Расшифровка ГБЦ – это головка блока цилиндров. Так называется часть двигателя, которая закрывает цилиндровый блок. В зависимости от сложности мотора она может быть как простой литой крышкой, так и сложной конструкцией, в которую будет включено множество механизмов. Попробуем разобраться с тем, что это за деталь в автомобиле.
Что собой представляет головка блока цилиндров?
Для начала определим, что такое ГБЦ. Каждый двигатель включает в себя следующие элементы:
- цилиндры, где взрывается смесь паров топлива с воздухом;
- поршни, которые передают энергию взрыва дальше, а заодно и сжимают её перед воспламенением;
- коленвал – деталь особой формы, превращающая движение поршней во вращение.
Для простоты обслуживания во всех двигателях цилиндры с находящимися внутри поршнями объединяются в блоки. Такое объединение используется во всех моторах, где число цилиндров больше одного. В основном сейчас в автомобилях используются блоки на 4 цилиндра, поэтому далее мы будем рассматривать именно их. Кроме того, для простоты мы будем описывать ГБЦ рядного двигателя: в нём только одна головка. У V-образных моторов их две, но в целом конструкция каждой из них такая же, как в рядном.
Блок цилиндров – это основная часть двигателя. Обычно он делается единой литой деталью из чугуна или алюминиевого сплава. Снизу он закрывается картером – а вот сверху его как раз и закрывает головка блока. Она крепится к блоку и подобно крышке накрывает его сверху.
Не просто крышка: зачем нужна ГБЦ?
Ненужных деталей в моторе не бывает, но ГБЦ в двигателе играет особую роль. Назначение головки блока цилиндров состоит в следующем:
- Она, с одной стороны, герметизирует рабочий объём цилиндров – но, с другой, обеспечивает при необходимости доступ внутрь блока. Именно поэтому головка двигателя всегда делается съёмной, а к самому блоку она крепится через особую прокладку.
- Головка блока цилиндров двигателя служит для крепления деталей зажигания – свечей. Без ГБС пришлось бы делать отверстия прямо в стенках цилиндра.
- Часто головка блока двигателя является частью камеры сгорания, увеличивая объём цилиндра и ход поршня.
- Кроме того, в ГБЦ обычно размещаются элементы ГРМ (газораспределительного механизма), коллекторы и другие элементы, необходимые для работы мотора.
Прокладка, клапан и другие детали ГБЦ
А теперь разберём устройство головки блока цилиндров. Несмотря на то, что её конструкция значительно различается в различных моделях двигателей, есть общие черты, присущие большинству современных ГБЦ в автомобиле. Поэтому, говоря о конструкции, можно выделить общие узлы, которые можно найти почти всегда.
Корпус крышки блока цилиндров
Главная часть ГБЦ – это её корпус. Как правило, он цельнолитой и изготавливается:
- из чугуна – в основном на старых моделях двигателей;
- сплава на основе алюминия.
Опыт показывает, что чугунная крышка головки блока цилиндров надёжнее в экстремальных условиях эксплуатации (жара, либо, напротив, чрезмерный холод, работа на повышенных оборотах и т. д.), но сплавная легче и обладает большей теплопроводностью – и, значит, двигатель медленнее перегревается. Из-за этого сейчас чугунные ГБЦ в основном применяют на дизелях для мощной спецтехники, а на карбюраторных моторах применяются в основном сплавные.
Именно на корпусе крепятся все остальные узлы, которые содержит голова двигателя.
Крышка
Крышка ГБЦ, по большому счёту, является декоративной деталью, однако и у неё есть свои полезные функции:
- Она защищает ГБЦ от загрязнений, которые могли бы помешать работе механизмов во время езды.
- Она препятствует разбрызгиванию масла на другие узлы моторного отсека в автомобиле.
Клапаны и связанные с ними детали
Клапана головки блока цилиндров предназначены для того, чтобы управлять газовыми потоками, возникающими при работе двигателя. Они подают топливную смесь в камеры, где происходит сгорание, а затем выпускают отработанные газы на удаление из двигателя. Каждый клапан состоит из следующих деталей:
- Седло – непосредственно место, где клапан крепится к узлу двигателя.
- Игла – непосредственно узел, открывающий и закрывающий отверстие для потока газов.
- Пружина – возвращает иглу клапана на место по завершении цикла.
Работой клапанов управляет расположенный в головке распредвал. С помощью кулачков (элементов вращения особой формы) он при вращении открывает и закрывает клапаны. В двигателях используются два основных типа работы вала:
- Одновальная схема (SOHC) – есть один вал, который управляет всеми четырьмя комплектами клапанов для цилиндров.
- Двухвальная (DOHC) – два сопряжённых вала, из которых один регулирует работу клапанов впуска, а второй – выпуска.
Распредвал приводится в действие с помощью ремня ГРМ. Источником движения для него служит коленчатый вал (коленвал), который, в свою очередь, приводят в движение поршни двигателя во время взрывов топливной смеси. Таким образом в двигателе осуществляется саморегуляция.
Свечи зажигания
Для того, чтобы воспламенить топливную смесь, используются свечи. Они представляют собой электроды, на которые подаётся напряжение от электросистемы автомобиля. Высоковольтный разряд поджигает смесь бензина с воздухом, и выделившаяся энергия толкает поршень. С поршня же, в свою очередь, кинетическая энергия подаётся на коленвал – и, в конечном итоге, за счёт его вращения обеспечивается работа как двигателя, так и иных агрегатов автомобиля.
Прокладка
Отдельно нужно упомянуть прокладку, с помощью которой обеспечивается герметизация рабочего объёма двигателя, а ГБЦ объединяется с корпусом мотора. Несмотря на свою внешнюю простоту, прокладка является сложным техническим изделием, обеспечивающим как герметичность, так и механическую прочность узла. Как правило, её изготавливают из сталеасбеста – композитного материала, сочетающего стальную основу и жаропрочный асбест.
В отличие от остальных узлов, прокладка – одноразовый элемент. Каждый раз, когда происходит ремонт головы двигателя, она должна быть заменена. В норме вторичное использование её недопустимо.
В том же случае, когда прокладка приходит в негодность, сначала падает компрессия (а заодно – и мощность мотора), затем двигатель начинает работать с перебоями. В итоге дело может кончиться полным выходом из строя всего блока. Именно поэтому каждый автомобилист должен тщательно следить за сохранностью прокладки.
Модификации ГБЦ
Варианты ГБЦ зависят от конструкции двигателя и его марки. Отличаются друг от друга они в основном следующим:
- линейные размеры исходя из размеров самого цилиндрового блока;
- размеры посадочных гнёзд;
- расположение клапанов;
- допустимая степень сжатия на двигателе;
- используемый материал (чугун, алюминиевый сплав и т. д.).
В общем случае надлежит использовать ту модификацию, которую рекомендует фирма-производитель двигателя.
Цена замены и ремонта ГБЦ
Обычно ремонт требуется, если произошёл перегрев двигателей. В том же случае, если для охлаждения использовался полив водой двигателя, ГБЦ менять придётся в любом случае: обычно после такой операции появляются скрытые трещины. В том же случае, если имеются раковины на головке блока цилиндров, необходимость замены или ремонта может возникнуть куда раньше, чем положено.
Как и любой другой узел, ГБЦ в машине нуждается в регулярном обслуживании, а при неисправности головки блока цилиндров – в ремонте. Как правило, ремонт сводится к следующему:
- При неисправности отдельных механизмов – замена соответствующих частей (клапанов и т. д.).
- При дефектах самого корпуса (трещина в головке блока цилиндров) – полная замена всего узла.
При замене головки попутно приходится в обязательном порядке менять масло, масляный фильтр и прокладку – второй раз её использовать нельзя ни в коем случае.
В том случае, если у автовладельца нет ни инструментов, ни умений для самостоятельной замены ГБЦ, ремонт ему обойдётся в сумму от 4 до 7 тысяч рублей в зависимости от сложности работы. В эту сумму не входит стоимость тех частей, которые попутно придётся заменить.
Момент затяжки болтов при снятии и установке ГБЦ
Одним из главных факторов при монтаже и демонтаже головки является усилие на болтах. Именно из-за этого приходится обращаться в специализированные мастерские: как показывает опыт, обычным гаечным ключом закрутить крепёжные болты нереально, а попытка приведёт лишь к тому, что на первом же рабочем такте двигатели прорвут прокладку.
В современных автомобилях, как правило, не предусмотрена необходимость дополнительной затяжки: вся регулировка производится либо прямо на заводе, либо в сертифицированных центрах обслуживания. Самостоятельно подтягивать болты необходимо лишь на старых отечественных машинах (ВАЗ вплоть до модели 2109).
При этом необходимо ознакомиться с оригинальным руководством по обслуживанию двигателя, где указан порядок затяжки и необходимое усилие. Обычно затяжка производится следующим образом:
- Сначала – с усилием 20 Н*м.
- Затем – до 85,7 Н*м.
- Доворот болтов перпендикулярно положению на предыдущем этапе.
- Окончательный доворот ещё на 90 градусов.
Осуществлять работу необходимо с помощью ключа с динамометром. Без этого бессмысленно даже начинать работу.
Протяжка и шлифовка на ГБЦ ВАЗа и других модификациях двигателей
Отдельно стоит рассмотреть такие операции, как протяжка и шлифовка головки. Здесь действует правило:
- если речь идёт о старых моделях ВАЗ, то протяжку надо делать, по сути, при каждом техобслуживании двигателя;
- на новых отечественных машинах и иномарках эта операция производится исключительно по мере необходимости. Обычно она возникает, если произошла деформация головки и началось поступление масла. Проще говоря, когда начало пробивать прокладку головки – надо срочно делать протяжку.
То же самое касается и шлифовки. Ставить нешлифованную головку после ремонта двигателя не имеет смысла: как только двигатель прогреется, будет нарушена герметичность – и в лучшем случае упадёт мощность. В худшем же случае начнётся поступление воздуха в рабочую полость – и закончиться это может чем угодно, вплоть до полного выхода из строя всего мотора.