Головка блока цилиндров: устройство и назначение. От теории к практике: что представляет собой головка блока цилиндров

Многие автовладельцы любят свои большие четырехколесные игрушки до такой степени, что стремятся ознакомиться со всеми узлами и системами, из которых состоит транспортное средство. Дойдя до подкапотного пространства, можно обнаружить там много на первый взгляд непонятных элементов. Например, под капотом имеется ГБЦ, что это такое в машине, знают не многие начинающие автолюбители.

На автомобильных курсах и в транспортных учебных заведениях более подробно можно узнать про ГБЦ автомобиля, расшифровка понятия там приводится и технические параметры. Под данной аббревиатурой принято понимать Головку Блока Цилиндров силовой установки. Она представляет собой крышку, которая герметично укрывает мотор от негативного внешнего воздействия.

Деталь в большинстве случаев имеет довольно сложную литую форму. В большинстве случаев основным материалом для нее служат алюминиевые сплавы. Также встречаются изделия, изготовленные на основе легированных чугунов.

Необходимо знать, что литая головка после этапа литья подвергается искусственному старению материала, таким образом снимаются все физические напряжения, установившиеся во время приобретения заготовкой своей формы.

Подобная операция является обязательной, так как заготовка проходит несколько ступеней механической высокоточной обработки. Если пропустить этап старения, то со временем головка блока цилиндров двигателя из-за остаточного напряжения деформируется произвольно самостоятельно.

Особенности конструкции

Разбираясь, что такое ГБЦ в автомобиле, и какую роль она играет, необходимо учесть, что этот элемент сопрягается с большим числом дополнительных узлов:

впускные/выпускные клапаны газораспределения;
форсунки;
система зажигания в бензиновых авто;
распределительный вал и пр.

Нужно знать, что головка располагается непосредственно над блоком цилиндров.

Фактически она укрывает все цилиндры одновременно, являясь их небольшим продолжением. Исходя из этого, для классических рядных моторов автомобильные инженеры обходятся одной ГБЦ, а для V-образных конструкций необходимо ставить пару штук.

Привод газораспределительного механизма, являющийся частью головки, включает клапаны. Конструкционно они располагаются в один ряд напротив цилиндров. Для правильной работы системы их устанавливают в большинстве автомобилей под углом примерно в 20 .

Функционал узла

Головка блока двигателя защищает одновременно все камеры сгорания. Алюминиевую или чугунную деталь ставят на блок, располагаю между ними специальную жаропрочную прокладку. Последняя обеспечивает максимальную герметизацию системе. В некоторых случаях дополнительный наносят слой герметика, повышающий эксплуатационные характеристики прокладки.

Во время текущих или капитальных ремонтов прокладку под головкой необходимо менять. Для повторного использования она не годится.

Алюминиевая деталь подвергается высокотемпературным воздействиям, так как сопрягается непосредственно с камерами сгорания. Смесь топлива и воздуха во время взрывов также оказывает силовое воздействие на внутреннюю поверхность.

В корпусе имеются резьбовые отверстия. В них вкручиваются свечи зажигания (для бензиновых силовых установок) или форсунки (для дизельных двигателей). Также имеются отверстия, благодаря которым свои операции выполняет распредвал. В его случае приходится устанавливать:

втулки;
пружины;
клапаны;
опорные шайбы;
подшипники вращения и пр.

Для каждого из этих элементов создается своя форма или отверстие в ГБЦ. Все они являются частями сложного газораспределительного механизма.

Стоит учесть, что несвоевременное либо несоответствующее обслуживание узла, либо некорректная эксплуатация приведет к быстрому выходу из строя. Что повлечет за собой дорогостоящий ремонт. На специализированных станциях он обойдется в крупную сумму. Даже при самостоятельном проведении ремонта, операция окажется трудоемкой и длительной. Одной из первых сложностей является отвинчивание крепежных элементов.

Передняя часть головки используется для монтажа цепного привода. Также там учитывается необходимость в натяжителе цепи.

Поверхность головки, сопрягаемая с прокладкой и блоком цилиндров, подвергается специальной механической обработке. Обеспечивается единая горизонтальная плоскость без впадин и выступов. Впоследствии от температурных перепадов она будет деформироваться, поэтому в качестве ремонта ее подвергают дополнительной шлифовке. Таким образом восстанавливается первоначальная геометрическая форма. В противном случае даже наличие прокладки не спасет от разгерметизации камер сгорания.

Особая форма имеется у частей головки, сопрягаемых с камерами сгорания. Поршни обеспечивают сжатие топливной смеси в наивысшей своей точке, а форма камеры способствует обеспечению наилучшего завихрения газов. Это позитивно влияет на процесс горения с максимальной отдачей энергии.

К тыльной стороне прилегает фланец особой формы. Он соединен с несколькими патрубками, уходящими дальше под автомобиль. Там же установлены впускные и выпускные коллекторы.

В полостях циркулирует охладительная жидкость – антифриз. Благодаря ей понижается температура головки и блока.

Головка имеет ряд несъемных элементов, к которым относятся седла клапанов. Они необходимы для создания герметичности системы газораспределительного механизма. К несъемными стоит отнести направляющие втулки клапанов.

Их монтируют за счет прессования на спецоборудовании. Провести подобную операцию в домашних условиях весьма проблематично. Потребуется наличие особых инструментов и оборудование для термической обработки.

Иногда такую операцию «умельцы» предлагают провести в гаражных условиях, но подобный процесс может привести к перегреванию детали и последующей ее деформации. При этом безвозвратно потеряется геометрия изделия, а также возможно образуются микротрещины. В результате придется покупать новый узел.

Особенности прокладок

Большинство проблем возникает от разгерметизации, которая происходит часто при выходе из строя прокладки. Ее необходимо правильно подобрать, чтобы избавиться от дорогостоящего ремонта. В результате прогорания будет слышаться стук поршней, а также это приведет к отказу в работе мотора. Производители предлагают два типа головок:

на основе паронита;
из металла.

Прокладка ГБЦ

Лучше справляется со своими функциями металлическая, но она не подходит определенным типам моторов. В частности, ее не принято ставить на атмосферные силовые установки. Там необходимо обходиться паранитовой, справляющейся с большинством неровностей поверхности.

Техобслуживание системы

Необходимо учитывать, что в любом случае всем автомобильным системам и деталям требуется со временем обслуживание, включая и ГБЦ. Важным фактором в подобной ситуации является своевременная диагностика. Особое внимание стоит уделять следующим факторам:

качественной работе прокладки, обеспечивающей герметичность;
отрабатыванию клапанов;
важно проверять работоспособность сальников клапанов;
нужно контролировать качество сальников распредвала.

Если с прокладкой случатся неприятности, то масло из системы смазки проникнет в систему охлаждения, а антифриз попадет в полости циркуляции масла. При таком взаимном проникновении мотор станет работать с пониженной эффективностью.

Когда часть масла станет циркулировать с антифризом, то проявится такое явление, как строение двигателя. Через некоторое время двигатель просто перестанет заводиться. Одновременно на приборной панели по индикаторам будет проявляться повышенная температура мотора.

Наличие антифриза в системе смазки окажет негативное влияние на состояние свечей. При выкручивании их можно заметить по нагару, что их «заливает».

Правильная эксплуатация

Важно после ремонта или диагностики корректно повести сборку всех элементов головки, так как даже неверно зафиксированная деталь на блоке цилиндров способна деформироваться в процессе работы. В определенных ситуациях без демонтажа ГБЦ не удастся обойтись:

расточка цилиндров блока;
проблема с клапанами, при которой потребуется их замена или ремонт;
проведение опрессовки клапанных втулок либо седел;
потеря геометрических параметров поверхности сопряжения;
прокладка пробита (потеряла герметичность);
необходимость устранения микротещин.

Важно знать, что для завинчивания крепежа головки необходимо использовать динамометрический ключ.

Восстановление геометрии поверхности

Благодаря тому, что автомобилисту виден момент достижения необходимого усилия, обеспечивается достаточный натяг резьбы и не срываются витки. Категорически не допускается применять дополнительного наращивания ключей при завинчивании. Также важно соблюдать очередность при закручивании гаек на шпильках.

Как проявляется неисправность

Вывить неработоспособность узла необходимо своевременно. В противном случае поломка приведет к повышенному расходу бензина либо даже к полной остановке ДВС, требующего капремонта. Чтобы своевременно выявить проблему, необходимо обратить внимание на косвенные признаки явления:

из-под прокладки появляются подтеки масла;
щуп во время диагностики имеет небольшое количество белой пены;
выхлопы теряют прозрачность, и появляется былая дымка из трубы;
масляные пятна и потеки заметны в радиаторе и расширительном бачке.

При выявлении одного из признаков, рекомендуем обратиться на СТО для диагностики состояния всех узлов. Также можно выявить пробитую прокладку, у которой нарушена целостность. При ее установке не должно быть посторонних элементов с одной стороны между ней и ГБЦ, а также между прокладкой и блоком. Вкручивая шпильки, нужно обезопасить прокладку от повреждения, так как это сократит срок ее службы.

Нестандартный звук в виде постороннего стука является свидетельством того, что присутствует повреждение. Полный пробой прокладки способен остановить мотор и повредить ГБЦ. Чаще всего неприятности возникают в следующих случаях:

перегрев силовой установки;
неверный монтаж самой прокладки;
повышенные значения компрессии.

Каким образом вычистить головку блока цилиндров

Чтобы избавиться от нагара на металлической части головки, можно воспользоваться различными химическими средствами. Она является достаточно стойкой к большинству из бытовой слабоагрессивной «химии». Бывалые автомобилисты применяют такие составы:

ацетон;
солярка;
бытовые моющие средства;
стиральные порошки и пр.

Главное - использовать персональные средства защиты от химпрепаратов. Также необходимо будет хорошо прополоскать металл от остатков очистителя.

Головка цилиндров большинства бензиновых двигателей изготавливается из алюминиевого сплава. Алюминиевый сплав имеет преимущества в том, что он легче, чем чугун и обладает лучшими характеристиками теплопроводности, благодаря чему его легче охлаждать. Однако, он имеет некоторые недостатки, такие как легкая повреждаемость и более высокое тепловое расширение.

ВНИМАНИЕ!

При ремонте головки цилиндров следует обращать внимание на следующее.

Будьте осторожны, чтобы не поцарапать или иначе не повредить поверхности головки цилиндров, к которым прилегают прокладка головки блока и прокладка коллектора,

Болты головки цилиндров должны затягиваться на холодном двигателе, заранее определенным методом, в надлежащей последовательности с приложением указанного момента затяжки. Есть два метода затяжки - обычный метод и метод затяжки в области пластической деформации.

Рис. 1 - Устройство головки блока цилиндров.

Клапаны и сопряженные с ними детали

1. Клапан

Клапаны изготавливаются из специальной стали, потому что они подвергаются воздействию высоких давлений и температур. Клапан всегда поджимается в направлении закрытия усилием пружины, а когда на него действует усилие от распределительного вала, клапан движется вниз внутри направляющей втулки клапана в головке цилиндров, чтобы открыть впускной или выпускной канал. Обычно диаметр тарелки впускного клапана немного больше, чем выпускного клапана.

Для того, чтобы обеспечить хорошее уплотнение между клапаном и седлом клапана, угол конуса клапана составляет обычно 44,5° или 45,5°.

Рис. 2 - Клапан.

2. Пружина клапана

Пружина клапана применяется для закрытия клапана. У большинства двигателей устанавливается одна пружина на клапан, но на некоторых двигателях применяются две пружины на клапан.

Чтобы предотвратить отрыв клапана от толкателя, когда двигатель работает на высоких оборотах, используются пружины с неодинаковым шагом или двойные пружины.

Рис. 3 - Виды пружин клапанов.

ВНИМАНИЕ!

Отрыв клапана от толкателя вызывается работой пружины клапана, не связанной с работой кулачка. Отрыв клапана появляется, когда двигатель работает при частоте вращения выше максимально допустимой. Он не только вызывает ненормальный шум двигателя, но и является причиной удара поршня по клапану, что может привести к повреждению этих деталей. Пружины с неодинаковым шагом асимметричного типа устанавливаются витками с более широким шагом вверх.

Седло клапана запрессовывается в головку цилиндров. Когда клапан закрывается, тарелка клапана плотно прилегает к седлу клапана, чтобы поддерживать герметичность камеры сгорания. Седло клапана также отводит тепло от клапана к головке цилиндров для охлаждения клапана. Так как седло клапана подвергается воздействию горячих отработавших газов и повторяющимся контактам с клапаном, оно изготавливается из специальной стали, имеющей высокие тепло- и износостойкость.

Рис. 4 - Седло клапана.

ДЛЯ СПРАВОК Седло клапана обычно имеет форму конуса 45°, чтобы соответствовать форме конуса клапана. Ширина рабочей фаски седла клапана обычно составляет от 1,2 до 1,8 мм. Чрезмерная ширина рабочей фаски седла клапана вероятно будет вызывать проникновение углерода между клапаном и седлом, хотя эффект охлаждения будет высоким. Если она слишком узкая, будет улучшаться герметичность, но эффект охлаждения будет снижаться.

Направляющая втулка клапана обычно изготавливается из чугуна и запрессовывается в головку цилиндров. Направляющая втулка клапана направляет клапан так, что его рабочая поверхность правильно прилегает к седлу клапана. Сопряженные поверхности стержня клапана и направляющей втулки клапана смазываются моторным маслом. Чтобы предотвратить попадание большого количества моторного масла в камеру сгорания через зазор между стержнем клапана и направляющей втулкой, в верхней части направляющей втулки клапана предусматривается масляное уплотнение.

Неплавное движение или заедание стержня клапана в направляющей втулке клапана называется "заеданием клапана". Оно появляется, когда зазор между стержнем клапана и направляющей втулкой клапана слишком мал или когда они недостаточно смазываются.

Если масляное уплотнение стержня клапана разрушается или затвердевает, или если зазор между стержнем клапана и направляющей втулкой клапана чрезмерный, моторное масло будет попадать в камеру сгорания. Это масло будет сгорать в камере сгорания и выбрасываться через выхлопную трубу. Как результат, будет увеличиваться расход моторного масла.

Обычно масло легче попадает в камеру сгорания через впускной клапан.

5. Механизмы поворота клапана.

На некоторых двигателях вместо тарелок пружин клапанов применяются механизмы поворота клапана.

Механизм поворота клапана поворачивает клапан, тем самым предотвращая неплотное прилегание к седлу клапана, вызываемое соединениями свинца или нагаром, отлагающимися на рабочей поверхности клапана при сгорании этилированного бензина.

Обычно механизмы поворота клапана устанавливаются на выпускных клапанах.

Механизм поворота клапана состоит из корпуса механизма, спиральной пружины, плоской пружины и замка.

Кольцеобразная спиральная пружина устанавливается в канавку в корпусе механизма и слегка сплющивается плоской пружиной при установке пружины клапана.

Рис.5 - Механизм поворота клапана

Рис. 6 - Работа механизма

Когда клапан открывается, пружина клапана сжимается и ее усилие становится большим. Это заставляет наружную часть плоской пружины слегка изгибаться вверх, при этом спиральная пружина сплющивается еще больше. Это, в свою очередь, заставляет поворачиваться корпус механизма.

В это время точка А скользит, но точки В и С не скользят.

Когда клапан закрывается, то есть, когда пружина клапана расширяется, усилие пружины клапана ослабевает.

Изгиб плоской пружины поэтому становится меньшим и спиральная пружина возвращается в свое первоначальное состояние. Это вызывает скольжение в точках В и С, тогда как в точке А скольжение не происходит. Поэтому корпус механизма поворота остается в том же положении, как и при открытом клапане.

Тойота Мотор Корпорэйшн

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.

Головка блока цилиндров является одной из самой важной деталью двигателей внутреннего сгорания. Обычно это монолитная деталь (также может быть в разделенном виде) из сплавов алюминия (или чугуна), которая является корпусной деталью для газораспределительных механизмов и формирует верхнюю часть камеры сгорания. Как правило устанавливается на блок цилиндров через прокладку и крепится при помощи болтов.

Назначение головки блока цилиндров.

Головка блока берет на себя обязанности по выполнению таких важных функций, как обеспечение базировки и размещения компонентов газораспределительного механизма, элементов подвода и отвода топлива, обеспечение газодинамических характеристик воздушного заряда, отвод из камеры сгорания продуктов горения, формирование камеры сгорания и обеспечение ее герметичности, отвод и подвод масла для компонентов газораспределительного механизма (ГРМ). Также головка блока цилиндров (ГБЦ) является важным элементом, благодаря, которому обеспечивается соответствие автомобиля экологическим стандартам по уровню выброса вредных веществ.

Устройство головки блока цилиндров. Конструкция.

Чтобы понять необходимо знать её составляющие. Итак, в состав ГБЦ входят: седла клапанов, направляющие втулки, коромысло клапана, гидрокомпенсатор (иногда идет в составе с коромыслом), траверса (если есть необходимость открытия двух клапанов одновременно при наличие одной штанги на два клапана на шестнадцати клапанной головке блока), пружины для возврата клапанов в исходное положение, свечи зажигания (для бензиновых и газовых двигателей), топливные форсунки (преимущественно используются в дизельных двигателях), впускные клапана и выпускные клапана (обычно диаметр впускных клапанов больше, чем у выпускных, так как отверстие на головке блока должно иметь определенный диаметр, с целью обеспечения необходимых газодинамических характеристик воздушного заряда, для более полного сгорания воздушно-топливной смеси).

Схема ГБЦ

Схема, состав компонентов: 1-распределительный вал, 2-нижний наконечник штанги толкателя, 3- штанга толкателя, 4- верхний наконечник штанги толкателя, 5- винт регулировочный, 6- коромысло клапана, 7- стойка коромысла, 8- прокладка крышки, 9- крышка ГБЦ, 10- болты крепления крышки, 11- траверса, 12- пружина клапана, 13- сухарь клапана, 14- болт крепления ГБЦ к блоку, 15- направляющая клапана с маслоотражающим колпачком, 16- клапан головки блока цилиндров, 17- седло клапана,18- головка блока в разрезе, 19- прокладка головки блока цилиндров , 20- гильза.

Материал изготовления ГБЦ может быть как алюминиевым, (например, головка блока цилиндров ВАЗ 2109) так и чугунным (дизеля). Обычно для производителей алюминиевые головки блока цилиндров приоритетнее, потому как они более удобные в производстве, обработке и ремонте. Но на некоторых дизельных двигателях используются чугунные головки, так как детонационные свойства дизельного топлива превышают прочностные характеристики алюминиевых головок, что приводит к сокращению срока службы или разрушению последних. Также ГБЦ можно разделить на два вида это - индивидуальные головки и моноголовки . У первого вида есть ряд преимуществ, в первую очередь связанные с ремонтопригодностью, простотой и низкими затратами при обслуживании. Но большинство мировых производителей автомобилей и автокомпонентов отдают предпочтение моноголовкам, которые также имеют свои преимущества. Сложность конструкции этого вида обусловлена базировкой распределительного вала (или двух распределительных валов, что дает возможность использовать насос-форсунку (при использовании топливной системы Common Rail) и сэкономить место в блоке) в самой ГБЦ. Ниже вы найдете видео работы головки блока цилиндров.

1 Проблема - Выпадение седла впускного клапана в процессе эксплуатации.
Последствия - Разрушение головки блока цилиндров, элементов ГРМ и ЦПГ, как следствие - отказ двигателя.
Причины - Нарушение позиционирования седел в головке блока цилиндров, так как не выдержан диаметр посадочного места.
2 Нарушение герметичности посадки впускных и выпускных клапанов на фаску седел
Снижение параметров компрессии, затрудненный запуск двигателя, потеря мощности

Нарушение формирования герметичности направляющих поверхностей седла клапана, так как не выдержаны геометрические параметры стенки посадочного места под седло относительно оси отверстий под клапаны

3 Нарушение герметичности в соединении седел с головкой блока цилиндров
Нарушение теплоотвода, разрушение элементов ГРМ и ЦПГ, как следствие отказ двигателя

Неплотная посадка седел в головке блока цилиндров, не выдержаны шероховатость стенок и торца отверстия под седло клапана, параметры перпендикулярности и биения относительно торца отверстия под седло клапана

4 Нарушение герметичности по прессовой посадке (в соединении с головкой блока цилиндров) направляющих втулок впускных и выпускных клапанов
Снижение параметров компрессии, затрудненный запуск двигателя, повышенный расход масла

Позиционирование отверстий под направляющие втулки клапанов не обеспечивает герметичности в соединение направляющих втулок с головкой блока цилиндров

5 Прорыв газов через уплотнение газового стыка (в соединении головка блока цилиндров - уплотнительная прокладка - блок цилиндров)
Нарушение рабочего процесса в цилиндре, как следствие нестабильная работа двигателя, потеря мощности, повышенный шум, нарушение требований правил ЕЭК ООН №51 и №49

Геометрия поверхности огневого днища головки блока цилиндров не обеспечивает герметичность по газовому стыку

Развитие неплоскостности днища ГБЦ под воздействием газовых сил при эксплуатации - минимальный коэффициент запаса прочности головки блока цилиндров не обеспечивает достаточной жесткости при удельной нагрузке от газовых сил

Недостаточная жесткость зон сопряжения с опорным буртом гильз блока цилиндров

6 Нарушение герметичности в соединении головка блока - уплотнительная прокладка - блок (по штанговым полостям и отверстиям слива масла)
Подтекание масла, нарушение требований правил ЕЭК ООН №49

Негерметичность уплотнения вследствие недостаточной жесткости (как следствие - деформации) головки цилиндров.

7 Нарушение герметичности в соединении головка - уплотнительная прокладка - выпускной коллектор
Повышенный шум

Не выдержан допуск плоскостности привалочной поверхности ГБЦ под уплотнительную прокладку выпускного коллектора

Чистота обработки поверхности под уплотнительную прокладку выпускного коллектора не обеспечивает герметичность стыка

8 Нарушение герметичности уплотнения в соединении клапанной крышки с головкой блока цилиндров
Повышенный расход моторного масла

Чистота обработки привалочной поверхности головки блока цилиндров под уплотнительную прокладку не обеспечивает герметичность в соединении

Недостаточное количество зон крепления клапанной крышки к головке блока цилиндров

9 Проблема - Неполное сгорание подаваемого форсункой топлива
Потеря мощности двигателя

Энергетические параметры впускного канала (момент вихря) не обеспечивают максимальное сгорание топлива.

10 Нарушение герметичности в соединении головки - уплотнительная прокладка - воздушный коллектор
Нарушение газодинамических характеристик - неполное сгорание топлива

Геометрические параметры привалочной поверхности головки блока под воздушный коллектор не обеспечивают герметичности в соединении с воздушным коллектором

Видео работы головки блока цилиндров

Головка блока цилиндров (ГБЦ) – важнейший элемент двигателя внутреннего сгорания, который закрывает сверху цилиндры и крепится к блоку цилиндров при помощи болтов крепления головки или направляющих шпилек. ГБЦ, по сути, представляет собой крышку, которая накрывает цилиндры .

ГБЦ выполняет ряд важнейших функций:

крышка головки блока цилиндров осуществляет защитную функцию;
в крышке находится маслозаливная горловина;
прокладка головки блока цилиндров обеспечивает уплотнение в месте прилегания ГБЦ к ;
головка блока является местом для размещения натяжителя цепи и привода распределительного вала в отдельной полости спереди ГБЦ;
резьбовые отверстия для свечей зажигания и инжекторных форсунок находятся в корпусе головки;
камеры сгорания полностью или частично располагаются в ГБЦ;
головка является местом установки газораспределительного механизма ();
в корпусе головки предусмотрены отверстия для установки впускного и выпускного коллектора;

Головку блока цилиндров изготавливают посредством литья из легированного чугуна или алюминиевых сплавов. После завершения отливки головку блока цилиндров подвергают процессу искусственного старения по специальной технологии. Это делается для того, чтобы снять с элемента остаточное напряжение, так как в процессе работы ГБЦ испытывает серьезные нагрузки. Для рядного двигателя устанавливается одна ГБЦ. На V-образных двигателях головка устанавливается на каждый ряд цилиндров. Существуют ГБЦ с нижним расположением клапанов, а также головки с верхним расположением клапанов. Первый тип имеет упрощенную конструкцию сравнительно со вторым.

В ГБЦ частично или полностью размещены камеры сгорания. Внутри головки присутствуют впускные и выпускные каналы, каналы «рубашки охлаждения» для циркуляции охлаждающей жидкости, а также масляные каналы смазочной системы двигателя. Впускные каналы для подачи топливно-воздушной рабочей смеси или только воздуха в цилиндры, а также каналы для выпуска отработавших газов, ведут в каждую отдельную камеру сгорания. Каждый из каналов заканчивается седлами клапанов, которые запрессованы в головку блока цилиндров. Седло клапана изготавливают из чугуна или других материалов.

Нижняя плоскость ГБЦ, которая прилегает к блоку цилиндров, выполняется более широкой. Это сделано для получения наилучшего уплотнения с поверхностью блока. Дополнительное уплотнение места соединения ГБЦ и блока достигается за счет использования прокладки головки блока цилиндров. Болты крепления имеют строгую последовательность в процессе затяжки, а также необходимо соблюдать момент затяжки. Такие болты затягивают при помощи динамометрического ключа.

Крепление ГБЦ и затяжка болтов производится строго по рекомендации завода-изготовителя ДВС. Главной задачей становится необходимость избежать деформации головки блока цилиндров.

Верхняя часть головки блока закрывается крышкой, которая называется клапанной крышкой и крепится к головке через уплотнительную резиновую прокладку. Крышка головки блока цилиндров изготавливается из алюминиевых сплавов или листовой стали. Головка блока цилиндров двигателя современного автомобиля может иметь сложную конструкцию в зависимости от особенностей устройства механизма газораспределения.