Что такое ГБЦ в двигателе автомобиля

Что такое ГБЦ в двигателе автомобиля

Головка блока цилиндров (ГБЦ) двигателя современного автомобиля это достаточно сложный узел. Её предназначение заключается не только в том, чтобы служить крышкой для цилиндров мотора, она является своего рода базой, на которой установлены детали газораспределительного механизма, впускной и выпускной коллекторы, свечи зажигания. Также в ней выполнены каналы для охлаждающей жидкости и моторного масла, для подвода топливной смеси к впускным клапанам и удаления выпускных газов.
Как правило, головка изготавливается из алюминиевого сплава, но некоторые её детали, например, направляющие втулки и сёдла клапанов, запрессованные в корпус ГБЦ, делаются из стальных сплавов.

Устройство ГБЦ на примере двигателя ВАЗ 21083

Головка блока цилиндров (ГБЦ) двигателя ВАЗ 21083

Головка блока цилиндров служит не только крышкой для цилиндров мотора, но и своего рода базой, на которой установлены различные узлы и детали двигателя.

На фото 1 – головка блока цилиндров в сборе с крышкой двигателя ВАЗ 21083. Штуцер в крышке, который вы видите, соединяется патрубком с сапуном. Это сделано для того, чтобы очистить картерные газы, поступающие далее во впускной коллектор, от масла.
Сняв клапанную крышку, вы получаете доступ к деталям ГРМ (фото 2). Обратите внимание, что нижняя часть корпуса подшипников скольжения распредвала выполнена единым изделием с корпусом головки блока, верхняя же состоит из двух частей. Моторное масло подаётся через масляные каналы, сделанные в корпусе головки.
На фото 3 изображена ГБЦ ВАЗ 21083 со стороны поверхности, сопрягаемой с верхней плоскостью блока цилиндров.
Подача топлива и выпуск отработанных газов из цилиндров происходит благодаря своевременному открытию впускных и выпускных клапанов, установленных также в головке блока цилиндров. Рабочие кромки клапанов и их сёдел выполнены из жаропрочной стали, так как работают они непосредственно в камере сгорания.

Учитывая высокое давление и температуру, возникающие в процессе работы двигателя, особые требования выдвигаются к уплотнительной прокладке под головку блока цилиндров (фото 4). Её изготавливают из асбеста, армированного металлом.
Следует отметить, что прокладка под головку блока – одноразовая, так как при установке она «усаживается», что делает её повторное использование невозможным.

Прокладка под головку блока цилиндров – одноразовая, так как при установке она «усаживается», что делает её повторное использование невозможным.

Использование прокладки под головку блока сомнительного происхождения – нежелательно, так как даже незначительное изменение толщины прокладки ГБЦ может отрицательно сказаться на мощности двигателя. Особенно это касается дизелей, когда дизельный двигатель троит на холостых оборотах.
Для того, чтобы обеспечить герметичность цилиндров и каналов в местах стыковки головки и блока, требуется соблюдать не только усилие затяжки болтов головки блока цилиндров, но и очерёдность, то есть порядок.
Эта информация обязательно указывается в руководстве по ремонту авто.

Неисправности ГБЦ

Наиболее распространённой причиной замены ГБЦ является появление трещин в корпусе или нарушение формы привалочной плоскости головки в результате перегрева.

В том случае, если налицо незначительное искривление поверхности головки, дефект устраняется шлифованием поверхности. Качественный ремонт трещин в головке блока цилиндров невозможен в гаражных условиях. Попытки заполнить трещины составами типа «холодной сварки», как правило, малоэффективны из-за того, что материалы, которыми заполняются трещины, имеют отличающийся от сплава головки коэффициент температурного расширения.

Замена прокладки ГБЦ

При замене прокладки ГБЦ требуется соблюдать не только усилие затяжки болтов головки блока цилиндров, но и очерёдность их затяжки.

Зачастую автомобилисты сталкиваются с необходимостью замены прокладки ГБЦ, вследствие её прогорания. Такой ремонт вполне доступен, разумеется при наличии необходимых инструментов и информации, касающейся момента и порядка затяжки болтов головки блока цилиндров.
Наиболее характерными признаками прогорания прокладки являются повышенная дымность выхлопа, когда двигатель дымит белым дымом и выбрасывание ОЖ в расширительный бачок. К тому же мотор будет перегреваться, а его мощность значительно снизится.
Если вы впервые меняете прокладку ГБЦ, то вам понадобится динамометрический ключ – для контроля момента затяжки. Болты головки блока цилиндров изготавливаются из стали, имеющей высокий предел прочности на разрыв, но риск оборвать их всё же есть. Поэтому даже мастера со стажем всегда используют динамометрический ключ при проведении работ по замене прокладки ГБЦ.

Ремонт головок блока цилиндров (ГБЦ) в день обращения
в автосервисе Car Wash

Диагностика неисправностей. Полная разборка и сборка. Замена поврежденных элементов. Восстановление работоспособности.

среднее время, за которое мы отремонтируем ГБЦ вашего авто.

минимальный опыт работы автомехаников мастерской CarWash.

автомобилей обслуживают в СТО в течение года.

6 признаков неисправности головки блока цилиндров

В двигателе увеличился уровень масла и изменился его цвет.

Нарушена герметичность между головкой и блоком цилиндров. Охлаждающая жидкость проникает в маслопроводящие каналы и смешивается с маслом.

Причины: металл головки цилиндров деформирован, его «съела» коррозия, повреждена прокладка.

Изменился цвет выхлопных газов.

Выхлоп автомобиля окрашен в синий или белый цвет.

Причины: в камеру сгорания попадает охлаждающая жидкость или моторное масло, нарушена изоляция маслопроводящих каналов и системы охлаждения.

Слышите звонкий металлический звук — значит стучат клапана.

Мощность автомобиля снижается, а расход топлива растет.

Причины: поврежден распределительный вал или направляющие втулки клапанов, нарушение фаз газораспределения.

Появилась маслянистая пленка на поверхности охлаждающей жидкости.

В расширительный бачок или радиатор попало масло.

Причины: нарушение целостности прокладки ГБЦ.

Двигатель автомобиля перегревается.

Система охлаждения не выполняет свою функцию.

Причины: в системе охлаждения двигателя оказались горячие выхлопные газы. Обычно так происходит из-за повреждения прокладки ГБЦ.

Отсутствует компрессия в камерах сгорания.

Произошел резкий спад давления в одном или нескольких цилиндрах либо оно отсутствует полностью.

Причины: износ или недостаточное прилегание впускного или выпускного клапана, разрушение или повреждение седла клапана.

Основные этапы ремонта головок блоков цилиндров в СТО Car Wash

Разберем. Определим причины неполадок. Заменим или восстановим детали. Соберем, как было.

В автосервисе CarWash умеют работать с любыми типами и марками автомобилей

Уверены, ваша тоже есть в нашем списке.

Почему вы больше не захотите искать другой автосервис

В автосервисе работают механики с опытом более 10 лет. Они разбираются во всех моделях и марках автомобилей, умеют определять неисправности по звуку и внешнему виду, знают, как обращаться с профессиональным оборудованием для диагностики и ремонта.

В СТО всегда есть базовый запас ходовых комплектующих для иномарок и отечественных авто. Это позволяет нам сократить время ремонта и вернуть вам исправный автомобиль в минимальные сроки.

Не только отремонтируем автомобиль, но и расскажем, как за ним ухаживать, чтобы уменьшить количество ремонтов и увеличить срок службы его узлов и агрегатов.

Обращаемся с вашим автомобилем так же бережно, как со своим. Не чиним то, что и так исправно работает.

Сразу ищем причину, а потом ремонтируем. Именно поэтому мы не переделываем свою работу по нескольку раз. Делаем все правильно с первой попытки.

Честность и открытость.

Разрешаем клиентам присутствовать при ремонте — вы можете наблюдать за работой мастера, поговорить с ним о наболевшем или просто постоять в стороне и подождать, пока ремонтируют ваш автомобиль.

Ваш автомобиль скажет вам
«Спасибо!»

И не потребует ремонта следующие 200 000–300 000 км пробега.

Нормализуется расход технических жидкостей.

Вашему автомобилю не нужно больше топлива или масла. После ремонта расход снизится до заводских норм, заявленных производителем.

Вернется тихий ход.

Не шумит двигатель. Не стучат клапаны. Автомобиль едет ровно и спокойно.

Надежная изоляция систем друг от друга.

Восстановлена герметичность между цилиндрами, охлаждающей и смазочной системами. Двигатель не перегревается и служит дольше.

Выхлопные газы автомобиля снова станут почти прозрачными.

Устраните неполадки ГБЦ на ранней стадии, чтобы уберечь себя от капитального ремонта

Это дешевле, быстрее и проще.

Мы перезвоним вам, чтобы уточнить время и дату обслуживания вашего автомобиля

Сколько стоит ремонт в&nbspСТО CarWash

В таблице указана стоимость работ без учета цены комплектующих.

Как оплатить услуги

Наличными после окончания ремонта вашей машины

Картой любого
банка

Со счета
юридического лица

С помощью сервисов Google Pay и Apple Pay

Копите баллы и мойте ваш автомобиль бесплатно или со скидкой!

3% от стоимости выполненных работ зачисляем на ваш бонусный счет. Накопленным можно рассчитаться за бесконтактную мойку вашей машины.

Запишитесь на плановое техническое обслуживание и узнайте, нужен ли ремонт вашему автомобилю.

Своевременная профилактика сокращает расходы на экстренные ремонты на 30%.

Мы перезвоним вам, чтобы уточнить время и дату обслуживания вашего автомобиля

Почему прогорела прокладка ГБЦ?

Требования и к материалам прокладок, и к технологиям их производства весьма высоки и повышаются вместе с ростом мощности двигателей.

Суть всех встречающихся на практике дефектов прокладок — в самой схеме уплотнения стыка блока с головкой цилиндров. Действительно, прокладка должна обеспечить одновременно уплотнение газовое (полость цилиндра), водяное (каналы системы охлаждения) и масляное (каналы масляной системы). Близкое расположение этих каналов и полостей друг к другу, очевидно, может привести к внутренней негерметичности. Но и внешняя негерметичность тоже не подарок.

Прокладка ГБЦ может потерять герметичность по многим причинам. Но главными все-таки остаются нарушения правил эксплуатации, технологии обслуживания и ремонта автомобиля. Не менее важно отметить, что внешние проявления неисправности прокладки ГБЦ тоже весьма разнообразны. Можно даже сказать, что один отдельно взятый симптом редко появляется независимо от другого. Но, взятые вместе, они позволяют провести диагностику и достаточно точно установить причину неисправности.

Разумеется, для правильной диагностики необходимы опыт и знание двигателя, включая конструкцию и рабочие процессы, происходящие внутри него. И тогда по обнаруженным следам масла или охлаждающей жидкости, изменению цвета жидкостей или деталей, по отложениям нагара, следам обжатия, обгорания или эрозии на поверхности деталей будет установлена истина.

Дефекты прокладок после длительной эксплуатации автомобиля чаще всего связаны с вовремя не замеченными и не устраненными неисправностями системы охлаждения, реже — с нарушениями процесса сгорания ( детонация быстрый, приближающийся к взрыву процесс горения топливной смеси в цилиндре , калильное зажигание). Напротив, после ремонта двигателя по статистике в более чем 80% случаев прокладка повреждается из-за неправильной затяжки болтов (в том числе из-за несоблюдения момента и порядка затяжки).

Перегрев — одна из основных причин повреждения прокладок. Да и не только их: при перегреве часто деформируется плоскость головки, а иногда и блока цилиндров.

Но в первую очередь страдает, конечно, головка блока. Помимо локального перегрева отдельных участков камер сгорания, вызывающего появление трещин, общий нагрев головки ведет к увеличению усилия обжатия прокладки, поскольку алюминиевый сплав головки расширяется больше, чем сталь болтов. После охлаждения сдавленная прокладка может уже не обеспечить герметичность там, где удельное давление (усилие, отнесенное к площади поверхности) оказалось слишком низким. Фактически при перегреве происходит своего рода «отвердевание» поверхностных слоев прокладки, вследствие чего она теряет эластичность и уже не может обеспечить уплотнение соединения головки с блоком цилиндров по всей плоскости.

Обнаружить причину, т.е. установить, что прокладка «потекла» из-за перегрева двигателя, можно при ее осмотре. Обычно в подобных случаях поверхность прокладки становится твердой, а в отдельных местах вблизи камер сгорания — обугленной.

Ремонт в данном случае редко ограничивается только заменой прокладки. Помимо обработки плоскости головки будет совсем не лишним найти причину перегрева в системе охлаждения — возможно, имеется неисправность термостата, вентилятора или просто течь шлангов.

Но, допустим, двигатель был сильно перегрет, а прокладка вроде бы устояла. В подобных ситуациях два выхода: либо испытывать судьбу, ожидая, когда появится течь (а так оно, скорее всего, и будет), или все-таки сразу заменить прокладку. Второе решение будет более удачным: ведь, как ни крути, а запланированный ремонт лучше неожиданной поломки в дороге.

Если прокладка не обжата как следует, то она точно «потечет». Обычно такое бывает, когда болты головки не затянуты должным образом. Но подобные ошибки сегодня — скорее исключение, чем правило: необходимая информация есть теперь на любой СТО. Другое дело, когда все затянуто правильно, а прокладка не обжалась. В чем дело?

Причины обычно кроются в нарушениях элементарных ремонтных технологий. Например, в руководствах по ремонту пишут, что резьбовую часть болтов перед затяжкой надо смазать маслом.

А если не смазать? Тогда момент затяжки почти весь уйдет на преодоление сил трения в резьбе, а вовсе не на прижатие головки к блоку.

Может, это одна из причин того, что на некоторых современных двигателях резьбовая часть болтов имеет покрытие? Такие болты смазывать не надо. А если серьезно, то «твердая» смазка гораздо более эффективна и значительно улучшает работу болтов (напомним, что у обычных болтов только 20-25% момента непосредственно преобразуется в усилие затяжки).

Еще хуже, когда болты слишком обильно облиты маслом. В данном случае известное правило «кашу маслом не испортишь» не сработает: масло несжимаемо, заполнив резьбовое отверстие, оно просто не пустит болт дальше. И хорошо еще, если блок не треснет по резьбовым отверстиям.

На современных двигателях часто применяют болты, работающие на пределе текучести. После однократного использования их полагается менять на новые, поскольку они могут недопустимо вытягиваться.

То, что прокладка не была обжата должным образом, легко обнаружить при ее осмотре. Часто на ней вообще практически нет следов обжатия, а толщина осталась такой же, как у новой прокладки. В подобных случаях течь появляется в первые же часы работы двигателя, что и указывает на истинную причину неисправности.

Профилактика здесь проста: надо точно выполнять все рекомендации производителей по моменту, порядку затяжки и замене болтов, а также их смазке перед сборкой.

Известно, что в зависимости от материала и конструкции прокладки могут «слабнуть» под действием температуры и вибраций. И если после некоторого времени работы двигателя не провести повторной затяжки болтов, удельное давление в стыке головки с блоком может недопустимо снизиться, после чего прокладка «потечет».

Повторную затяжку требуют не все двигатели и не все прокладки. Но когда такие рекомендации дает производитель двигателя, выполнять их надо неукоснительно. Если это не сделать, течь появится через несколько тысяч километров пробега автомобиля, что прямо укажет на причину такой неисправности.

К нарушениям процесса горения в двигателе относят детонацию и калильное зажигание. Не вдаваясь в их природу (это тема отдельного разговора), укажем, что эти явления вызывают значительный рост температуры на отдельных участках камеры сгорания. Чрезмерное давление в цилиндре, возникающее из-за преждевременного воспламенения топливной смеси, резко увеличивает нагрузки на головку блока, «растягивая» болты и уменьшая тем самым усилие сжатия прокладки. А ударные волны детонации «стучат» не только по ушам водителя, но и по окантовке прокладки ГБЦ.

То, что именно нарушение процесса сгорания явилось причиной повреждения прокладки, часто удается установить по ее виду. В подобных случаях она нередко прогорает между цилиндрами. Прогар по окантовке часто сопровождается эрозией поверхности головки блока и самой окантовки вблизи повреждения. Изменение цвета материала прокладки возле окантовки также может свидетельствовать о высокой температуре в камере сгорания.

Механические проблемы. Как известно, прокладка ГБЦ — весьма деликатная деталь, легко повреждаемая при неаккуратном обращении. Если она имеет явные дефекты, то ставить ее либо опасно, либо просто бессмысленно — все равно рано или поздно «потечет».

То же самое относится и к попыткам повторно использовать старую прокладку. Ее материал уже обжат и никогда не обеспечит надежного уплотнения. Может быть, на несколько тысяч километров ее и хватит, но это можно рассматривать только как временный выход из положения. Иногда прогар прокладки происходит из-за попадания между ней и уплотняемой поверхностью инородных материалов. Такое вполне может случиться, если не очистить плоскости головки и блока от остатков старой прокладки перед установкой новой.

Кстати, то же самое получится, если плоскости окажутся деформированными — в местах «провалов» удельное давление будет недопустимо низким, и в конце концов уплотнение нарушится. Поэтому перед установкой прокладки проверка плоскостей головки и блока обязательна.

Понятно, что деформированную плоскость надо обработать, т.е. выровнять. В одних мастерских головки фрезеруют, в других — шлифуют, а в третьих — притирают на плите с абразивной пастой. А какой способ лучше?

Давайте разберемся вместе. Если поверхность слишком грубая, то не исключено просачивание рабочих жидкостей и газов. Напротив, если поверхность чрезмерно гладкая, то возможно скольжение прокладки между уплотняемыми деталями и в конечном счете потеря герметичности. Поэтому при обработке поверхностей головки и блока не все средства хороши. Желательно обеспечить определенную оптимальную шероховатость, которая в основном зависит от материалов уплотняемых деталей. Конечно, это общие рекомендации. Но ими вполне можно пользоваться, когда другие данные, например, от производителя двигателя, отсутствуют.

Ремонт ГБЦ двигателя своими руками

Головка блока цилиндров предназначена для обеспечения газораспределения, на ней установлены детали механизма газораспределения, это самый ответственный узел в работе двигателя. Корпус ГБЦ современных двигателей изготавливают из алюминиевого сплава, а в него вставляются втулки и сёдла из более твёрдых и прочных металлических сплавов, которые лучше противостоят температурным нагрузкам.

Снятая с двигателя головка блока должна пройти некоторые процедуры перед ремонтом, чтобы точно установить, что с ней надо делать и пригодна ли она к ремонту, и только после этого приступать к восстановительному ремонту.

Так как головка состоит из запрессованных в неё деталей, то практически весь ремонт сводится к восстановлению или замене этих деталей: клапанов, направляющих, сёдел.

Процесс ремонта ГБЦ

Обычно головку ремонтируют по определённому алгоритму:

• Мойка
• Разборка-Сборка
• Дефектовка
• Опрессовка ГБЦ
• Ремонт и замена седел клапанов ГБЦ
• Ремонт или замена клапанов
• Ремонт или замена направляющих втулок клапанов
• Восстановление плоскостей ГБЦ

Мойка

Мойка гбц не всегда производится перед разборкой. Если надо просто отшлифовать головку, то её даже разбирать не надо. А вот после механической обработки мыть надо всегда, чтобы удалить стружку и абразив.

Перед полной разборкой и дефектацией ГБЦ надо обязательно вымыть, чтобы не возиться руками в масле и налипшей на масло грязи. К тому же, на чистой головке будут лучше видны все дефекты и будет проще проводить измерение.

Очистка деталей двигателя производится с помощью растворителей на основе нефти (бензин, соляра, сольвент), моющих средств (бесконтакт для мойки машин, пенный очиститель двигателя) либо другой химией, типа щёлочи (Деталан). Существуют специальные мойки для деталей двигателя, но можно обойтись и простым тазиком, главное работать в проветриваемом помещении.

Разборка, сборка ГБЦ

На головку блока крепится много деталей: это и механизм газораспределения, включающий в себя распредвалы со шкивами, клапана и их привод с фиксацией. Также присутствуют уплотнительные элементы: сальники распредвала, сальники клапанов, прокладки. Уплотнительные элементы по возможности должны быть заменены все, чтобы лишний раз не разбирать головку и не снимать её с двигателя. Особенно это касается маслосъёмных колпачков, которые меняются только на снятой головке и нередко начинают пропускать масло вследствие износа, затвердевания и потери эластичности.

Дефектовка

В дефектовку входит измерение всех необходимых размеров, опрессовка с целью выявления трещин, и визуальный осмотр для выявления прочих отклонений. При дефектовке особо важным считается плоскость прилегающей к блоку поверхности и наличие трещин. Деформацию плоскости определяют при помощи лекальной линейки и набора щупов и при отклонении от нормальных размеров шлифуют головку.

Для проверки прилегания клапана используют пневматическую установку, которая показывает, правильно ли прилегает клапан, в противном случае надо будет притереть клапан к седлу, если детали ещё не полностью износились.

Опрессовка ГБЦ

Опрессовка нужна для выявления трещин ГБЦ, в этом случае заделывают все каналы водной рубашки и через патрубок подают под давлением воздух, после чего оставляют головку на некоторое время. В это время следят по манометру за падением давления в системе, если давление быстро падает, значит нужно искать трещину. Для наглядности головку можно поместить в воду, и тогда на месте трещины из неё пойдут пузырьки воздуха.

Ремонт и замена сёдел клапанов

Сёдла подвергаются прямой термической нагрузке, особенно подвержено перегревам седло выпускного клапана, через которое проходят горячие выхлопные газы. Это может привести к раковинам или трещинам на поверхности седла, что может ослабить посадку и привести к выпадению седла. При обнаружении трещин нужно заменить седло клапана, а при образовании раковин или при износе можно просто нарезать новый профиль, если позволяют размеры и износ не сильно большой, нужно мерить.

Ремонт или замена клапанов

С клапанами случаются те же проблемы, что и с сёдлами, это сопрягаемые детали и поломки у них одинаковые: клапан может прогореть, на тарелке может образоваться трещина, износ, кроме этого может быть изношен стержень клапана. Как правило, клапан гнётся только когда встречается с поршнем либо с посторонним предметом, при нормальной работе он не гнётся, так как благодаря пружине постоянно работает на растяжение, а не на сжатие.

При износе тарелки клапана, когда там образуется неправильная фаска, клапан можно поправить, ту же самую операцию нужно будет проделать и с седлом, проточив на нём ответную плоскость.

Ремонт или замена направляющих втулок клапанов

При больших пробегах втулки клапана могут сильно износиться, это ведёт к перекосу клапана, который криво ходит и разбалтывает уплотнитель- маслосъёмный колпачок, масло легко поступает в камеру сгорания. Также получается кривое сопряжение клапана с седлом, что ведёт к износу их сопряжения, нарушается геометрия фаски седла. А если втулка установлена неправильно, то она может дать трещину.

Если есть такой износ или другие поломки, то необходимо заменить направляющие клапанов.

Восстановление прилегающей к блоку плоскости ГБЦ

От постоянных термических нагрузок головка блока цилиндров может деформироваться. Больше всего это заметно на плоскости, прилегающей к блоку. Максимально допустимая деформация может составлять 0,05мм, в противном случае головку блока цилиндров надо шлифовать.

После механической обработке при ремонте головки блока цилиндров обрабатываемые детали необходимо тщательно вымыть, чтобы смыть с них всю механическую стружку или абразив. Всё, что не смоется, после установки на двигатель смоется моторным маслом и попадёт в систему смазки, а оттуда доберётся в любую часть двигателю, и повышенному износу будет подвержена не только отремонтированная ГБЦ, но и любая другая деталь двигателя.