На двигателях ВАЗ классического типа приводом клапанов от распредвала являются рычаги (так называемые рокеры).
Они удобны и просты в регулировке тепловых зазоров клапанов, но имеют излишнюю массивность и допускают некоторое отклонение кинематики движения клапана. Также в ГБЦ «классики» рокер может слететь с посадочного места при сверхвысоких оборотах.
В качестве борьбы с этими недостатками рычаги облегчаются, устанавливаются легкосплавные модели и используются более жёсткие пружины клапанов.
Направляющие втулки клапанов
В зависимости от типа двигателя и предполагаемых режимов работы подбирается конструкция и материал направляющих втулок клапанов. Причины, которые могут потребовать доработки или замены штатных втулок:
- — При использовании клапанов с меньшим диаметром стержня;
- — При сильно выступающей части направляющей втулки в канал ГБЦ;
- — Если форма или размер противоположной части направляющей не удовлетворяют требованиям;
- — При недостаточной теплопроводности направляющей втулки (возможна замена на бронзовые).
Бронза является хорошим теплопроводником, хорошо отводит тепло от клапана и эффективно его рассеивает в ГБЦ, поэтому на высокофорсированных двигателях применение бронзовых направляющих втулок крайне необходимо. Хорошим примером подобных изделий являются бронзовые втулки производства компании PRO.CAR. Они имеют немного меньший ресурс по сравнению с металлокерамическими изделиями, но все зависит от режимов работы двигателя и качества самих втулок. 
Форма камеры сгорания
При помощи этой доработки можно значительно снизить риск возникновения детонации, улучшить наполнение цилиндра и создать условия, при которых топливная смесь будет лучше распределяться, перемешиваться и возгораться. Детонация возникает в местах, наиболее удалённых от свечи зажигания. Это объясняется тем, что при возгорании смеси давление в камере сгорания (КС) резко возрастает и приводит к чрезвычайной компрессии ещё не воспламенившейся смеси. Это провоцирует её самовоспламенение, которое носит взрывной характер и приводит к резкому повышению температуры и давления в цилиндре. Возникает детонация, характеризующаяся металлическими звуками и распространяющаяся по двигателю серией ударных волн детонационных взрывов. Частые возникновения детонации приводят к разрушительным последствиям, поэтому обязательно надо принимать меры к их устранению. Для этого максимально сглаживают острые кромки и углы камер сгорания, удаляют погрешности литья и полируют поверхность камер сгорания, что дополнительно прибавляет 5% мощности за счёт снижения тепловых потерь. Для улучшения наполнения цилиндра и создания оптимальных условий для топливной смеси необходимо, прежде всего, обратить внимание на форму КС вокруг клапанов. На ВАЗовских 8-клапанных ГБЦ камера сгорания имеет клиновидную форму и клапанная щель «экранирована» её отвесными стенками. Это приводит к тому, что поток рабочей смеси вынужден преодолевать дополнительные препятствия, что хорошо заметно при установке увеличенных клапанов. Поэтому объём КС должен быть расширен вокруг клапана. Также необходимо доработать сегмент клапанной щели возле свечи зажигания и сделать сопряжение дна и вертикальных стенок КС более плавным. Вокруг сёдел клапанов не должно быть каких-либо ступенек или колодцев, а конусное углубление седла клапана должно быть не более 30º относительно дна КС. ГБЦ ВАЗ 2112 изначально имеет полусферическую КС, что минимизирует все необходимые доработки и заключается в ликвидации огрехов серийного производства. 
Степень сжатия
Степенью сжатия (СЖ) является отношение полного объёма цилиндра ко всему объёму КС. Чем больше сжата топливная смесь перед воспламенением, тем большую работу она совершит впоследствии. Повышая СЖ, мы увеличиваем мощность двигателя, но есть и ограничивающие факторы, такие как рост нагрузки на поршневую и риск возникновения детонации. Стандартные литые поршни двигателей ВАЗ допускают СЖ до значения 11:1. Наиболее заметен положительный эффект от роста СЖ в двигателях с широкими фазами открытия клапанов. Это происходит от того, что коэффициент наполнения атмосферных двигателей ВАЗ не превышает 100%, то есть динамическая СЖ не превышает статическую СЖ. Динамическая СЖ — объём топливно-воздушной смеси, попавшей в цилиндр, относительно объёма камеры сгорания. При использовании широкофазных распредвалов на низких и средних оборотах динамическая СЖ ниже статической. Повышение СЖ приводит к пропорциональному росту динамической, что положительно влияет на мощность и экономические показатели двигателя. При этом необходимо исключить предпосылки возникновения детонации при максимальном коэффициенте наполнения цилиндра, что достигается повышением октанового числа топлива и изменением состава топливно-воздушной смеси. С ростом оборотов двигателя длительность цикла сгорания уменьшается, что может привести к неполному сгоранию топлива, а, следовательно, потере мощности. Поэтому, повышая СЖ, мы ускоряем процесс сгорания, что позволяет получить максимальную мощность от двигателя. Вследствие этого большинство высокооборотистых форсированных бензиновых двигателей требуют повышения СЖ. После проведения доработок ГБЦ, которые мы рассмотрели в данной статье, вы сможете полностью раскрыть потенциал двигателя вашего автомобиля!
Головка блока цилиндров: самое важное об устройстве, эксплуатации и неисправностях
С момента появления первого двигателя внутреннего сгорания агрегат претерпевал много видоизменений. В его устройство добавлялись новые механизмы, ему придавали разную форму, но некоторые элементы остались без изменений.
И один из таких элементов – головка блока цилиндров. Что это такое, как обслуживать деталь и основные поломки. Обо всем этом рассмотрим в данном обзоре.
Что такое ГБЦ в авто простыми словами
Головка – это часть конструкции силового агрегата машины. Она устанавливается сверху на блок цилиндров. Чтобы обеспечить герметичность соединения двух частей, используется болтовое крепление, а между ними размещается прокладка.
Данная деталь закрывает цилиндры блока, как крышка. Прокладочный материал используется для того, чтобы на стыке не просачивалась техническая жидкость и не вырывались рабочие газы мотора (воздушно-топливная смесь или газы расширения, образующиеся при взрыве ВТС).
Конструкция гбц позволяет установить внутрь механизм, отвечающий за формирование ВТС и распределение порядка и времени открытия впускных и выпускных клапанов. Такой механизм называется грм.
Где находится ГБЦ
Если поднять капот, в моторном отсеке сразу виден кожух из пластика. Часто в его конструкцию входит воздухозаборник воздушного фильтра и модуль самого фильтра. При демонтаже кожуха открывается доступ к мотору.
Стоит учесть, что современные автомобили могут оснащаться разным навесным оборудованием. Чтобы добраться до мотора, нужно отсоединить эти элементы. Самая большая конструкция – это мотор. В зависимости от модификации агрегат может иметь продольное или поперечное расположение. Это зависит от привода – задний или передний соответственно.
Сверху на двигателе прикручена металлическая крышка. Намного реже встречается особенная модификация двигателей – оппозитный или как его еще называют «боксер».
В этом случае он занимает горизонтальное положение, и головка будет находиться не сверху, а сбоку.
Такие двигатели рассматривать не будем, так как те, кто имеют средства приобрести подобное авто, не занимаются ручным ремонтом, а отдают предпочтение сервисному обслуживанию.
Итак, в верхней части двс расположена клапанная крышка. Она фиксируется на головке и закрывает газораспределительный механизм. Деталь, расположенная между этой крышкой и самой толстой частью мотора (блоком), как раз и есть гбц.
????Еще по теме: Низкопрофильные шины для автомобиля
Назначение головки блока цилиндров
В головке сделано много технических отверстий и полостей, благодаря чему деталь выполняет множество разных функций:
- Со стороны капанной крышки сделаны крепления для установки распределительного вала (о назначении и особенностях этого элемента читайте в отдельном обзоре). Благодаря этому обеспечивается оптимальное распределение фаз грм в соответствии с тактом, который выполняет поршень в конкретном цилиндре;
- С одной стороны в головке имеются каналы впускного и выпускного коллекторов, которые фиксируются на детали гайками и шпильками;
- В ней сделаны сквозные отверстия. Одни предназначены для крепежа элемента, другие – для установки впускных и выпускных клапанов. Там же имеются свечные колодцы, в которые вкручиваются свечи (если мотор дизельный, то в эти отверстия вкручиваются свечи накала, а рядом с ними сделан еще один тип отверстий – для установки топливных форсунок);
- Со стороны блока цилиндров в районе верхней части каждого цилиндра сделано углубление. В собранном двигателе эта полость – камера, в которой смешивается воздух с топливом (модификация непосредственного впрыска, у всех остальных вариантов двигателей ВТС формируется во впускном коллекторе, который также закреплен на головке) и инициируется его сгорание;
- В корпусе ГБЦ сделаны каналы для циркуляции технических жидкостей – тосола или антифриза, обеспечивающихо охлаждение двс и масла для смазки всех подвижных деталей агрегата.
Материал изготовления головки блока цилиндров
Большинство старых двигателей изготавливались из чугуна. Материал обладает высокой прочностью и устойчивостью к деформациям из-за перегрева. Единственный недостаток такого ДВС – большой вес.
С целью облегчения конструкции производители применяют облегченный сплав алюминия. Такой агрегат весит намного меньше предыдущего аналога, что положительно сказывается на динамике транспортного средства.
Легковой автомобиль в современном исполнении будет оснащен именно таким мотором. Исключением в данной категории являются дизельные модели, так как в каждом цилиндре такого мотора создается очень высокое давление.
В совокупности с высокой температурой этот фактор создает неблагоприятные условия для использования легких сплавов, не отличающихся своей прочностью. В грузовом транспорте же остается применение чугуна для производства двигателей.
Технология, которая используется в этом случае – литье.
????Еще по теме: История автомобильной марки Audi
Конструкция детали: что входит в ГБЦ
О материале, из которого изготавливается ГБЦ, уже поговорили, теперь обратим внимание на устройство элемента. Сама головка блока цилиндров выглядит в форме полой крышки с множеством разных углублений и отверстий.
Это позволяет использовать следующие детали и механизмы:
- Газораспределительный механизм. Он устанавливается в части между гбц и клапанной крышкой. В устройство механизма входит распределительный вал, система впускного и выпускного трактов. В каждом отверстии на впуске и выпуске цилиндров устанавливается клапан (их количество на один цилиндр зависит от типа ГРМ, о чем более подробно рассказывается в обзоре о конструкции распредвалов). Это устройство обеспечивает равномерное распределение фаз подачи ВТС и отвода отработанных газов в соответствии с выполняемыми тактами 4-тактного мотора путем открытия и закрытия клапанов. Чтобы механизм исправно работал, конструкция головки имеет специальные опорные узлы, куда устанавливаются подшипники распределительного вала (одного или нескольких);
- Прокладки гбц. Этот материал предназначен для обеспечения герметичности соединения между двумя элементами (как выполнить ремонт по замене прокладочного материала, рассказывается в отдельной статье);
- Технические каналы. Частично через головку проходит контур охлаждения (о системе охлаждения мотора читайте здесь) и отдельно смазки ДВС (об этой системе рассказывается здесь);
- С боку в корпусе ГБЦ сделаны каналы для впускного и выпускного коллекторов.
Место для монтажа газораспределительного механизма также называется постелью распредвала. Она устанавливается в соответствующие разъемы головки мотора.
Какие бывают головки
Существует несколько разновидностей головок двигателя:
- Для верхнего расположения клапанов – чаще всего используются в современных автомобилях. Такое устройство максимально облегчает ремонт агрегата или его настройку;
- Для нижнего расположения клапанов – используется крайне редко, так как такой двигатель потребляет много топлива и не отличается своей экономичностью. Хотя конструкция такой головки очень простая;
- Индивидуальные для отдельного цилиндра – часто применяется для габаритных силовых агрегатов, а также на дизелях. Их намного проще устанавливать или демонтировать.
Техобслуживание и диагностика ГБЦ
Для исправной работы двигателя внутреннего сгорания (а без гбц он работать не будет) от каждого автомобилиста требуется соблюдение регламента по обслуживанию машины. Также немаловажным фактором является соблюдение норм температурного режима ДВС. Работа мотора всегда связана с высокой температурой и значительным давлением.
????Еще по теме: Как самостоятельно заменить замок в машине?
Современные модификации изготавливаются из материала, который может деформироваться при высоком давлении, если ДВС перегревается. О нормальном температурном режиме рассказывается здесь.
Неисправности головки блока цилиндров
Так как головка двигателя – лишь часть его конструкции, то поломки чаще всего касаются не самой детали, а механизмов и элементов, которые в ней установлены.
Чаще всего головка блока цилиндров снимается во время ремонта в случае пробивания прокладки гбц. На первый взгляд ее замена кажется простой процедурой, на самом деле эта процедура имеет несколько тонкостей, из-за чего ремонт может стоить дорого. Тому, как правильно менять прокладочный материал, был посвящен отдельный обзор.
Самая серьезная поломка – образование трещин в корпусе. Помимо этих неисправностей, многие автослесари, говоря о ремонте головки, имеют ввиду такие ремонтные работы:
- Сорвалась резьба в свечном колодце;
- Износились элементы постели распредвала;
- Износ седла клапана.
Многие поломки устраняются путем установки ремонтных деталей. Однако если образовалась трещина или отверстие, головку редко когда пытаются отремонтировать – ее просто меняют на новую. Но даже в сложных случаях некоторым удается отреставрировать сломанную деталь. Примером тому служит следующее видео:
Ремонт ГБЦ правильная сварка заварка трещин и окон на примере Opel Askona TIG cylinder head welding
Итак, хотя на первый взгляд в головке ничего не может сломаться, проблемы с ней все же могут возникнуть.
И если водитель столкнется с подобной проблемой, ему придется потратиться на дорогостоящий ремонт.
Чтобы такого не случилось, машину следует эксплуатировать в щадящем режиме, и не допускать перегрева силового агрегата.
Вопросы и ответы:
Как устроены головки блока цилиндров? Это цельнолитая деталь, выполненная из сплава алюминия или легированного чугуна. Нижняя часть ГБЦ немного расширена для большего контакта с блоком. Внутри ГБЦ сделаны необходимые пазы и упоры для установки необходимых деталей.
Где находится головка блока цилиндров? Этот элемент силового агрегата расположен над блоком цилиндров. В головку вкручиваются свечи зажигания, а во многих современных автомобилях еще и топливные форсунки.
Какие запчасти нужны для ремонта головки блока цилиндров? Это зависит от характера поломки. Если повредилась сама головка, то нужно искать новую. Для замены какой-то конкретной детали, например, клапанов, распредвала и т.д., нужно покупать им замену.
Головка блока цилиндров
Головка блока цилиндров – важнейшая часть любого двигателя автомобиля. Для его нужна головка блока цилиндров? Из чего она состоит? Каково предназначение ГБЦ? Как производится диагностика головки блока цилиндров, ремонт и замена? Сегодня мы постараемся ответить на все эти вопросы.
Применение первой головки осуществлялось со дня рождения самого первого двигателя. Без этой составляющей невозможно эксплуатировать ни один двигатель.
Устройство ГБЦ
Головка блока цилиндров – это верхняя часть двигателя, которая устанавливается на блок и закрывает его верхнюю часть.
Она имеет довольно сложную конструкцию, которая изготавливается, как правило, из алюминиевого сплава или специального легированного чугуна.
Изнутри имеется много идеально гладких поверхностей – это еще раз подтверждает ее значимость в двигателе любого автомобиля.
Чтобы достичь максимально герметичного соединения с двигателем, ее ширина снизу делается большей, а между двигателем и головкой устанавливается специальная прокладка.
Головка блока представляет собой отдельную деталь, на которую крепятся другие узлы. К ним относятся: распределительный вал (или валы, если он не один), клапана и их механизм, свечи зажигания, различные форсунки и многое другое. Камера сгорания находится непосредственно в ГБЦ, что указывает на то, что крепление впускных и выпускных коллекторов осуществляется на нее.
Количество головок может варьироваться, в зависимости от типа блока. Если блок имеет V-образную форму, то соответственно и количество головок будет две. На обычных, однорядных двигателях устанавливается одна ГБЦ.
Сверху на головку устанавливается крышка ГБЦ, которая защищает все ее узлы от попадания пыли и других инородных частиц. Для соединения, также применяется специальная уплотняющая прокладка. На верхней части крышки располагается заливное отверстие, через которое заливается масло. Это говорит о том, что масло попадает в картер именно через головку блока цилиндров.
Назначение ГБЦ
Практически все процессы, происходящие в двигателе, осуществляются именно через головку блока цилиндров. На ГБЦ располагаются все механизмы, которые приводят в движение поршневой механизм.
Это свечи зажигания, предназначенные для воспламенения смеси, клапанный механизм, с помощью которого осуществляется впуск топлива, выпуск отработанных газов, коллекторы и самое главное – распределительный вал.
Он располагается на головке блока цилиндров и приводит в действие клапанный механизм. Все это защищается от внешних воздействий именно при помощи ГБЦ.
Кроме того, внутри головки располагаются камеры сгорания, в которых и происходит сжатие и воспламенение смеси. Это место имеет тесную связь с блоком цилиндров, в котором перемещаются поршни.
Головка блока цилиндров имеет две прокладки, с помощью которых осуществляется герметичная защита соединений с блоком и крышкой. Состояние двигателя во многом зависит от этих прокладок и самой ГБЦ.
Диагностика неисправностей и ремонт головки блока цилиндров
В процессе эксплуатации, головка блока испытывает большие нагрузки. Это и механическое воздействие деталей, и высокие температуры, образуемые в камере сгорания.
Чаще всего, все неисправности сводятся к тому, что двигатель перестает развивать требуемую мощность и начинает работать неустойчиво.
Если регулировка механизмов, имеющих к этому отношению, не дают должного эффекта, значит, самое время провести ремонт головки блока цилиндров.
Диагностика неисправностей начинается с внешнего осмотра газораспределительного механизма, а также корпуса головки. На ней недолжно быть все возможных трещин, сколов и прочих дефектов.
Кстати о трещинах. Это самая страшная неисправность ГБЦ. Она может образоваться в результате воздействия больших температур. Чаще всего, это происходит из-за частых перегревов двигателя. Вначале, это будет микротрещина, которая постепенно будет разрастаться.
О ее присутствии будет говорить наличие в охлаждающей жидкости остатков масла и появление соответствующих пузырей в бачке. Трещина в блоке нарушит герметизацию клапанного механизма, что приведет к ослаблению посадки многих деталей. Как следствие, снижение мощности двигателя, падение компрессии и т п.
Ремонт блока с трещиной, как и с любыми другими механическими повреждениями не допустим, поэтому его подвергают замене.
При снятии ГБЦ проверяют нижнюю плоскость соединения с блоком цилиндров. Для этого, к ней прикладывается специальная линейка по диагонали всей длины ГБЦ. Контроль зазоров выполняется с помощью измерительного щупа. Нормой измерений можно считать зазор, не превышающий 0,06 миллиметров. Если эта величина больше, то плоскость подвергают шлифовке.
Проверка износа шеек опоры кулачкового вала и его подшипников выполняется с помощью микрометра. Результаты измерений необходимо сравнить с нормами, которые допустимы именно для вашей модели двигателя. Если имеются определенные отклонения, то, исходя из значений, принимается решение о способе ремонта.
Состояние таких деталей, как коромысла, седла и рычаги определяется с помощью внешнего осмотра. В том случае, когда фаска «утоплена», но стержень, при этом, находится в порядке, то ее нужно обработать. После этого, клапан можно применять снова.
Всевозможные внешние дефекты в виде царапин, заусенцев и т п. устраняются при помощи шлифовки. Данная процедура, прежде всего, касается тех мест, где необходима герметизация соединений.
Замена головки блока цилиндров
Данная процедура выполняется при обнаружении серьезных повреждений корпуса ГБЦ. Как было сказано ранее, к ним относятся различные трещины и отломившееся части. Помимо этого, замена потребуется в случае, когда отклонения величины зазоров от нормы значительно превышают допустимые значения и в любых других случаях, когда невозможно провести ремонт.
Вместе с новой головкой, необходимо сразу подвергать замене прокладку ГБЦ, а также прокладку ее крышки. Данные элементы всегда заменяются новыми при установке новой головки.
Чтобы провести замену, необходимо отсоединить все части, которые препятствуют демонтажу ГБЦ.
Ими могут быть – инжектор, карбюратор, впускные и выпускные коллекторы, механизмы распределения зажигания (свечи, бронепровода, трамблер), элементы системы охлаждения (патрубки), а также различные штекера и датчики.
После этого демонтируют ремень или цепь привода газораспределительного механизма. На некоторых моделях двигателей еще и бензонасос.
После этого, откручивают гайки крепления крышки головки и снимают саму крышку. После этого, вы можете принимать решение по снятию головки блока.
Допускаются варианты, когда разборка клапанного механизма и демонтаж распределительного вала производится после снятия ГБЦ или до его снятия.
В первом случае, выполнить эту процедуру намного легче, потому что есть ряд деталей, открутить которые можно только с помощью надежной фиксации ГБЦ.
После полной разборки и снятия ГБЦ устанавливают новую деталь. Ее можно выполнять как с установленным на нем механизмом газораспределения, так и с перестановкой старых деталей на новую головку. В последнем случае, необходимо будет провести регулировку и подгонку клапанов, а также прочих элементов.
Для упрощения процесса, рекомендуется устанавливать новую головку с уже установленными и подогнанными деталями. Это избавит вас от лишних работ, связанных с регулировкой узла.
После установки ГБЦ, все снятые элементы устанавливаются в обратной последовательности. После этого, необходимо будет провести регулировку угла опережения зажигания и газораспределительного механизма.
Видео — Затяжка головки блока цилиндров
- Показан способ затяжки головки двигателя в домашних условиях, так, чтобы потом не протягивать.
- Пожалуй, это все, что нужно знать о головке блока цилиндров.
Трещина в ГБЦ — признаки, методы поиска и ремонта трещин головки блока цилиндров
Появление трещин и деформации металла происходит, как правило, в результате воздействия высоких и низких температур, которые чередуются. Трещины в ГБЦ современных двигателей явление довольно распространенное ввиду того, что большинство «голов» сегодня изготавливают из различных сплавов, а не из чугуна.
Появление трещин в головке блока цилиндров (ГБЦ) сопровождается рядом неприятных симптомов, которые так или иначе влияют на производительность силового агрегата. Далее мы поговорим о том, как понять, что в ГБЦ есть трещина, в каких местах она чаще всего возникает, а также как решить данную проблему.
Признаки трещины головки блока
Довольно часто такую поломку ассоциируют с белым дымом из выхлопной, который якобы является верным признаком трещины ГБЦ. Это действительно так, однако довольно часто проблема проявляется по-другому и цвет выхлопа при этом никак не меняется.
Изменение цвета масла, масло пенится. Когда антифриз попадает в моторное масло, оно становится более жидким, меняет свой цвет и начинает пениться. В системе охлаждения при этом появятся следы масла, пленка будет и в расширительном бачке.
Белый дым из выхлопной и снижение уровня ОЖ. Если охлаждающая жидкость начнет проникать через трещину, то первое, что вы обнаружите это обильный белый дым из выхлопной, а также снижение уровня антифриза. В цилиндрах из-за разжижения масла возникнет дефицит смазки, увеличится трение, а сами поршни отмоются практически «до блеска».
Пузырьки выхлопных газов в системе охлаждения. Появление трещины в ГБЦ в точке контакта с рубашкой охлаждения двигателя может привести к появлению пузырьков в расширительном бачке, а также в радиаторе охлаждения.
Это будет заметно во время работы двигателя, все что нужно сделать это аккуратно открутить крышку радиатора и посмотреть.
Обращаю ваше внимание на то, что делать это лучше на холодном двигателе, так как на горячем при попытке открутить крышку радиатора ОЖ можно получить ожоги.
Появление пузырей объясняется давлением, которое образуется в процессе сжигания топлива. В случае появления трещины, часть давления проникает в систему охлаждения, в итоге часть выхлопа попадет в бачок и радиатор. Жидкость начинает менять свой цвет, приобретает запах выхлопных газов, возможно появление воздушных пробок, раздувание патрубков и т. д.
В каких местах чаще всего возникают трещины
Поиск трещины в ГБЦ — пожалуй, самое сложное, так как она может появиться в разных точках головки. Даже опытный мастер не всегда в силах выполнить эту задачу быстро, несмотря на то, что трещины возникают, как правило, в определенных местах.
- Между клапанами. Такой тип повреждения обнаружить не сложно, трещину видно между седлами соседних клапанов.
- Между клапаном и свечой. В этом случае также вы без труда сможете найти место повреждения.
- Под направляющей клапана. В таком месте обнаружить трещину довольно проблематично, она прикрыта направляющей втулкой, кроме того в канале темно. Визуальный метод обнаружения в данном случае не подойдет.
Данный метод считается одним из наиболее оперативных и точных. Принцип проверки следующий: головка устанавливается на специальный магнитный стенд, после чего головка посыпается металлической стружкой. В местах трещин стружка не сможет примагнититься, что и будет свидетельствовать о наличии трещины в конкретном участке.
Проверка ГБЦ с использованием специальной жидкости
Для данного метода потребуется специальная жидкость. Головка полностью очищается от грязи, затем обезжиривается. Красящая жидкость наносится на чистую поверхность, и после нескольких минут удаляется при помощи тряпки. Любые, даже малейшие трещины и дефекты будут окрашены в цвет жидкости, и вы без проблем сможете увидеть их.
Проверка головки под давлением в воде
Принцип заключается в том, чтобы подключить головку к компрессору, предварительно загерметизировав в ней все отверстия. Далее ГБЦ погружается в ванну с водой. Если в головке будут трещины, они так или иначе проявятся в виде пузырьков воздуха. Таким образом вы сможете увидеть в каком месте есть трещина, после чего можно произвести более детальное изучение повреждения.
Существуют разновидности данного метода, так, к примеру, некоторые не погружают «голову» в ванну, а просто наливают воду в нее, после чего подают воздух под давлением.
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 видеоверсию статьи!
savemotor.ru
Загрузка...
