Что такое гбц в машине

Головка Блока Цилиндров ГБЦ, Конструкция Устройства и Назначение Работы в Двигателе ДВС, Схема Составных Частей

Любой мотор имеет сложную структуру, каждый элемент которой необходим для выполнения определенной задачи. Один из таких элементов – головка блока цилиндра.

ГБЦ является главным узлом в любом автомобиле или мотоцикле. Устройство необходимо для того, чтобы контролировать в двигателе внутреннего сгорания вывод газов. По своей природе головка блока цилиндров является крышкой, закрывающей сам блок. Крышка гбц создаётся из алюминиевых сплавов, также она может быть изготовлена из чугуна. На производстве головку блока цилиндров подвергают процессу искусственного старения. Количество ГБЦ напрямую зависит от типа ДВС, если он V-образного типа, на каждый ряд используется отдельная головка.

Работа гбц очень сильно зависит от степени уплотненности головки с блоком цилиндров. Этим объясняется то, что верхняя часть этой детали немного уже, в сравнении с нижней. Уплотнительная прокладка располагается между головкой и самим блоком цилиндров.

Установка и фиксирование головки цилиндров осуществляется при помощи штифтов, которые предназначены для закрепления детали. Правильность монтажа сильно влияет на дальнейшую работу ГБЦ. Для каждого транспортного средства в инструкции указан свой регламент. По этой причине не стоит заимствовать схему монтажа головки с иномарки для машины отечественного производства. Не стоит забывать о том, что штифты имеют определенный порядок затяжки, вместе с этим указан требуемый момент закручивания. Для правильной установки головки блока цилиндра используется специальный инструмент – динамометрический ключ.

При установке и затяжке ГБЦ следует в первую очередь опираться на инструкцию по установке, а не грубую физическую силу. Если перетянуть головку цилиндра – возможно повреждение уплотнительной прокладки, масляного канала ГБЦ и других, не менее важных составляющих этой системы. Например, головка в цилиндрах может треснуть, измениться в размерах, от работы этого элемента зависит вся работа двигателя, и как следствие, транспортного средства в целом.

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.

На левом участке головки цилиндра располагаются отверстия для свеч зажигания, здесь же монтируются системы для опоры рычага, опорные шайбы. Наверху ГБЦ имеется крышка, которая крепится к остальному корпусу при помощи болтов.

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.

Головка цилиндра может измениться по форме, в итоге будет нарушена герметичность клапанов и камеры сгорания.
Из-за неправильного нагрева, головка цилиндра станет непригодной к эксплуатации.
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.

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.

Если понимать, к чему приведет каждый шаг, и иметь необходимые инструменты, можно заниматься ремонтными работами ГБЦ и в домашних условиях, однако даже самое высокотехнологичное оборудование в руках неопытного владельца не поможет исправить проблему.

Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Головки цилиндров - полное руководство

Головка цилиндров находится в верхней части двигателя. Его целью является герметизация верхней части цилиндра для создания камеры сгорания. Головка также образует корпус для клапанного механизма и свечей зажигания. Внутри головки блока цилиндров расположены сложные проходы для охлаждающей жидкости и масла. Голова, наряду с компонентами, которые она содержит, известна как верхний конец двигателя.

Во многих отношениях головка является центром механического управления двигателем.Это место встречи впускной, выпускной, зажигательной и топливной систем.

строительство

Головки цилиндров изготовлены из чугуна или алюминия. Литой алюминий более дорог в производстве, но обеспечивает значительную экономию веса и рассеивает тепло лучше, чем чугун. Практически все производственные бензиновые двигатели используют алюминиевую головку, в то время как чугун все еще широко используется для дизелей из-за его более высокой прочности.

Внутренняя часть головки блока цилиндров представляет собой сложную сеть масляных галерей и проходов охлаждающей жидкости, даже более сложную, чем блок двигателя.Для формирования этих внутренних полостей головки часто отливаются с использованием техники литья по выплавляемой пене.

Литье по выплавляемым моделям

В этом методе литья используется полистирольная модель головки блока цилиндров, изготовленная путем склеивания слоев. Затем модель заполняется заливочным песком и заполняются все пустоты. Это создает плесень вокруг полистирола, который затем испаряется и заменяется расплавленным алюминием. Как только металл затвердел, песок удаляется и промывается перед обработкой отливки.

Камера сгорания

Камера сгорания - это пространство, где сжигается смесь топлива и воздуха. Он образован головкой цилиндра сверху, стенками цилиндра и поршнем в качестве его пола. Форма камеры сгорания образована углублением в нижней части головки цилиндров. Форма этого углубления определяет, как топливо смешивается с воздухом и как эта смесь горит.

Цель состоит в том, чтобы добиться полного сгорания топлива с равномерным распространением пламени по камере.Топливо необходимо смешать, и это достигается за счет турбулентности - очень быстрого завихрения - смеси, когда поршень движется вверх при такте сжатия.

Форма камеры сгорания развивалась за всю историю двигателя.

В клиновидная камера , такт сжатия выталкивает смесь из узкого конца клина в более широкий конец, создавая турбулентность и концентрируя смесь вокруг свечи зажигания.
А полускамера представляет собой куполообразное углубление, которое обычно используется на головках с одним клапаном.Когда свеча находится в центре камеры, путь поршня к головке поршня короткий. Сферическая природа полускамер затрудняет установку нескольких клапанов, которые сегодня используются в большинстве двигателей.
А пент-крыша камера сгорания похож на полушарик, но со сплющенными поверхностями, которые позволяют разместить четыре клапана на цилиндр. Камеры Пентроуф являются наиболее часто используемыми на двигателях, изготовленных за последние тридцать лет.

Порты

Порты головки блока цилиндров - это проходы, через которые воздух и выхлопные газы могут входить и выходить из камеры сгорания. Они отлиты в головку, и их размер и форма имеют большое влияние на поток через двигатель.

Одна сторона блока обычно соединена с воздухозаборником, а другая - с выпускным коллектором. Это известно как поперечная головка и, безусловно, является наиболее распространенным, чтобы быть найденным.Обратный поток - это термин, обозначающий головку цилиндров, где клапаны находятся на одной стороне, но он используется редко, поскольку он менее эффективен, чем конструкция с поперечным потоком.

В двигателях с несколькими впускными и выпускными клапанами на цилиндр может быть один порт на цилиндр или один порт для всех впускных и выпускных клапанов. Большое количество вычислений и исследований направлено на формирование портов для обеспечения максимального объема и скорости проходящего через них воздуха.

Расположение головок цилиндров

В верхний кулачок (OHC) двигатель, преобладающий тип двигателя, который используется сегодня, распредвал находится в головке, тогда как для верхний клапан (OHV) Макет распределительного вала находится в блоке.

В линейных двигателях

имеется только одна головка цилиндров, в то время как в плоских двигателях V и W будет несколько головок цилиндров, по одной на каждый ряд цилиндров.

Модификации и обновления

Отделка головки блока цилиндров

Головка цилиндров может деформироваться в течение срока службы, а нижняя поверхность, которая сопряжена с блоком, может износиться. Чтобы восстановить идеально ровную поверхность, поверхность головки цилиндров обрабатывается в процессе, известном как настил, шлифовка или сглаживание головки.

Портирование

Портирование - это процесс, при котором порты двигателя модифицируются - как правило, открываются и полируются идеально гладкими стенками. Это улучшит поток газа через головку. Полировка - это длительный процесс, но его можно выполнить дома с минимальными инструментами, и поэтому он популярен среди мастеров по ремонту двигателей DIY.

Современные вычисления CFD (Computational Fluid Dynamics) теперь склоняются к теории, что даже после портирования стены портов более эффективны, если их оставить слегка шероховатыми и не полированными.

Что такое головка цилиндра? (с рисунком)

Двигатели внутреннего сгорания обычно включают в себя блок цилиндров, в котором размещены поршни и цилиндры, через которые они движутся, и головку цилиндров для закрытия блока. Некоторые конфигурации двигателей имеют несколько головок цилиндров, каждая из которых расположена на своем собственном блоке цилиндров. В некоторых двигателях, таких как плоская головка, головка цилиндра может быть очень простой и предназначена исключительно для обеспечения герметичного съемного верхнего конца головки. Другие двигатели имеют либо часть блока клапанов, либо оба блока клапанов и лагерный вал в головке.В любом случае головка блока цилиндров обычно крепится к блоку с помощью графитовой или металлической прокладки головки, эффективно превращая цилиндры в герметичные камеры сгорания.

Головки цилиндров являются важной частью двигателя внутреннего сгорания.

Простые двигатели, такие как те, которые используются в газонокосилках и рядных двигателях - например, агрегаты L4 и L6, имеют одну головку цилиндров для герметизации всех камер сгорания.Другие распространенные двигатели, такие как V6 и V8, содержат два параллельных ряда цилиндров. Для этого требуются две головки цилиндров, смонтированные таким образом, чтобы образовать внешний вид буквы V, для герметизации блока цилиндров. Другим типом двигателя, который использует две головки цилиндров, является плоский, или боксерский, двигатель. Эта конфигурация аналогична V-образной формации тем, что оба ряда цилиндров приводятся в движение от одного коленчатого вала, хотя в случае плоского двигателя эти ряды расположены на одной горизонтальной плоскости.

Сложность головки блока цилиндров во многом зависит от типа двигателя, в котором она используется. Многие старые автомобили использовали так называемый двигатель с плоской головкой. Как следует из названия, эти двигатели использовали головку, которая представляла собой простую плоскую панель, смонтированную через прокладку головки блока цилиндров, на блок цилиндров, который сам содержал всю клапанную систему.Головки цилиндров в этих приложениях по-прежнему выполняли жизненно важную функцию герметизации камер сгорания, хотя им не хватало большей части функциональности, присущей более современным агрегатам.

Современные головки цилиндров обычно используются в конфигурациях верхних клапанов (OHV) или верхних кулачков (OHC).Головка цилиндров в двигателе OHV обычно содержит компоненты клапанной системы, такие как толкатели, тарельчатые клапаны и другие компоненты, которые приводятся в действие распределительным валом, расположенным в блоке цилиндров. Напротив, двигатели OHC имеют сам распределительный вал в головке, что делает его еще более сложным узлом. Эти типы головок цилиндров обычно содержат всю клапанную систему.

Что такое портирование головки блока цилиндров и как оно увеличивает мощность?

Это работа только для самых опытных механиков, но при правильном выполнении портирование головы может привести к значительному увеличению мощности

Существует бесчисленное множество способов модифицировать автомобиль для большей мощности, но все они сводятся к одним и тем же общим факторам: подача большего количества воздуха и топлива в цилиндры, их эффективное сгорание и максимально быстрая и плавная откачка.И хотя многие бензоголовки одержимы принудительной индукцией, портирование головок цилиндров является гораздо менее радикальной, но стоящей модификацией, которая может привести еще несколько лошадей к конюшне.

Головки цилиндров

изготавливаются с использованием процесса литья, при этом чугун или алюминиевый сплав заливаются в шаблон для затвердевания. Во время этого процесса может возникать литьевая вспышка, которая является дефектом, вызванным утечкой металла из соединений в отливке и контактом между основанием формы и материалом в расплавленном состоянии.Как только базовый материал головки изготовлен, то на станке с ЧПУ используется фрезерная обработка седел клапанов и любых других небольших фасок и вырезов, необходимых для завершения конструкции головки цилиндров.

Анатомия головки цилиндров, с соответствующим клапаном выше

Все это приводит к довольно грубой головке цилиндров, которая влияет на поток жидкости, когда она проходит через боковую сторону головки цилиндров и в цилиндры через горловину клапана.Для наиболее эффективного потока жидкости и максимальной производительности головка цилиндра может быть подвергнута механической обработке, чтобы уменьшить количество небольших ограничений и грубых пятен, которые могут препятствовать потоку в каждый соответствующий цилиндр. Уменьшение турбулентности потока жидкости приведет к более плавному впуску и выпуску системы, что приведет к увеличению мощности.

Портирование основной головки может быть выполнено с помощью небольшого ручного сверла с сверлами конического шлифовального станка, которые по существу выступают в роли моторизованной наждачной бумаги.Для более тяжелых работ, таких как согласование портов, вам понадобится шлифовальная машина и твердосплавные заусенцы, чтобы аккуратно проходить через материал головки цилиндра. Более сложную геометрию можно перенести с помощью станка с ЧПУ, используя лазерное наведение, чтобы идеально придать форму и выбрить головку цилиндров в соответствии с точными заданными пользователем характеристиками.

Перенос головы - долгий, сложный и сложный процесс, но выигрыш в мощности может стоить того

Чтобы правильно проанализировать и проверить работу, сначала необходимо проверить напор на стенде с воздушным потоком, который измеряет объемную скорость потока (сколько воздуха входит в головку и выходит из нее).Это даст базовую цифру для сравнения после того, как голова будет полностью портирована и отполирована, что приведет непосредственно к увеличению мощности.

Установка головки блока цилиндров для испытаний на стенде с воздушным потоком

В головке цилиндров есть много областей, которые можно посетить:

• Выхлопные отверстия - материал можно выбрить, особенно из верхней части каждого выпускного отверстия, где воздух с максимальной скоростью находится на выходе из цилиндра.Также можно выполнить сопряжение с выпускным коллектором, убедившись, что между этими компонентами нет изменений в диаметре, что в противном случае может привести к ограничению.

• Впускные отверстия - материал можно выбрить, чтобы освободить порты от ржавчины и нежелательного металла от литья, но сохранить некоторую шероховатость поверхности, чтобы предотвратить испарение любого топлива, отложившегося на сторонах порта. Изменение всей ориентации впускного отверстия также может быть экстремальной, но эффективной формой переноса головки, например, изменение угла отверстия по отношению к направляющей от впускного коллектора, чтобы минимизировать нарушение потока жидкости.Сопоставление портов также применимо к впускному коллектору, убедившись, что оно точно соответствует

• Зазор клапана - возможно, самая важная область, которая сглаживается и расширяется, способствуя эффективному перемещению потока через горло, сглаживая любые края и фаски, оставшиеся при заводской обработке

• Седло клапана - особенно сложная работа, которая почти наверняка должна выполняться только тем, у кого есть доступ к оборудованию с ЧПУ. Эта модификация обеспечит точное уплотнение клапанов с седлом клапана, когда оно закрыто, что повысит объемную эффективность двигатель

• Камера сгорания - полировка области, которая составляет верхнюю часть камеры сгорания (в которой находится свеча зажигания), способствует эффективному выпуску цилиндра с полированной отделкой, обеспечивающей плавный переход сгоревшей воздушно-топливной смеси из цилиндр и в выпускной коллектор

Сопоставление портов может включать в себя бритвенный материал из выпускного и впускного коллекторов вместо головки цилиндров

После того, как увеличение мощности от других методов было доведено до максимума, портирование головки может стать отличным следующим шагом для создания еще одного скачка скачка мощности.Не ожидайте огромных скачков в лошадиных силах; Результаты, очевидно, зависят от исходного состояния головки блока цилиндров и качества изготовления. Если верить разговорам онлайн-форума, головки цилиндров LS1 могут давать от 10 до 50 л.с. дополнительно от порта и полировки, так что это отнюдь не линейный процесс.

Небольшое расширение входного и выходного портов немного изменит способ, которым ваш двигатель создает мощность; крутящий момент будет принесен в жертву ниже в диапазоне оборотов из-за уменьшения скорости жидкости из-за нового расширения порта, но прирост мощности будет высоким в диапазоне оборотов, поскольку больший объемный расход воздуха и топлива может пробиться в цилиндры.Соедините головку с рабочим распределительным валом с хорошим высоким подъемом клапана, и может быть серьезный потенциал для более высокой выходной мощности верхнего диапазона оборотов.

У двигателя LS1, кажется, есть широкая область для работы головки цилиндра

Однако предостережение, прежде чем вы начнете ломать свою головку цилиндров, используя сверло, - этот вид модификации должен выполнять только тот, кто имеет опыт в этой области, или передавая головку в профессиональный цех для обработки.Избыточное перемещение головы не оставляет пути назад; это приведет к головке цилиндров в мусорном баке и дорогостоящей замене.

Поэтому не полагайтесь на учебники или подобные статьи на YouTube, чтобы заняться портированием и полировкой головки цилиндров. Тем не менее, с опытным прикосновением и некоторой удачной посадкой, вы можете получить несколько когда-либо необходимых дополнительных лошадей назад под капотом, что, по сути, просто очистка!