Кожен двигун внутрішнього згоряння містить головку блоку циліндрів (ГБЦ) - важливу деталь, яка разом з головкою поршня утворює камеру згоряння, і відіграє важливу роль у роботі окремих систем силового агрегату.Все про головки блоку циліндрів, їх види, конструкції, можливості застосування, обслуговування та ремонт читайте в цій статті.
Що таке головка блоку циліндрів?
Головка блоку циліндрів (головка блоку циліндрів) - це агрегат двигуна внутрішнього згоряння, встановлений у верхній частині блоку циліндрів.
Головка блоку циліндрів є однією з основних частин двигуна внутрішнього згоряння, вона забезпечує його функціонування і визначає його основні експлуатаційні характеристики.Але на керівника покладається ряд функцій:
• Формування камер згоряння - в нижній частині головки, розташованої безпосередньо над циліндром, виконується (частково або повністю) камера згоряння, повний її об'єм формується при досягненні ВМТ поршня;
• Подача повітря або паливно-повітряної суміші в камеру згоряння - відповідні канали (впускні) зроблені в головці блоку циліндрів;
• Видалення вихлопних газів з камер згоряння - в головці блоку циліндрів зроблені відповідні канали (вихлопні);
• Охолодження силового агрегату - в головці блоку циліндрів є канали водяної сорочки, по яких циркулює охолоджуюча рідина;
• Забезпечення роботи газорозподільного механізму (ГРМ) - в головці (з усіма супутніми частинами - втулками, сідлами) розташовані клапани, які відкривають і закривають впускний і випускний канали відповідно до тактів двигуна.Також на голівці може розташовуватися весь ГРМ - розподільний вал (вали) з їх підшипниками і шестернями, привід клапанів, клапанні пружини та інші супутні деталі;
• Мастило деталей ГРМ - в головці зроблені канали і ємності, по яких масло надходить на поверхні деталей, що труться;
• Забезпечення роботи системи вприскування палива (в дизельних і інжекторних двигунах) і / або системи запалювання (в бензинових двигунах) - паливні форсунки і / або свічки запалювання з відповідними деталями (а також дизельні свічки розжарювання) монтуються на голова;
• Виконує роль корпусної деталі для кріплення різних вузлів - впускних і випускних колекторів, датчиків, патрубків, кронштейнів, роликів, кришок та ін.
У зв'язку з таким широким набором функцій до головки блоку циліндрів пред'являються жорсткі вимоги, і її конструкція може бути досить складною.Також сьогодні існує безліч типів головок, в яких так чи інакше реалізована описана функціональність.
Типи головок циліндрів
Головки блоку циліндрів відрізняються конструкцією, типом і розташуванням камери згоряння, наявністю і типом ГРМ, а також призначенням і деякими особливостями.
Головки циліндрів можуть мати одну з чотирьох конструкцій:
• Загальна головка для всіх циліндрів у рядних двигунах;
• Загальні головки для одного ряду циліндрів у V-подібних двигунах;
• Окремі головки для кількох циліндрів багатоциліндрових рядних двигунів;
• Окремі головки блоку циліндрів в одно-, дво- та багатоциліндрових рядних, V-подібних та інших двигунах.
Основні типи камер згоряння двигунів внутрішнього згоряння
У звичайних 2-6-циліндрових рядних двигунах найчастіше використовуються загальні головки для покриття всіх циліндрів.На V-подібних двигунах використовуються як головки циліндрів, загальні для одного ряду циліндрів, так і окремі головки для кожного циліндра (наприклад, у восьмициліндрових двигунах КАМАЗ 740 використовуються окремі головки для кожного циліндра).Окремі головки циліндрів рядних двигунів застосовуються значно рідше, зазвичай одна головка покриває 2 або 3 циліндра (наприклад, в шестициліндрових дизелях ММЗ Д-260 встановлюються дві головки - одна на 3 циліндра).Індивідуальні головки циліндрів застосовуються на потужних рядних дизелях (наприклад, на дизелях Алтай А-01), а також на силових агрегатах спеціальної конструкції (оппозитні двоциліндрові, зірчасті та ін.).І природно, що на одноциліндрових двигунах можуть використовуватися тільки окремі головки, які також виконують функції радіатора повітряного охолодження.
За розташуванням камери згоряння розрізняють три види головок:
• З камерою згоряння в головці блоку циліндрів - в цьому випадку використовується поршень з плоским дном, або має витіснювач;
• З камерою згоряння в головці блоку циліндрів і в поршні - в цьому випадку частина камери згоряння виконана в головці поршня;
• З камерою згоряння в поршні - в цьому випадку нижня поверхня головки блоку циліндрів плоска (але можуть бути виїмки для установки клапанів в похилому положенні).
При цьому камери згоряння можуть мати різну форму і конфігурацію: сферичні і напівсферичні, вальмові, клиноподібні і напівклинові, плоскоовальні, циліндричні, складні (комбіновані).
За наявністю деталей ГРМ головки агрегату бувають:
• Без ГРМ - головки багатоциліндрових малоклапанних і одноциліндрових двотактних безклапанних двигунів;
• З клапанами, коромислами та супутніми компонентами - головки двигуна з нижнім розподільним валом, усі деталі розташовані у верхній частині головки блоку циліндрів;
• При повному ГРМ - розподільний вал, привід клапанів і клапани з супутніми деталями, всі деталі розташовані у верхній частині головки.
Нарешті, головки за призначенням можна розділити на безліч типів - для дизельних, бензинових і газових силових агрегатів, для тихохідних і форсованих двигунів, для двигунів внутрішнього згоряння з водяним і повітряним охолодженням і т. д. У всіх цих випадках , головки блоку циліндрів мають певні конструктивні особливості - розміри, наявність каналів охолодження або оребрення, форму камер згоряння і т. д. Але в цілому конструкція всіх цих головок принципово однакова.
конструкція головки блоку циліндрів
Секція головки блоку циліндрів
Конструктивно головка блоку циліндрів являє собою суцільнолиту деталь, виготовлену з матеріалу з високою теплопровідністю - сьогодні це найчастіше алюмінієві сплави, використовується також білий чавун і деякі інші сплави.У головці сформовані всі частини систем, що знаходяться в ньому - впускний і випускний канали, отвори для клапанів (в них запресовані клапанні направляючі втулки), камери згоряння, сідла клапанів (вони можуть бути виготовлені з більш твердих сплавів), опорні поверхні для кріплення. деталі ГРМ, колодязі і кріпильні різьбові отвори для установки свічок і / або форсунок, канали системи охолодження, канали системи мастила, Якщо головка призначена для двигуна з верхнім розподільним валом, то на її верхній поверхні формується станина для укладання валу. (через вкладиші).
На бічних поверхнях головки блоку циліндрів утворені присадочні поверхні для кріплення впускного і випускного колекторів.Монтаж цих деталей здійснюється через ущільнювальні прокладки, що виключають підтікання повітря і вихлопу.На сучасних двигунах установка цих та інших вузлів на головку здійснюється за допомогою шпильок і гайок.
На нижній поверхні головки блоку циліндрів виконана заливна поверхня для кріплення на блок.Для забезпечення герметичності камер згоряння і каналів системи охолодження між головкою блоку циліндрів і діловим центром розташована прокладка.Герметизація може здійснюватися звичайними прокладками з пароніту, матеріалів на основі каучуку та ін., але в останні роки все частіше застосовуються так звані металопакети - композитні прокладки на основі міді з синтетичними вставками.
Верхня частина головки закрита кришкою (штампованою металевою або пластиковою) з маслозаливною горловиною і пробкою.Монтаж кришки здійснюється через прокладку.Чохол захищає деталі ГРМ, клапани і пружини від бруду і пошкоджень, а також запобігає розливу масла під час руху автомобіля.
Конструкція головки блоку циліндрів
Установка ГБЦ на блок здійснюється за допомогою шпильок або болтів.Для алюмінієвих блоків кращі шпильки, так як вони забезпечують надійний затиск головки і рівномірно розподіляють навантаження в тілі блоку.
Головки циліндрів двигунів повітряного охолодження (мотоциклів, скутерів та інших) мають ребра на зовнішній поверхні - наявність ребер значно збільшує площу поверхні головки, забезпечуючи її ефективне охолодження зустрічним потоком повітря.
Питання технічного обслуговування, ремонту та заміни ГБЦ
Головка блоку циліндрів і встановлені на ній вузли піддаються значним навантаженням, що призводить до їх інтенсивного зносу і поломки.Як правило, несправності самої головки зустрічаються нечасто - це різні деформації, тріщини, пошкодження внаслідок корозії і т. д. Для заміни слід підбирати головку того ж типу і каталожного номера, інакше деталь просто не потрапить всередину. місце (без змін).
Найчастіше поломки головки блоку циліндрів відбуваються в системах, які на ній встановлені - ГРМ, мастила і т. д. Зазвичай це знос сідел і втулок клапанів, самих клапанів, деталей приводу, розподільного вала і т. д. У всіх цих випадках замінюють несправні деталі. або відремонтовано.Однак в умовах гаража деякі види ремонту виконати складно, наприклад, запресовувати і опресовувати направляючі втулки клапанів, притирати сідла клапанів і інші роботи можна тільки спеціальним інструментом.
Особливу увагу слід приділити правильній установці головки блоку циліндрів.Важливо пам'ятати, що прокладка головки блоку циліндрів одноразова, її потрібно міняти при демонтажі головки, повторна установка цієї деталі неприпустима.При установці головки блоку циліндрів слід дотримуватися правильного порядку затягування кріплень (шпильок або болтів): зазвичай роботу починають з середини головки рухом до країв.При такій затяжці навантаження на голову розподіляється рівномірно і запобігає неприпустимим деформаціям.
Під час експлуатації автомобіля технічне обслуговування головки та розташованих у ній систем повинно проводитися відповідно до інструкцій та рекомендацій заводу-виробника.При своєчасному обслуговуванні і ремонті головка блоку циліндрів і весь двигун будуть працювати надійно і ефективно.
Час публікації: 21 серпня 2023 р