ГБЦ дизельного двигателя: из чего состоит и для чего нужна

При покупке нового или поддержанного автомобиля перевозчики и транспортные компании в первую очередь интересуются двигателем. Для грузовой и спецтехники привычным решением стало использование дизельного силового агрегата. Такой мотор обеспечивает топливную экономичность (расход меньше на 30-30%, чем у бензинового двигателя), отличается высоким крутящим моментом с самых низов, что позволяет добиться отменной тяги со старта. К тому же дизельный силовой агрегат считается менее вредным, так как более эффективно сжигает топливно-воздушную смесь – выхлопные газы менее токсичные.

Конструктивная сложность дизеля обусловлена внедрением новых узлов и электронных систем, предназначенных для снижения уровня расхода топлива, повышения мощности мотора без увеличения рабочего объема, снижения количество вредных соединений в газах. Неизменными остаются две корпусные детали – блок цилиндров и головка блока цилиндров. В этой статье расскажем о том, что такое ГБЦ и какие функциональные задачи на нее возложены.

Что такое ГБЦ дизельного мотора

«Голова», ГБЦ или головка блока цилиндров расположена в верхней части силового агрегата. Фактически она накрывает блок цилиндров, с которым соединена при помощи крепежных элементов – болтами. Важной составной частью конструкции считается прокладка головки блока цилиндров дизеля. Назначение прокладки всегда одно – обеспечить герметичность соединения между ГБЦ и блоком. Нарушение герметичности приводит к сбою в работе силовой установки, автомобиль не сможет продолжить движение. Поэтому к состоянию и качеству прокладку приковано пристальное внимание. Она находится под постоянно высокой нагрузкой, что нередко приводит к пробою прокладки ГБЦ дизеля. Выявить пробой можно, выполнив диагностику ДВС – визуальный осмотр.

ГБЦ состоит из деталей и механизмов, принимающих участие в образовании горючей смеси и дальнейшей ее подачи в камеры сгорания. Правильное функционирование всех составных частей ГБЦ обеспечивает корректное соотношение топлива и воздуха. То есть, от того, насколько исправна эта составная часть мотора, зависит стабильность работы всего двигателя. Изготавливается преимущественно из чугуна. Также в зависимости от архитектуры мотора – рядная или V-образная – зависит и количество ГБЦ. Если рядные ДВС имеют одну «голову», то V-образные получают две головки блока цилиндров. Мотор W-образной архитектуры имеет вовсе три ГБЦ. Однако сколько бы «голов» не имел мотор, принцип работы и наполнение важнейшей составной части остается неизменным.

Расположение головки блока цилиндров

Открыв капот транспортного средства, можно обнаружить кожух, закрывающий двигатель. Если его снять, то будет видна крышка ГБЦ. «Голова» находится чуть ниже. Эта часть практически всегда находится над блоком цилиндров, который занимает большую часть подкапотного пространства. Как было сказано выше, для закрепления «головы» с блоком используют болты или шпильки. На корпусе ГБЦ находится постель распредвала и клапаны с пружинным механизмом.

Особенность дизельного мотора еще и в том, что для его бесперебойной и надежной работы нужны усиленные впускные и выпускные клапаны. Это объясняется большой нагрузкой, оказываемой на клапаны, поскольку в дизеле формируется высокое давление. В движение клапаны приводит распределительный вал, устанавливаемый в верхней части. Спереди находится шестерня привода ГРМ, находящаяся на оси распредвала, а также цепной или ременной привод газораспределительного механизма.

Из чего состоит ГБЦ

Для изготовления ГБЦ дизельного мотора с последующей установкой на спецтехнику используют легированный чугун. Он отличается высокой плотностью, жаростойкостью и прочностью. Но поскольку чугун тяжелее алюминия, увеличивается и масса силовой установки, что плохо сказывается на скоростных показателях техники. В отдельных случаях для изготовления «головы» пытаются совместить чугун и алюминий, взяв от каждого лучшие свойства – теплопроводность и жаростойкость. Так основание головки блока цилиндров и выпускные клапаны делают из чугуна и заливают сплавом алюминия. Дизельные моторы с большим рабочим объемом часто оборудуют литыми чугунными головками, способные долго и исправно выполнять свои обязанности. Они эксплуатируются в тяжёлых условиях, и с целью придания надёжности клапанные сёдла запрессовывают с предварительным охлаждением в парах жидкого азота. Втулки клапанов и вихрекамеры вставляют с натягом.

Основой «головы» выступают клапаны. Они расположены в первом ряду с наклоном к цилиндрам. Если на один цилиндр два клапана, клапаны размещены в один ряд, и в два ряда, если четыре клапана (два на впуск и два на выпуск). Звездочки ременного или цепного привода ГРМ и успокоителя находятся в передней части. С помощью этой конструкции приводится в действие газораспределительный механизм. В верхней части ГБЦ получила сложную конфигурацию: участки под вкладыши распредвала, в которых находится сам распределительный вал. Под распредвалом получили место направляющие втулки клапанов. Над втулками шайбы с пружинами, необходимые для удержания клапана в поднятом состоянии.

Признаки неисправности ГБЦ

Часто проблемы и неисправности с головкой блока связаны с износом и повреждением прокладки. Выявить ее пробой можно разве что при полном разборе ДВС. Но есть ряд признаков, указывающих на пробой уплотнителя:

·         из-под ГБЦ наружу выходят газы;

·         двигатель часто перегревается;

·         антифриз меняет цвет;

·         белый дым из выхлопной трубы;

·         в расширительном бачке видны пузыри;

·         высокий уровень масла в картере мотора.

Эти признаки могут указывать и на другие неисправности дизеля. В идеале при обнаружении одного или нескольких симптомов необходимо отправиться в сервисный центр на диагностику.

Другие возможные поломки

Самостоятельно проблематично выполнить дефектовку «головы» и выявить основные неисправности, но при наличии инструмента и нужного технического оборудования такая работа выполнима.

Так в ходе дефектовки узла чаще всего обнаруживаются следующие проблемы:

1.       Дефекты привалочной полости. Причин на это может быть несколько: регулярные перегревы ДВС, низкое качество охлаждающей жидкости. Ремонт сводится к обработке самой полости. Также нужно диагностика системы охлаждения и замена технической жидкости.

2.       Трещины. К этому могли привести нарушения, допущенные в ходе снятия и установки головки при выполнении ремонтных работ – не соблюдался момент затяжки. Трещины образуются и в результате длительных перегревов мотора. Если дефекты существенные, остается только заменить неисправный узел.

3.       Изношены втулки клапанов. Направляющие втулки изнашиваются в любом случае, и когда пробег мотора достигает большой отметки, требуется их замена. Преждевременный их износ обычно связан с использованием неподходящего моторного масла.

4.       Изношены седла. Также причин может быть несколько: топливо низкого качества, большой пробег автомобиля.

К поломке ГБЦ могут привести самые разные обстоятельства, но в первую очередь необходимо проверять уровень масла, охлаждающей жидкости и покупать качественное топливо.

Регулировка клапанов

Таким образом, ГБЦ необходима для контроля поступления топлива в камеры сгорания, обеспечения сгорания горючей смеси, контроля, а также распределения потоков газов. От точности регулировки отдельных механизмов «головы» зависит мощность, стабильность и устойчивость работы дизельного мотора. Эта конструктивная часть выполняет и некоторые вспомогательные функции, например, сверху ГБЦ есть крышка, которая служит в качестве защиты. Обслуживание головки блока сводится к регулировке клапанов. Известно, что в процессе работы по причине высокой рабочей температуры и нагрева происходит увеличение размеров деталей.

Это приводит к изменению расстояния между распредвалом и толкателем клапана. Для нормальной работы дизеля необходим тепловой зазор определенной величины. Он обеспечивает оптимальное время закрытия и открытия клапанов, плюс сохраняет герметичность в закрытом состоянии. Ознакомиться с рекомендуемыми значениями можно в инструкции по эксплуатации автомобилем. Для каждого двигателя производитель устанавливает фиксированное значение оптимальной величины зазоров. Там же приводятся рекомендации по периодичности обслуживания силового агрегата.