ГБЦ дизельного двигателя: что такое, из чего состоит, особенности

На чтение

4 мин.

Просмотров

506

При подборе автомобиля, будь то новый или с пробегом, ключевым фактором для профессионалов в области грузоперевозок и логистических компаний является характеристика двигателя. В последнее время дизельные двигатели вышли на передний план как предпочтительный вариант для тяжелых транспортных средств и специализированной техники. Их основное преимущество – способность сокращать расход топлива на 30–35% по сравнению с их бензиновыми аналогами, а также благодаря мощному крутящему моменту с самого начала работы, что гарантирует впечатляющую тяговую способность сразу после старта. Дизельные двигатели получают высокую оценку и за их экологичность, обусловленную более эффективным сгоранием топливно-воздушной смеси, что приводит к уменьшению токсичности выхлопных газов.

Техническая сложность дизельных двигателей обусловлена интеграцией новейших компонентов и электронных систем, которые нацелены на минимизацию потребления топлива и повышение мощности без увеличения объема двигателя, а также на снижение уровня вредных выбросов. Две неизменные части этой конструкции — это блок цилиндров и его головка.

Что такое ГБЦ

ГБЦ (головка блока цилиндров), расположенная в верхней части двигателя, закрывает блок цилиндров и соединяется с ним с помощью болтов. Основной компонент ее конструкции — прокладка ГБЦ, задача которой — обеспечивать герметичность соединения. Любое нарушение этой герметичности может вызвать серьезные неисправности в работе двигателя, что делает продолжение движения транспортного средства невозможным. По этой причине к состоянию прокладки приковано особое внимание, так как она подвержена постоянному износу и риску выхода из строя. Наиболее эффективный способ обнаружить проблемы с прокладкой — это провести диагностику двигателя.

ГБЦ включает в себя множество деталей и механизмов, ответственных за формирование и подачу горючей смеси в камеры сгорания. Эффективность работы этих элементов напрямую влияет на соотношение топлива и воздуха, что критически важно для стабильной работы всего двигателя. ГБЦ обычно изготавливается из чугуна, а в зависимости от типа конструкции двигателя — будь то рядная или V-образная — может иметь одну или две головки блока цилиндров. Двигатели с W-образной конструкцией могут быть оснащены тремя ГБЦ. Несмотря на различия в количестве головок, базовые принципы функционирования и ключевые компоненты ГБЦ остаются неизменными.

Расположение

При открытии капота автомобиля первым делом в глаза бросается защитный кожух, который надежно скрывает двигатель от внешних воздействий. Под этой защитой находится крышка головки блока цилиндров (ГБЦ), играющая важную роль в защите внутренних компонентов силового агрегата. ГБЦ располагается прямо под крышкой, занимая ключевое место в верхней части двигателя, непосредственно над блоком цилиндров. Эта часть занимает значительную долю пространства под капотом и является центральным элементом в его конструкции.

Головка блока цилиндров крепится к основному блоку при помощи болтов или шпилек, обеспечивая надежную фиксацию и герметичность соединения. Внутри ГБЦ находятся критически важные элементы двигателя, такие как камера распределительного вала и сложно устроенный клапанный механизм с пружинами. Эти компоненты играют ключевую роль в обеспечении правильного воздушного потока и контроля за временем открытия и закрытия клапанов.

Дизельные двигатели отличаются от бензиновых особыми требованиями к устойчивости и прочности их компонентов. Одной из таких особенностей является необходимость использования усиленных впускных и выпускных клапанов. Высокое давление, создаваемое в цилиндрах дизельного двигателя, оказывает интенсивное воздействие на клапаны, требуя от них повышенной прочности и износостойкости. Распределительный вал, обычно размещаемый в верхней части ГБЦ, играет ключевую роль в управлении движением клапанов, тем самым регулируя впуск и выпуск топливно-воздушной смеси.

В передней части ГБЦ расположена шестерня привода газораспределительного механизма (ГРМ), которая устанавливается на оси распределительного вала. В зависимости от конструкции двигателя, привод ГРМ может быть реализован через цепь или ремень. Эта система отвечает за синхронизацию работы клапанов с поршнями двигателя, обеспечивая оптимальное сгорание топливно-воздушной смеси и эффективность работы всего двигателя.

Конструктивные особенности

Элементы, используемые в производстве головки блока цилиндров (ГБЦ) для дизельных двигателей, состоят из уникального сочетания качественного легированного чугуна, предназначенного для высокоспециализированных устройств. Этот материал выделяется благодаря своей высокой плотности, устойчивости к экстремальным температурам и превосходной прочности. Вес чугуна, превышающий вес алюминия, приводит к увеличению массы двигателя, что может отрицательно сказываться на динамических характеристиках техники.

В определенных проектах используют инновационный подход, комбинируя чугун с алюминием, чтобы объединить преимущества обоих материалов – теплопроводность алюминия и жаропрочность чугуна. Так, фундамент головки и выпускные клапаны изготавливают из чугуна, дополнительно обрабатывая их алюминиевым сплавом. Для дизельных двигателей большого объема часто выбирают головки блоков цилиндров, отлитые из чугуна, отличающиеся своей износостойкостью и надежностью. Эти головки функционируют в жестких условиях, и для усиления их долговечности используют метод запрессовки клапанных седел с применением жидкого азота для предварительного охлаждения. Клапанные втулки и вихревые камеры монтируются с особым учетом необходимого натяжения.

Клапаны играют важную роль в конструкции ГБЦ. Расположенные близко к цилиндрам, они обычно устанавливаются под углом. Если на каждый цилиндр приходится два клапана, то они устанавливаются линейно. В случае наличия четырех клапанов на цилиндр (два – для впуска и два – для выпуска), они размещаются в двух параллельных рядах. Шестерни, приводящие в действие газораспределительный механизм (ГРМ), будь то ременной или цепной привод, а также соответствующие успокоители, находятся в передней части ГБЦ. Эти элементы активируют газораспределительный механизм.

В верхней части ГБЦ располагаются сложные узлы под распределительные валы, включая их вкладыши. Непосредственно под распредвалом устанавливаются направляющие втулки клапанов, а выше располагаются шайбы и пружины, обеспечивающие поддержание клапанов в поднятом положении.

Индикаторы проблем с головкой блока цилиндров

Типичные проблемы, возникающие с головкой блока цилиндров, чаще всего связаны с изношенной или поврежденной прокладкой. Полная диагностика этих проблем требует детального осмотра двигателя, но существуют определенные явные признаки, которые могут указывать на наличие неполадок:

• наличие газов, вытекающих из-под головки блока цилиндров;
• регулярное повышение температуры двигателя;
• изменение окраски антифриза;
• выхлоп белого дыма из трубы;
• пузыри воздуха в расширительном бачке;
• значительное увеличение уровня масла в картере.

Стоит отметить, что эти признаки могут также свидетельствовать и о других проблемах в дизельном двигателе. В случае обнаружения одного или нескольких из этих признаков рекомендуется незамедлительно обратиться в автосервис для профессиональной диагностики.

Альтернативные проблемы

Определение ключевых неисправностей головки блока цилиндров без специализированных инструментов и оборудования может быть затруднительным. Однако при наличии соответствующего инструментария такая задача становится выполнимой.

Обычно при осмотре ГБЦ выявляются следующие виды проблем:

1. Повреждения привалочной поверхности, что может быть результатом частого перегрева двигателя или использования некачественной охлаждающей жидкости. Ремонт включает в себя обработку поверхности и необходимость проверки системы охлаждения, а также замены охлаждающей жидкости.
2. Трещины, которые могут возникать в результате ошибок при монтаже головки, неправильной затяжки болтов или из-за продолжительных перегревов двигателя. В случае значительных трещин часто требуется полная замена головки блока цилиндров.
3. Износ направляющих втулок клапанов. Такой износ естественен со временем, но может ускоряться при использовании масла низкого качества.
4. Износ клапанных седел, который может быть вызван использованием топлива низкого качества или высоким пробегом автомобиля.

Поломки ГБЦ могут возникать по множеству причин, однако важно регулярно контролировать уровень масла и антифриза, а также использовать качественное топливо для предотвращения возможных неисправностей.

Калибровка клапанов

Важность головки блока цилиндров (ГБЦ) в дизельных двигателях неоценима, особенно когда речь идет о регулировании потока топлива к камерам сгорания. ГБЦ не только способствует эффективному сгоранию смеси, но и контролирует потоки выхлопных газов, играя решающую роль в мощности и надежности двигателя. Помимо основных функций, ГБЦ также выполняет дополнительные, включая защиту двигателя с помощью верхней крышки. Настройка клапанов является одной из ключевых процедур в обслуживании ГБЦ, особенно учитывая, что компоненты двигателя могут расширяться при высоких рабочих температурах.

Такое расширение влечет за собой изменения в зазорах между распределительным валом и толкателями клапанов, что существенно влияет на работу двигателя. Наличие правильно установленного теплового зазора является критичным для обеспечения своевременного открытия и закрытия клапанов, а также для поддержания их герметичности в закрытом состоянии. Производители указывают рекомендуемые значения теплового зазора в инструкциях по эксплуатации автомобилей, а также дают советы по периодичности проведения обслуживания этих важных компонентов двигателя.