Что такое гбц: описание, функции, конструкция и диагностика

Содержание

Что такое ГБЦ в двигателе автомобиля?

Двигатель внутреннего сгорания – достаточно сложный в технологическом плане агрегат, состоящий из множества деталей, которые обеспечивают слаженную работу всего механизма. Какие-то детали выполняют узко-технологические задачи, другим оказана более «высокая честь» — выполнять функции, ведущие к преобразованию одного вида энергии в другой, то есть, превращать топливо в баке в энергию движения.

Из большого количества аббревиатур, которые встречаются на страницах технической документации к автомобилю, сокращение ГБЦ встречается, наверное, наиболее часто. Почему и что такое ГБЦ в автомобиле стоит выяснить подробнее.

Как расшифровывается ГБЦ

Аббревиатура ГБЦ расшифровывается просто. Это головка блока цилиндров – деталь, которую можно отнести к одной из самых важных во всем двигателе внутреннего сгорания в целом. Именно этот узел контролирует процесс сгорания топлива и отвечает за вывод наружу отработанных элементов, в данном случае газов.

Чтобы лучше понять, что такое ГБЦ в двигателе автомобиля, нужно подробно рассмотреть его конструкцию и разобрать основные функции.

Конструктивные особенности головки блока цилиндров и составляющие ее детали

Долгое время головки блоков цилиндров изготавливались из чугуна, от которого сейчас отказываются в пользу изделий из легких сплавов металлов на алюминиевой основе. Алюминиевые головки блоков цилиндров используются все чаще, но и от чугунных отказаться полностью не получается. Есть такие типы двигателей, где температурный рабочий режим не позволяет использовать легкий сплав, поскольку велика опасность термической усадки и деформации, а таким процессам наиболее эффективно противостоят головки из чугуна.

Головка блока цилиндров накладывается на цилиндр сверху и крепится к его основанию при помощи болтов или шпилек (вид крепления зависит от модификации двигателя и адреса его изготовления). Посадочная плоскость головки достаточно велика по площади, поэтому во избежание деформации конструкции при креплении используется определенная последовательность, очередность затягивания каждого резьбового соединения, и определенные усилия.

Схема крепления и последовательность затяжки соединений для каждого двигателя разрабатывается индивидуально, что обусловлено разницей конструктивных решений.

В так называемых рядных двигателях одна головка блока покрывает весь корпус цилиндра, а в моторах, где цилиндры располагаются V-образно, для каждого ряда имеется своя головка блока. Чтобы обеспечить эффективную герметичность соединения между цилиндром и головкой кладется прокладка, которая имеет точную форму головки и цилиндра, и все необходимые отверстия под крепления. Прокладки изготавливают из армированного асбестового листа, который является огнеупорным материалом и независимо от уровня нагревания сохраняет герметичность камеры сгорания.

Основные механизмы и детали ГБЦ

Схема основных деталей и механизмов головки блока цилиндров включает:

  • корпус головки блока (картер), где размещены механизмы системы;
  • определенное количество отверстий с резьбой, в которые монтируются свечи зажигания или форсунки;
  • асбестовая прокладка между головкой блока и цилиндром;
  • камера сгорания, где топливо воспламеняется и превращается в рабочую смесь;
  • механизм газораспределения и отвода;
  • плоскости и крепления для впускного и выпускного коллектора.

Кроме съемных деталей головка имеет и несъемные, которые необходимы для получения герметичности газораспределительного механизма. К ним относятся седла клапанов. Они методом горячего прессования впрессовываются в картер головки блока. При необходимости их заменить придется использовать специальный инструмент.

Ремонт и обслуживание головки блока цилиндров

Как любая деталь в автомобиле, головка блока цилиндра нуждается в периодическом осмотре, диагностике, а при выявлении серьезных проблем — в замене. Обычно в первую очередь из строя выходят детали, которым приходится нести наибольшую нагрузку – сальники клапанов, сами клапаны, прокладка головки блока. На износ и поломку головки больше всего воздействуют факторы неправильной диагностики и обслуживания. Нарушение необходимой силы при затяжке гаек и порядка затяжки болтов или гаек крепления, приводит к деформациям корпуса, это нарушает нормальный процесс работы двигателя.

При обнаружении этих видов поломок детали придется заменить, причем делать это следует по четкой схеме, которая дается в техническом описании двигателя.

Нужно ли менять масло при ремонте ГБЦ автомобиля, покажет итоговый замер его уровня и анализ его структурного состояния.

По материалам: autohack.net

что это такое в машине — расшифровка аббревиатуры и фото

В устройстве двигателя каждая деталь выполняет конкретную функцию. Вне зависимости, идет ли речь о шатуне, поршневом пальце или сальнике коленчатого вала, поломка запчасти приводит к серьезным последствиям. Одним из важных элементов является прокладка ГБЦ — головки блока цилиндров. Зачем она нужна и чем грозит ее износ? Какие признаки, что прокладка ГБЦ пробита? Эти вопросы рассмотрим в сегодняшней статье на vodi.su.

Прокладка ГБЦ: что это такое

Двигатель внутреннего сгорания состоит из двух основных частей: блок цилиндров и головка блока. Головка закрывает камеры сгорания, в нее монтируют клапана и клапанный механизм, а также именно в ней установлены распределительные валы. Сверху она закрывается крышкой блока клапанов.

Прокладка ГБЦ, как не сложно догадаться, располагается между блоком цилиндров и головкой.

Если двигатель 4-цилиндровый, то в прокладке мы видим четыре больших круглых выреза, а также отверстия под болты, которыми головка крепится к блоку, и под каналы для циркуляции технологических жидкостей. Основным материалом для ее производства служит армированный паронит, а отверстия под камеры сгорания имеют металлическую окантовку. Может она быть сделана из тонкого листового металла. Есть и другие варианты: медь, многослойная композиция металла и эластомера, асбесто-графит.

Сразу отметим, что сама по себе прокладка ГБЦ стоит не дорого. Гораздо дороже обходится работа по замене, так как приходится разбирать двигатель, а после замены настраивать механизм ГРМ и газораспределение. Какие же функции выполняет данная прокладка:

  • герметизация камер сгорания;
  • предотвращение утечки газов из двигателя;
  • предотвращение утечки масла и охлаждающей жидкости;
  • не дает ОЖ и моторному маслу смешиваться.

Но поскольку на большинстве современных авто устанавливают асбестовые прокладки, они со временем попросту прогорают, что создает серьезный прецедент — газы из камер сгорания могут попадать в контуры охлаждения, а ОЖ просачивается в двигатель. Чем это опасно: смывается масляная пленка со стенок цилиндров, происходит их ускоренный износ, силовой агрегат не охлаждается должным образом, возможность заклинивания поршней.

Как понять, что прокладка ГБЦ пробита?

Если прокладка ГБЦ требует замены, вы быстро узнаете об этом по целому ряду характерных признаков. Наиболее наглядный из них — сизый дым из выхлопной трубы, похожий на пар. Это значит, что тосол или антифриз активно просачивается в блок. Другие характерные симптомы пробитой прокладки ГБЦ:

  • перегрев двигателя;
  • газы попадают в рубашку охлаждения, при этом в расширительном бачке тосол начинает бурлить;
  • проблемы при запуске двигателя — из-за прогоревшей прокладки газы из одной камеры попадают в другую;
  • маслянистые потеки на стыке ГБЦ и блока цилиндров.

Заметить, что происходит смешивание масла с тосолом можно при проверке уровня — на щупе будут видны следы белой пены. В бачке для ОЖ невооруженным глазом заметны масляные пятна. Если смешались тосол и смазка, придется менять прокладку, промывать систему охлаждения двигателя, менять масло.

Проблема заключается еще в том, что прорыв прокладки происходит не сразу. Отверстие расширяется постепенно из-за нагрузок на двигатель, высокой компрессии, неправильной установки или использования недорогих материалов. Детонации, о которых мы недавно рассказывали на vodi.su, тоже приводят к износу прокладки ГБЦ.

Обратите внимание: конкретных сроков, когда нужно менять этот уплотнительный элемент, производители не указывают. Поэтому при каждом прохождении ТО необходимо диагностировать силовой агрегат на утечки масла и ОЖ.

Замена прокладки ГБЦ

Если заметили хотя бы один из выше перечисленных признаков, необходимо произвести замену прокладки ГБЦ. Заказывать услугу лучше на профессиональных СТО, где имеются необходимые инструменты. Сам процесс снятия «головы» достаточно сложен, так как потребуется отсоединить массу датчиков, навесного оборудования, ремень или цепь ГРМ. Кроме того, болты ГБЦ затягиваются при помощи динамометрического ключа. Есть специальные схемы, как их правильно откручивать и закручивать. Например, чтобы демонтировать головку, нужно все болты поочередно, начиная с середины, проворачивать по одному разу, чтобы снять напряжение.

После того, как ГБЦ демонтирована, место расположения старой прокладки тщательно очищают, обезжиривают. Новую же укладывают на герметик, чтобы она точно села на место. Затяжка болтов должна выполняться строго по схеме с оптимальным затяжным моментом. Кстати, в большинстве случаев эти болты необходимо менять. После завершения работы водитель следит за поведением мотора. Отсутствие перегрева, следов масла и пр. — свидетельство правильно выполненной замены.

Установка и крепление устройства на моторе осуществляется благодаря направляющим штифтам, которые фиксируют ГБЦ на двигателе. Штифты на головке закручиваются в определенном порядке, который определяется для каждой марки авто, причем особо важным является и момент затяжки устройства. Для затяжки применяется динамометрический ключ, который определяет этот момент — если вы будете закручивать штифты силой, не соблюдая момент, есть вероятность повреждения устройства. Деформация данной конструкции станет причиной необходимости ее замены.

Конструктивные особенности ГБЦ

Ранее ГБЦ изготовлялись из чугуна, но сегодня этот материал не используется для производства. Чугунные головки до сих пор установлены на многих автомобилях. Использование этого материала обусловлено тем, что чугунные ГБЦ лучше работают в условиях жестких температур. Чугунные головки лучше справляются с сильной жарой и пониженными температурами, а алюминиевые устройства больше подвержены усадке и деформации при работе в таких условиях (Александр Скрипченко).

Одним из важных элементов ГБЦ авто считается прокладка, которая выполняется из армированного асбеста. Благодаря использованию этого материала прокладка позволяет справляться со своими задачами при повышенных температурах, а также выдерживает высокое давление. Прокладки, выполненные из асбеста, позволяют обеспечить хорошую герметичность магистралей системы охлаждения, камеры сгорания и масляного провода.

Ниже приведены основные составляющие ГБЦ автомобильного двигателя:

  1. Прокладка.
  2. Газораспределительный механизм.
  3. Картер двигателя. На картере находятся все элементы и узлы устройства, в том числе каналы системы охлаждения и маслопривода. Здесь находится и камера сгорания.
  4. Технологические разъемы для установки форсунок либо свечей.
  5. Сама камера сгорания. Этот узел используется для обеспечения процедуры возгорания топливовоздушной смеси двигателя.
  6. Привод газораспределительного механизма.
  7. Посадочные места резьбовыми отверстиями. В них устанавливаются коллекторы — впускной и выпускной.

Клапаны, имеющиеся на ГБЦ, устанавливаются в одном ряду на конструкции. Клапаны устанавливаются под углом, составляющим 20 градусов. Конструктивные особенности в различных авто, особенно современного производства, могут отличаться, однако обычно клапаны находятся в одном ряду.

В передней части головки блока цилиндров находится технологическая поверхность для монтажа цепного привода ГРМ, а также натяжителя ремня или цепи ГРМ. Камеры сгорания автомобильного мотора монтируются плотно к самому блоку цилиндров, для обеспечения надежного прилегания они механически обрабатываются. Что касается габаритов, то площадь камер сжатия будет более низкой, чем габариты днища у поршней. Это позволяет в конечном итоге улучшить процесс сгорания топливовоздушной смеси в цилиндрах двигателя.

На левой стороне головки блока располагаются 4 технологических отверстия, в которые устанавливаются свечи либо форсунки двигателя. С другой стороны находится фланец, на него монтируются коллекторы. В непосредственной близости с фланцем располагаются магистрали системы охлаждения, по ним циркулирует хладагент. Сверху головки блока располагаются технологические отверстия, в них монтируются направляющие элементы, опоры шайб, подшипниковые устройства распредвала. Также на верхней части монтируется крышка, фиксирующаяся с помощью штифтов.

На ГБЦ устанавливаются и несъемные элементы:

  • седла клапанов, использующиеся для обеспечения герметичности ГРМ;
  • направляющие элементы клапанов.

Несъемные элементы монтируются путем прессовки в структуру головки блока. Процесс демонтажа и замены этих устройств выполняется с применением термического оборудования и инструментов, которые можно найти на специализированных станциях ТО. В домашних условиях их замена будет невозможной.

 Загрузка …

Видео «Процесс удаления трещины на конструкции ГБЦ»

Подробно процедура удаления трещин на конструкции головки блока цилиндров представлена в ролике ниже (видео снято и опубликовано каналом CarRepairVideos).

Головка блока цилиндров. Что такое головка блока цилиндров и её принцип работы и назначение.

Головка блока цилиндров является одной из самой важной деталью двигателей внутреннего сгорания.

Обычно это монолитная деталь (также может быть в разделенном виде) из сплавов алюминия (или чугуна), которая является корпусной деталью для газораспределительных механизмов и формирует верхнюю часть камеры сгорания. Как правило устанавливается на блок цилиндров через прокладку и крепится при помощи болтов.

Головка блока цилиндров. Общий вид, 3D модель

Назначение головки блока цилиндров

Головка блока берет на себя обязанности по выполнению таких важных функций, как обеспечение базировки и размещения компонентов газораспределительного механизма, элементов подвода и отвода топлива, обеспечение газодинамических характеристик воздушного заряда, отвод из камеры сгорания продуктов горения, формирование камеры сгорания и обеспечение ее герметичности, отвод и подвод масла для компонентов газораспределительного механизма (ГРМ). Также головка блока цилиндров (ГБЦ) является важным элементом, благодаря, которому обеспечивается соответствие автомобиля экологическим стандартам по уровню выброса вредных веществ.

2

Устройство головки блока цилиндров. Конструкция.

Головка блока цилиндров в разрезе. Установка форсунки Чтобы понять принцип работы головки блок цилиндров необходимо знать её составляющие. Итак, в состав ГБЦ входят: седла клапанов, направляющие втулки, коромысло клапана, гидрокомпенсатор (иногда идет в составе с коромыслом), траверса (если есть необходимость открытия двух клапанов одновременно при наличие одной штанги на два клапана на шестнадцати клапанной головке блока), пружины для возврата клапанов в исходное положение, свечи зажигания (для бензиновых и газовых двигателей), топливные форсунки (преимущественно используются в дизельных двигателях), впускные клапана и выпускные клапана (обычно диаметр впускных клапанов больше, чем у выпускных, так как отверстие на головке блока должно иметь определенный диаметр, с целью обеспечения необходимых газодинамических характеристик воздушного заряда, для более полного сгорания воздушно-топливной смеси).

Схема ГБЦ

Схема головки блока цилиндров в разарезе. Схема, состав компонентов: 1-распределительный вал, 2-нижний наконечник штанги толкателя, 3- штанга толкателя, 4- верхний наконечник штанги толкателя, 5- винт регулировочный, 6- коромысло клапана, 7- стойка коромысла, 8- прокладка крышки, 9- крышка ГБЦ, 10- болты крепления крышки, 11- траверса, 12- пружина клапана, 13- сухарь клапана, 14- болт крепления ГБЦ к блоку, 15- направляющая клапана с маслоотражающим колпачком, 16- клапан головки блока цилиндров, 17- седло клапана,18- головка блока в разрезе, 19- прокладка головки блока цилиндров, 20- гильза. Прокладка головки блока цилиндров Материал изготовления ГБЦ может быть как алюминиевым, (например, головка блока цилиндров ВАЗ 2109) так и чугунным (дизеля).

Обычно для производителей алюминиевые головки блока цилиндров приоритетнее, потому как они более удобные в производстве, обработке и ремонте. Но на некоторых дизельных двигателях используются чугунные головки, так как детонационные свойства дизельного топлива превышают прочностные характеристики алюминиевых головок, что приводит к сокращению срока службы или разрушению последних.

Также ГБЦ можно разделить на два вида это — индивидуальные головки и моноголовки. У первого вида есть ряд преимуществ, в первую очередь связанные с ремонтопригодностью, простотой и низкими затратами при обслуживании. Но большинство мировых производителей автомобилей и автокомпонентов отдают предпочтение моноголовкам, которые также имеют свои преимущества. Сложность конструкции этого вида обусловлена базировкой распределительного вала (или двух распределительных валов, что дает возможность использовать насос-форсунку (при использовании топливной системы Common Rail) и сэкономить место в блоке) в самой ГБЦ. Ниже вы найдете видео работы головки блока цилиндров.

Принцип работы головки блока цилиндров.

Основные проблемы головки блока цилиндров. Последствия и причины нарушения работоспособности.

Выпадение седла впускного клапана в процессе эксплуатации.

Последствия — Разрушение головки блока цилиндров, элементов ГРМ и ЦПГ, как следствие — отказ двигателя.

Причины — Нарушение позиционирования седел в головке блока цилиндров, так как не выдержан диаметр посадочного места.

Нарушение герметичности посадки впускных и выпускных клапанов на фаску седел

Снижение параметров компрессии, затрудненный запуск двигателя, потеря мощности

Нарушение формирования герметичности направляющих поверхностей седла клапана, так как не выдержаны геометрические параметры стенки посадочного места под седло относительно оси отверстий под клапаны

Нарушение герметичности в соединении седел с головкой блока цилиндров

Нарушение теплоотвода, разрушение элементов ГРМ и ЦПГ, как следствие отказ двигателя

Неплотная посадка седел в головке блока цилиндров, не выдержаны шероховатость стенок и торца отверстия под седло клапана, параметры перпендикулярности и биения относительно торца отверстия под седло клапана

Нарушение герметичности по прессовой посадке (в соединении с головкой блока цилиндров) направляющих втулок впускных и выпускных клапанов

Снижение параметров компрессии, затрудненный запуск двигателя, повышенный расход масла

Позиционирование отверстий под направляющие втулки клапанов не обеспечивает герметичности в соединение направляющих втулок с головкой блока цилиндров

Прорыв газов через уплотнение газового стыка (в соединении головка блока цилиндров — уплотнительная прокладка — блок цилиндров)

Нарушение рабочего процесса в цилиндре, как следствие нестабильная работа двигателя, потеря мощности, повышенный шум, нарушение требований правил ЕЭК ООН №51 и №49

Геометрия поверхности огневого днища головки блока цилиндров не обеспечивает герметичность по газовому стыку

Развитие неплоскостности днища ГБЦ под воздействием газовых сил при эксплуатации — минимальный коэффициент запаса прочности головки блока цилиндров не обеспечивает достаточной жесткости при удельной нагрузке от газовых сил

Недостаточная жесткость зон сопряжения с опорным буртом гильз блока цилиндров

Нарушение герметичности в соединении головка блока — уплотнительная прокладка — блок (по штанговым полостям и отверстиям слива масла)

Подтекание масла, нарушение требований правил ЕЭК ООН №49

Негерметичность уплотнения вследствие недостаточной жесткости (как следствие — деформации) головки цилиндров.

Нарушение герметичности в соединении головка — уплотнительная прокладка — выпускной коллектор

Повышенный шум

Не выдержан допуск плоскостности привалочной поверхности ГБЦ под уплотнительную прокладку выпускного коллектора

Чистота обработки поверхности под уплотнительную прокладку выпускного коллектора не обеспечивает герметичность стыка

Нарушение герметичности уплотнения в соединении клапанной крышки с головкой блока цилиндров

Повышенный расход моторного масла

Чистота обработки привалочной поверхности головки блока цилиндров под уплотнительную прокладку не обеспечивает герметичность в соединении

Недостаточное количество зон крепления клапанной крышки к головке блока цилиндров

Проблема — Неполное сгорание подаваемого форсункой топлива

Потеря мощности двигателя

Энергетические параметры впускного канала (момент вихря) не обеспечивают максимальное сгорание топлива.

Нарушение герметичности в соединении головки — уплотнительная прокладка — воздушный коллектор

Нарушение газодинамических характеристик — неполное сгорание топлива

Геометрические параметры привалочной поверхности головки блока под воздушный коллектор не обеспечивают герметичности в соединении с воздушным коллектором

Видео работы головки блока цилиндров

1. Различные типы головок цилиндров

СПОНСИРУЕМЫЕ ССЫЛКИ

Есть несколько различных стилей головок цилиндров. Начнем с старейший стиль головы, который используется на двигателе с плоской головкой, который был популярен в 1950-х гг. Эти головки цилиндров использовали систему перевернутых клапанов, которая использовала закройте порты камеры сгорания. В этих головках не использовались коромысла и короткие толкатели. которые были расположены непосредственно над распределительным валом, который находился в двигателе. блокировать.Из-за этой конструкции степени сжатия были относительно низкими. мощность двигателя. За этим последовал дизайн коромысла. вверх, что позволило одному впускному и одному выпускному клапанам быть прямо над поршнем которые создавали более высокие коэффициенты сгорания и увеличивали мощность. В этой установке использовался более длинный толкатель. встроенный коромысел, расположенный в верхней части головки блока цилиндров, в то время как все еще устанавливая распределительный вал внутри блока цилиндров. Этот дизайн все еще используется сегодня во многих современных двигателях.

Для уменьшения веса клапанного механизма, который препятствует максимальным оборотам, и двигатель может Достичь верхнего распредвала двигателя призвано увеличить мощность. Это также позволило более двух клапанов на цилиндр, что еще больше увеличило выходную мощность двигателя за счет дополнительного объема впускных и выхлопных газов. Этот стиль движка называется двигателем с верхним расположением распредвала (OHC), который имеет один кулачок на головку и двойной Двигатель с верхним распредвалом (DOHC), который имеет два распределительных вала на головку.в изображение в разрезе под вами можно увидеть эту высокопроизводительную конфигурацию с четырьмя клапанами на цилиндр.

2. Головка блока цилиндров Охлаждение

Двигатель Охлаждающая жидкость используется для охлаждения головки блока цилиндров во время работы. Этот охлаждающая жидкость проходит в головку блока цилиндров через блок цилиндров, герметизированный прокладкой головки блока цилиндров. а затем переходит из головки блока цилиндров во впускной коллектор или корпус термостата. На изображении ниже вы можете увидеть полости блока, которые питают головку блока цилиндров. который уплотнен прокладкой головки блока цилиндров.

СПОНСИРУЕМЫЕ ССЫЛКИ

3. Клапанный механизм головки цилиндров

Коромысло используется для открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов в обоих верхний кулачок и в конфигурациях с блоком распредвала. На изображении в разрезе под двойной распредвал толкает впускные и выпускные клапаны вниз, в то время как использование коромысла и подъемника, которые используют давление масла для автоматического отрегулируйте зазор (зазор) между клапаном и коромыслом.

Лифт расположен в блоке двигателя для двигателей без верхнего распредвала. в на изображении ниже подъемник расположен в головке блока цилиндров, использующий давление масла для вытяните и переместите коромысло вверх, чтобы заполнить лишний зазор. Или подъемник может сжать до компенсировать расширение клапанов по мере нагрева двигателя. Эта операция помогает Клапан герметично соединен с седлом клапана, расположенным в головке блока цилиндров, предотвращая утечку продуктов сгорания.

СПОНСИРУЕМЫЕ ССЫЛКИ

4.Принадлежности для головок цилиндров

Головка блока цилиндров также поддерживает множество аксессуаров, таких как датчики, распредвал. исполнительные механизмы, прокладки и компоненты системы зажигания. Датчики положения распределительного вала прикручены к головке блока цилиндров либо на спереди, посередине или сзади расположения распредвала.

Привод распределительного вала расположен в головке блока цилиндров в некоторых моделях, которые контролирует давление масла, подаваемого в привод распределительного вала, который, в свою очередь, опережает или замедляет синхронизацию распределительного вала.

В системе COP (катушка над свечой) катушка зажигания прикручена к цилиндру болтами. голова. Эта конфигурация используется для устранения задержки от катушки зажигания до свеча зажигания, которая увеличивает мощность двигателя.

Клапанная крышка прикручена к головке блока цилиндров и используется для контроля утечек масла. и внутреннее давление в картере. Эта крышка плотно прилегает к головке блока цилиндров. используя прокладка клапанной крышки. Вентиляционное отверстие картера также находится на или рядом с крышка цилиндра.

СПОНСИРУЕМЫЕ ССЫЛКИ

Есть вопросы?

Если у Вас возникнут вопросы, посетите наш форум. Если тебе нужно автомобиль совет по ремонту, пожалуйста, спросите, наше сообщество механиков с радостью вам поможет и это всегда на 100% бесплатно.

Статья опубликована 08.08.2021

Головки цилиндров

— обзор

Ходовая часть

Чугунная головка блока цилиндров со встроенным ресивером наддувочного воздуха выполнена в виде единой детали и имеет толстостенное дно с внутренним охлаждением.Он имеет центральное отверстие для клапана впрыска топлива и четырехклапанную конфигурацию перекрестного потока с высоким коэффициентом расхода. Схема клапана повернута примерно на 20 ° к оси для достижения завихрения на впуске, способствующей оптимальному сгоранию. Головка гидравлически затягивается четырьмя гайками, действующими на шпильки, ввинченные в раму двигателя. Навинчивающаяся верхняя крышка головки выполняет две основные функции: герметизирует масляную камеру коромысла и полностью закрывает верхнюю поверхность головки.

Шпиндели впускного и выпускного клапанов выполнены из жаропрочного материала, а их седла армированы наплавленным твердым сплавом.Все шпиндели оснащены ротаторами клапанов, чтобы обеспечить равномерную температуру на дисках клапана и предотвратить образование отложений на седлах. Головка блока цилиндров снабжена сменными кольцами седла клапана из жаропрочной стали, а кольца седла выпускного клапана охлаждаются водой. Посадочные поверхности закалены, чтобы минимизировать износ и предотвратить образование вмятин.

Коромысла клапанов приводятся в действие роликами, роликовыми направляющими и толкателями. Роликовые направляющие для впускных и выпускных клапанов установлены в части водяной рубашки.Доступ для демонтажа обеспечивается боковой крышкой на камере толкателя. Каждое коромысло приводит в действие два шпинделя через подпружиненный клапанный мост с упорными винтами и регулировочными винтами для клапанного зазора. Привод клапана смазывается под давлением из централизованной системы смазки через часть водяной камеры и оттуда в вал коромысла к подшипнику коромысла.

Поршни с масляным охлаждением состоят из корпуса из чугуна с шаровидным графитом и днища из кованой стали с двумя компрессионными кольцами и одним скребковым кольцом, установленными в закаленных канавках.Различные бочкообразные профили компрессионных колец и их хромированные рабочие поверхности направлены на максимальное уплотнение и минимизацию износа. Поршень имеет охлаждающее пространство рядом с головкой и зоной кольца, в которое подается масло из системы смазки двигателя. Теплопередаче и, следовательно, охлаждению способствует вибрационный эффект, вызванный движением поршня.

Масло в охлаждающее пространство подается по каналам из масляных канавок в бобышках поршневых пальцев. Отвод масла из помещения осуществляется через каналы, расположенные диаметрально противоположно впускным каналам.Поршневой палец полностью плавающий и удерживается в осевом направлении двумя стопорными кольцами.

Кованый шатун имеет большой конец с горизонтальным разрезом и просверленными каналами для передачи масла от большого конца к малому концу. Подшипник шатуна представляет собой трехметаллический подшипник, покрытый подвижным слоем. Вкладыши подшипников относятся к прецизионному типу и поэтому могут устанавливаться без царапин или других приспособлений. В шатун запрессован трехметаллический подшипник малого конца.Втулка снабжена внутренней кольцевой канавкой и карманом для распределения масла по самой втулке и для подачи масла к бобышкам пальца.

Цельный кованый коленчатый вал с упрочненными опорными поверхностями подвешен в подвешенных трехметаллических коренных подшипниках, покрытых подвижным слоем. Для достижения необходимого давления в подшипниках и уровня вибрации коленчатый вал снабжен противовесами, которые прикреплены к валу двумя гидравлическими винтами. Коленчатый вал со стороны маховика снабжен зубчатым колесом, которое через два промежуточных колеса приводит в движение сдвоенные распредвалы.Здесь также установлен фланец муфты генератора. На противоположном (переднем) конце находится зубчатое соединение для масляного и водяного насосов.

Смазочное масло для коренных подшипников подается через просверленные отверстия в корпусе двигателя. От коренных подшипников масло проходит через отверстия в коленчатом валу к подшипникам шатуна, а затем через каналы в шатунах для смазки поршневых пальцев и охлаждения поршней.

Отдельные распредвалы для впускных / выпускных клапанов и топливного насоса облегчают регулировку параметров газообмена без нарушения синхронизации впрыска топлива (Рисунок 30.8). Точно так же можно регулировать впрыск топлива без нарушения параметров газообмена. Полученная в результате гибкость позволяет регулировать и оптимизировать работу двигателя для экономии топлива или снижения выбросов NOx. Распределительные валы установлены во втулках подшипников, вставленных в отверстия в раме двигателя. Распределительный вал клапанов расположен очень высоко на стороне выпуска двигателя, чтобы закрепить короткий и жесткий клапанный механизм и уменьшить движущиеся массы. Распредвал впрыска топлива расположен на стороне обслуживания двигателя.

Оба распределительных вала сконструированы в виде одноцилиндровых секций и подшипниковых секций таким образом, что разборка отдельных секций цилиндра возможна через боковые отверстия в картере. Распредвалы и регулятор приводятся в движение главной зубчатой ​​передачей со стороны маховика двигателя, вращающейся со скоростью, вдвое меньшей скорости коленчатого вала. Трубопроводы смазочного масла для шестерен оснащены форсунками, приспособленными для нанесения смазки в точках зацепления шестерен.

Все оборудование для впрыска топлива надежно закрыто съемными крышками.Каждый цилиндр индивидуально обслуживается топливным насосом высокого давления, трубкой высокого давления и клапаном впрыска с неохлаждаемым соплом. Блок ТНВД, установленный на раме двигателя, состоит из корпуса насоса, охватывающего роликовую направляющую, центральный цилиндр и плунжер. Насос приводится в действие топливным кулачком, а объем впрыска регулируется поворотом плунжера. Клапан впрыска топлива расположен в клапанной втулке в центре головки блока цилиндров, его открытие регулируется давлением жидкого топлива, а закрытие осуществляется пружиной.

Топливопровод высокого давления проходит через отверстие в головке блока цилиндров, окруженное защитной трубкой. Трубка также действует как дренажный канал, чтобы гарантировать дренаж любой утечки из топливного клапана и трубы высокого давления.

Лямбда-регулятор обеспечивает сжигание всего впрыскиваемого топлива, предотвращая внутреннее загрязнение двигателя и повышенный износ, который в противном случае мог бы возникнуть из-за ступенчатой ​​нагрузки генератора.

Система турбонаддува постоянного давления включает турбокомпрессор MAN Diesel NR / S, специально разработанный для двигателя L16 / 24, охладитель наддувочного воздуха, ресивер наддувочного воздуха и ресивер выхлопных газов.Охладитель наддувочного воздуха представляет собой компактный двухступенчатый трубчатый агрегат с большой охлаждающей поверхностью.

Запатентованная «интеллектуальная» система водяного охлаждения была разработана для обеспечения оптимальной температуры во всем рабочем диапазоне двигателя от холостого хода до полной нагрузки. Система, которая принимает пресную воду в диапазоне температур 10–40 ° C, имеет одно входное и одно выходное соединение. Его два насоса в сочетании с термостатическими клапанами непрерывно регулируют температуру охлаждающей воды для достижения оптимальных рабочих условий.Поскольку наддувочный воздух от турбонагнетателя никогда не опускается ниже точки росы, опасность конденсации воды в цилиндрах отсутствует.

Система охлаждающей воды состоит из системы LT и системы HT, каждая из которых охлаждается пресной водой. Контур LT используется для охлаждения наддувочного воздуха и смазочного масла. Контур HT охлаждает гильзы и головки цилиндров, обеспечивая оптимальные условия сгорания, ограничивая тепловую нагрузку в условиях высоких нагрузок и предотвращая горячую коррозию в зоне сгорания. При низкой нагрузке система предназначена для обеспечения достаточно высокой температуры для эффективного сгорания и предотвращения холодной коррозии.

Вода в системе LT проходит через циркуляционный насос LT, который пропускает воду через вторую ступень охладителя наддувочного воздуха, а затем через охладитель смазочного масла, прежде чем вода покидает двигатель вместе с водой HT. Количество воды, проходящей через вторую ступень охладителя наддувочного воздуха, регулируется трехходовым клапаном в зависимости от давления наддувочного воздуха. Если двигатель работает в условиях низкой нагрузки, клапан регулирования температуры перекрывает поток воды LT, тем самым обеспечивая предварительный нагрев воздуха для горения водяным контуром HT на первой ступени.

Охлаждающая вода HT проходит через циркуляционный насос HT, а затем через первую ступень охладителя наддувочного воздуха перед поступлением в рубашку охлаждающей воды и головку блока цилиндров. Затем он покидает двигатель с водой LT. И LT, и HT вода покидают двигатель через отдельные трехходовые термостатические клапаны, которые регулируют температуру воды.

Все движущиеся части двигателя смазываются маслом, циркулирующим под давлением, систему обслуживает масляный насос с косозубой передачей.Клапан регулирования давления, встроенный в систему, снижает давление перед фильтром с помощью сигнала, принимаемого после фильтра, чтобы гарантировать постоянное давление масла при загрязненных фильтрах. Насос забирает масло из поддона в базовой раме, а затем масло под давлением проходит через охладитель смазочного масла и фильтр. Масляный насос, радиатор и фильтр расположены в передней части. Система также может быть снабжена центробежным фильтром. Охлаждение смазочного масла осуществляется системой водяного охлаждения LT с регулированием температуры с помощью термостатического трехходового клапана на масляной стороне (см. Ранее).Двигатель в стандартной комплектации оснащен насосом предварительной смазки с электрическим приводом.

Двигатель L16 / 24 подготовлен для компьютеризированной системы наблюдения MAN Diesel CoCoS, программы на базе Microsoft Windows, обеспечивающей полностью интегрированный мониторинг работы двигателя, планирование технического обслуживания, а также контроль и заказ запасных частей. Четыре программных модуля CoCoS охватывают диагностику двигателя, планирование технического обслуживания, каталог запасных частей, а также складирование и заказ.

Каждый блок цилиндров (головка, поршень, гильза и шатун) может быть снят как единый блок для ремонта, капитального ремонта или замены отремонтированным блоком на борту или на берегу.Замена блока цилиндров (рисунки 30.11, 30.12 и 30.13) осуществляется путем снятия крышек и топливопровода высокого давления, а также отсоединения защелкивающейся муфты от выхлопной трубы. Единственные соединения охлаждающей воды — это блок цилиндров, так как в базовой раме нет охлаждающей воды. Входная и выходная охлаждающая вода проходит между блоками цилиндров через втулки, которые при разборке блока отодвигаются в сторону. Аналогичным образом демонтируются патрубки наддувочного воздуха. Затем снимаются четыре гидравлически закрепленных гайки головки блока цилиндров и две гайки шатуна (все шесть имеют одинаковый размер), что позволяет вынуть 200-килограммовый блок из двигателя.

Рисунок 30.11. Двигатель MAN L16 / 24: подготовка к снятию блока цилиндров

Рисунок 30.12. Двигатель MAN L16 / 24: подготовка к снятию блока цилиндров

Рисунок 30.13. Двигатель MAN L16 / 24: снятие всего блока цилиндров

Принципы конструкции двигателя L16 / 24 были позже применены к более крупным среднеоборотным двигателям L27 / 38 и L21 / 31, которые были представлены соответственно в 1997 и 2000 годах как для генераторной установки, так и для двигательные установки (см. главу 22).

Каковы основные симптомы проблем с головкой цилиндров?

Головка блока цилиндров — очень важная и важная часть двигателя любого транспортного средства.Из-за сложности компонентов головки блока цилиндров цены на ремонт или замену треснувшей или сломанной головки блока цилиндров могут быть высокими в зависимости от двигателя вашего автомобиля и места, где вы решите отремонтировать.

Чтобы сэкономить ваше время и деньги в долгосрочной перспективе, мы здесь, чтобы дать краткое руководство о том, что такое головка блока цилиндров дизельного двигателя и как распознать наиболее распространенные проблемы, обнаруживаемые в компонентах головки блока цилиндров.

Для чего нужна головка цилиндров?

Двигатель внутреннего сгорания транспортного средства содержит множество цилиндров, верхний из которых называется головкой блока цилиндров; В состав головки блока цилиндров входят различные клапаны, пружины, толкатели, а также основная камера сгорания.Головка блока цилиндров позволяет воздуху и топливу входить и выпускать выхлопные газы, контролируя поток внутри цилиндров.

Головка блока цилиндров позволяет закрывать камеру сгорания и плотно прилегает к прокладке головки блока цилиндров, герметизируя цилиндры в автомобиле. Кроме того, головка блока цилиндров дизельного двигателя является ключевым компонентом, обеспечивающим охлаждение компонентов двигателя за счет подачи охлаждающей жидкости в блок двигателя.

Наиболее распространенные симптомы проблем с головкой блока цилиндров:

1. Перегрев

Одним из наиболее частых симптомов неисправности головки блока цилиндров дизельного двигателя является перегрев.Поскольку цилиндр подвергается давлению из-за тепла, это вызывает перегрев компонентов внутри двигателя внутреннего сгорания, поскольку они не могут пропускать охлаждающую жидкость и, следовательно, искажают форму. Чтобы не повредить головку блока цилиндров, убедитесь, что радиатор наполнен и находится в хорошем состоянии, чтобы не допустить перегрева.

2. Низкая производительность двигателя

Очень явным признаком проблемы с головкой блока цилиндров является низкая производительность двигателя. Эта проблема может быть связана с поломкой или растрескиванием головки блока цилиндров дизельного двигателя, что может привести к тому, что двигатель не сможет эффективно сжигать топливо.Эта низкая производительность будет сразу заметна, поскольку двигатель не будет работать по-прежнему, и вы обнаружите, что вам, возможно, придется чаще перезапускать автомобиль.

3. Утечки масла

Если вы обнаружите утечку масла из автомобиля, это может быть результатом треснувшей головки блока цилиндров. Даже если вы сами не видите утечки и на приборной панели загорается индикатор масла, проверьте двигатель, чтобы увидеть, есть ли какие-либо признаки масла вокруг головки блока цилиндров. Поскольку головка блока цилиндров дизельного двигателя содержит масло, если она треснет, масло может вытечь.

4. Падение уровня охлаждающей жидкости

Падение уровня охлаждающей жидкости в двигателе может вызвать утечку, которую можно легко определить и увидеть на головке блока цилиндров. Утечка может быть вызвана трещиной в головке блока цилиндров дизельного двигателя, и это может вызвать более долгосрочные проблемы, поскольку двигатель начинает нагреваться из-за отсутствия охлаждающей жидкости.

5. Дым

Дым, идущий из выхлопной трубы, является наиболее очевидным признаком того, что у вас может быть трещина в головке блока цилиндров.В этом случае трещина и повреждение, скорее всего, будут намного более серьезными. Если это произошло, постарайтесь как можно скорее устранить эту проблему профессионалом, чтобы не допустить дальнейшего повреждения двигателя.

Когда дело доходит до новой головки блока цилиндров дизельного двигателя, важно помнить, что все дизельные двигатели разные, и поэтому не существует универсального решения, будь то общая или необычная проблема.

Как можно заменить поврежденные детали головки цилиндров?
Перед простой заменой поврежденных деталей и повторной сборкой двигателя важно определить причину проблемы и устранить ее.Как только вы обнаружите проблему, не стесняйтесь связаться с командой Foxwood Diesel для замены и ремонта поврежденных компонентов головки блока цилиндров. Обладая экспертными знаниями в области дизельных деталей, мы предлагаем высокоэффективные решения по ремонту и восстановлению в нашем центре обработки двигателей изношенных двигателей, требующих профессионального ухода. Сообщите нам номер вашего двигателя и укажите, с какими именно трудностями вы столкнулись, чтобы мы смогли определить, в чем может быть причина проблемы.Для получения дополнительной информации и советов по проблемам с дизельным двигателем, почему бы не прочитать наш блог? Схема

, детали, функции, типы, применение [PDF]

Из этой статьи вы узнаете, что такое головка блока цилиндров ? Его части, функции, использование и типы головки блока цилиндров подробно поясняются на схемах . Скачать PDF файл в конце статьи.

Что такое головка цилиндра?

В двигателе верхняя часть цилиндра закрыта отдельной литой деталью, называемой головкой цилиндра.Головка блока цилиндров прикручена к верхней части блока цилиндров. Это соединение закрыто прокладкой головки. Он состоит из камеры сгорания, свечей зажигания, а иногда и клапанов (в головках I и F).

В большинстве двигателей в головке цилиндров есть каналы, по которым воздух и топливо поступают в цилиндры и через которые выходят выхлопные газы. Головка блока цилиндров обычно изготавливается из серого чугуна или алюминиевого сплава. Алюминий имеет такие преимущества, как легкий вес и высокая теплопроводность.

Детали головки блока цилиндров

Ниже приведены детали головки блока цилиндров:

  1. Прокладка головки
  2. Впускные и выпускные каналы
  3. Клапаны головки
  4. Камера сгорания головки
  5. Свечи зажигания
  6. Топливные форсунки
  7. Распредвал головки блока цилиндров
  8. Дополнительные детали головки блока цилиндров

1. Прокладка головки блока цилиндров

Они расположены между головкой блока цилиндров и блоком двигателя. Прокладка головки болтами прикручена к верхней части корпуса двигателя.Эти прокладки действуют как уплотнение между головкой блока цилиндров и блоком двигателя. Это предотвращает утечку или смешивание масла и охлаждающей жидкости двигателя.

2. Впускной и выпускной патрубки

Впускной и выпускной патрубки являются частью головки блока цилиндров. Впускной канал предназначен для циркуляции воздуха через канал в головку цилиндров и камеру сгорания.

После процесса сгорания газы удаляются из камеры сгорания через выхлопное отверстие. Это позволяет избежать повышения внутреннего давления, которое может привести к взрыву.

3. Клапаны головки

Двигатель имеет клапаны, которые закрываются и открываются, цель которых — остановить или предотвратить попадание воздуха и топлива в камеру сгорания. В двигателе внутреннего сгорания каждый цилиндр имеет два клапана — впускной клапан обычно больше, а выпускной клапан меньше.

4. Головная камера сгорания

Головная камера сгорания называется ядром двигателя. В котором топливно-воздушная смесь горит для выработки энергии для движения транспортного средства.Камеры сгорания доступны в различных формах и размерах. Ну, это зависит от вашего двигателя и области применения автомобиля.

5. Свечи зажигания

Свеча зажигания обеспечивает питание камеры сгорания для воспламенения топливовоздушной смеси. Свечи устанавливаются на головках цилиндров, их наконечники ведут прямо в камеру сгорания. Обычно они имеют резьбу, чтобы обеспечить герметичное уплотнение.

6. Топливные форсунки

Топливные форсунки также находятся на крышке головки блока цилиндров.В дизельном двигателе форсунки выталкивают топливо в камеру сгорания с помощью ТНВД.

7. Головка распределительного вала

В головку блока цилиндров также входит распределительный вал. При этом распределительный вал открывает и закрывает клапаны. Коленчатый вал является одним из компонентов блока цилиндров, использует ремень для привода распределительного вала головки блока цилиндров.

8. Дополнительные детали головки блока цилиндров

Головка блока цилиндров также имеет отверстия для смазки и охлаждения двигателя. Конструкции портов головки цилиндров различаются, как и конструкции головки.По сути, цель любого типа конструкции — сделать деталь максимально эффективной.

Конструкция головки цилиндров

Она отлита отдельно от блока цилиндров, чтобы исключить его для очистки угля и шлифовального клапана. Для поддержания сжатия внутри цилиндра между головкой цилиндра и блоком цилиндров расположена плоская прокладка.

В некоторых случаях, например, в двигателях гоночных автомобилей, отдельная головка не используется. Но единая часть блока цилиндров и головки труднее и дороже в изготовлении, а внутренние части двигателя не так доступны.

В зависимости от расположения клапанов головка блока цилиндров может иметь распредвалы, коромысла и клапаны. Предусмотрены водные пути для размещения клапана и седла плунжера. С механической точки зрения детали конструкции съемной ГБЦ, пожалуй, самые сложные.

При изготовлении съемных головок необходимо учитывать следующие моменты:

  1. Внутреннее отверстие цилиндра или линейного перемещения не должно деформироваться из-за усилия удерживающих шпилек.
  2. Циркуляция охлаждающей жидкости в головке блока цилиндров должна осуществляться как можно дальше к верхнему концу.
  3. Чтобы обеспечить надежное газонепроницаемое соединение, удерживающие шпильки должны быть распределены как можно равномернее по окружности каждого цилиндра.

Функция головки блока цилиндров

Головка блока цилиндров играет важную роль в автомобиле. Конструкция головки блока цилиндров сложна и состоит из множества портов. Один из этих портов предназначен для работы, и их общие роли объясняют ценность этой части двигателя.

Обеспечивает монтаж различных компонентов, таких как впускные и выпускные выпускные клапаны и каналы, свечи зажигания, топливные форсунки и распределительные валы.Кроме того, он уступает место охлаждающей жидкости, маслу и дымовым газам.

Блок цилиндров поглощает тепло, вырабатываемое двигателем, и, следовательно, обеспечивает охлаждение для предотвращения отказа двигателя. Он герметизирует камеру сгорания и служит механической силовой установкой двигателя. Он также снижает сжатие, возникающее из-за давления сгорания.

Четыре исполнения головки блока цилиндров

На рисунках показаны четыре конструкции головки блока цилиндров и расположение клапанов.

  • At (a) — это популярная конструкция бокового клапана со всеми клапанами на линии, съемная головка турбулентного типа.Поршень вплотную приближается к плоскому положению головки блока цилиндров.
  • В (b) показана конструкция обратного клапана головки цилиндров, которая дает хороший объемный КПД, поскольку можно использовать впускной клапан большого диаметра, а порт клапана обеспечивает прямой доступ к каналу.
  • В (c) показана головка блока цилиндров с вертикальными клапанами в одну линию, что позволяет использовать простой толкатель и коромысло.
  • At (d) — это идеальная полусферическая головка, которая используется во многих высокопроизводительных конструкциях.В этой конструкции путь пламени короткий, и высокая степень сжатия может быть легко обеспечена за счет куполообразной головки поршня.

Типы головок цилиндров

Ниже приведены типы головок цилиндров:

  1. Головка цилиндров с плоской головкой
  2. Головка блока цилиндров с верхним расположением клапана
  3. Головка блока цилиндров с верхним распределительным валом

1. Головка блока цилиндров с плоской головкой

Эти типы цилиндров Головка состоит из цельного куска металлического чугуна без каких-либо механических частей.Помимо простой конструкции, двигатель с плоской головкой блока цилиндров имел свои недостатки.

Клапаны расположены по бокам блока цилиндров. Это заставляет всасываемые газы двигаться под углом 90 °, что приводит к неэффективному сгоранию и низкой степени сжатия. Из-за недостатков конструкции цилиндр с плоской головкой больше не считается обычным явлением.

Они просты в изготовлении и требуют невысокой стоимости, головка позволяет охлаждающей жидкости эффективно течь. Он легкий, а также позволяет использовать компактный двигатель.Его можно найти в небольших двигателях, например, в газонокосилках, малых тракторах и сельскохозяйственных транспортных средствах.

2. Головка блока цилиндров с верхним расположением клапанов (OHV)

Головки блока с верхним расположением клапанов имеют сложную конструкцию и также известны головками цилиндров I-типа. Сюда входят детали клапанного механизма, свечи зажигания и каналы для впускных и выхлопных газов.

Двигатели с головками цилиндров типа OHV обычно работают лучше из-за расположения клапанов и впускных каналов.При этом поток всасываемых газов быстрый и плавный благодаря лучшей конструкции каналов.

Преимущество установки этого типа состоит в том, что выхлопные отверстия также более эффективны, а головка не нагревается по сравнению с головкой плоского типа. Это также приближает распределительный вал к коленчатому валу.

3. Головка блока цилиндров верхнего расположения распределительного вала (OHC)

Головки блока цилиндров этого типа подходят для деталей клапанного механизма, свечей зажигания, а также впускных и выпускных отверстий с головкой, в которой также находится распределительный вал.При этом расположение распределительных валов в головке блока цилиндров меняется. Он может быть посередине, посередине ряда клапанов или вверху клапана.

Головка блока цилиндров OHC доступна в двух конфигурациях: одинарной и сдвоенной. В головке блока цилиндров с одним OHC впускные и выпускные клапаны расположены в одном распредвале. В головке блока цилиндров с двумя OHC есть два отдельных распредвала для впускного и выпускного клапана.

Преимущества цилиндра и головки

Ниже приведены преимущества цилиндра и головки из алюминиевого сплава:

  1. Более высокая теплопроводность, которая примерно в три раза выше, чем у чугуна.
  2. Легкий вес.
  3. Повышенная степень сжатия без детонации за счет теплопроводности.
  4. Лучшее охлаждение при работающем двигателе.
  5. Большая выходная мощность и низкий расход топлива за счет увеличенной степени сжатия и лучшего охлаждающего эффекта.
  6. Двигатель прогревается быстрее и требует меньшего радиатора.

Недостатки

Ниже приведены недостатки цилиндра и головки из алюминиевого сплава:

  1. Двигатель стоит дороже из-за быстрого алюминиевого сплава.
  2. Из-за низкого модуля упругости на шпильке может образоваться корка, удерживая шпильки.
  3. Из-за более высокого теплового расширения требуется больший зазор между поршнем и цилиндром.
  4. Большая вероятность коррозии из-за охлаждающей воды.
  5. Иногда необходимо использовать чугунные седла клапана и вставки свечей зажигания.
  6. Из-за интерметаллической коррозии между стальными шпильками и алюминиевым сплавом головка может прилипать к блокам цилиндров.

Области применения головки блока цилиндров

Ниже приведены области применения головки блока цилиндров:

  1. Головка блока цилиндров интегрирована с блоком цилиндров, что в некоторых случаях обычно используется в гоночных автомобилях для обеспечения газонепроницаемого соединения.
  2. Съемная головка имеет больше преимуществ, чем цельная конструкция.
  3. Однако в некоторых тяжелых двигателях, требующих более высокой скорости охлаждения, например, в двигателях гоночных автомобилей, могут использоваться медные сплавы.

Заключение

Как вы теперь знаете, это съемный металл, который надевается поверх блока цилиндров.Который в основном используется для закрытия камеры сгорания двигателя сверху. Итак, теперь я надеюсь, что рассказал все о деталях головки блока цилиндров и их функциях.

Если у вас остались сомнения или вопросы по «Головка блока цилиндров », вы можете задать их в комментариях. Если вам понравилась эта статья, поделитесь ею со своими друзьями. Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать уведомления, когда мы загружаем новые сообщения.

Загрузите PDF-файл этой статьи

Вы можете узнать больше об автомобильном engg в нашем блоге:

  1. Что такое карданный вал? Это схема, детали, типы, функции и многое другое
  2. Маховик: детали, работа, типы, области применения и многое другое
  3. Шатун: детали, типы, функции, применение и многое другое [PDF]

Внешние ресурсы:

Отливка головки блока цилиндров: ASK Chemicals

Головка блока цилиндров двигателя определяет характеристики двигателя с точки зрения его рабочих характеристик, например.грамм. выходная мощность, крутящий момент и поведение выхлопных газов, расход топлива и акустика почти не отличаются от других компонентов двигателя. Он содержит ключевые элементы для механического управления газообменом или горением. Здесь особое значение имеет управление клапаном.

Метод отливки головки блока цилиндров следует определить заранее. При создании базовой конструкции головки блока цилиндров рекомендуется учитывать опыт литья и изготовления моделей.Желаемая геометрия не может быть реализована всеми методами литья. Форма и положение впускных и выпускных каналов, а также форма камеры сгорания, в частности, определяют общую геометрию головки блока цилиндров. Кроме того, диаметр цилиндра и расстояние между цилиндрами имеют большое влияние на базовую геометрию.
Поскольку сгорание топлива вызывает высокие температуры, в том числе в головке блока цилиндров, подходящая концепция охлаждения имеет большое значение. Охлаждающая жидкость обычно подается в нижнюю часть головки блока цилиндров через прокладку головки блока цилиндров в картере и через несколько отверстий.Из всех возможных систем охлаждения (например, охлаждение с поперечным потоком, охлаждение с продольным потоком или их комбинация) оптимальная система охлаждения определяется с использованием соответствующих имитационных моделей, а возможные критические области обнаруживаются на ранней стадии.
Воздуховоды для системы водяного охлаждения и подачи масла часто очень тонкие и в настоящее время представляют собой наибольшую проблему для литейщика при производстве головок блока цилиндров, поскольку даже незначительные изменения в технологическом процессе могут привести к переделке или браку детали.

Способы литья

Головки цилиндров двигателей внутреннего сгорания предъявляют высокие требования к механическим свойствам материалов при температуре выше 150 ° C. Сложность формы, а также уровень нагрузки, возникающей во время работы, значительно возросли в недавно разработанных головках блока цилиндров, в частности, для дизельных двигателей с прямым впрыском.
Для изготовления головок цилиндров используются разные материалы в зависимости от требований к двигателям и метода литья.В дополнение к алюминию также можно использовать чугун для больших двигателей и грузовых автомобилей. За некоторыми исключениями, алюминий — это материал, который используется в двигателях легковых автомобилей. В случае давления воспламенения → 150 бар необходимы специальные сплавы, которые должны соответствовать самым высоким требованиям с точки зрения

  • Высокая прочность на растяжение и высокое сопротивление ползучести при температурах от комнатной до 250 ° C
  • Высокая теплопроводность
  • Низкая пористость
  • Высокая пластичность и эластичность с высокой термостойкостью
  • Хорошие литейные свойства и низкая подверженность горячим трещинам

Инструменты для моделирования, например.грамм. для заполнения формы и затвердевания во время процесса литья, уже интенсивно используются на этапе планирования нового компонента, чтобы найти оптимум между различными целевыми параметрами.
В настоящее время широко распространены следующие методы литья:

  • Литье в песчаные формы
  • Литье в неразъемную форму
  • Метод литья под давлением
  • Метод литья под давлением

При литье в песчаные формы и форма, и стержень изготавливаются на основе кварцевые пески или специальные пески.Как правило, пресс-форма основана на связующих, связанных бентонитом, тогда как стержни основаны на химических связующих.
Сложные геометрические формы компонентов — даже с поднутрениями — могут быть легко получены с использованием химически связанных материалов пресс-форм в методе упаковки стержней. Еще одним преимуществом методов является то, что рентабельное производство возможно даже в случае небольших объемов и что изменения могут быть внесены относительно быстро.
Преимущество метода упаковки стержней, при котором все контуры компонентов представлены песчаными стержнями, заключается в том, что температура отлитых деталей обычно не опускается ниже 500 ° C между литьем и затвердеванием.В результате получается отливка с максимально низким напряжением, что обеспечивает высокую точность размеров.
Метод литья под низким давлением рекомендуется для изготовления опытных образцов и небольших серий. Расплав попадает в форму через стояк и подвергается давлению прибл. От 0,1 до 0,5 бар. В результате получается структура очень высокого качества, так как давление сохраняется и во время затвердевания.

Постоянные изложницы из серого чугуна или сталей горячей обработки используются для производства сплавов легких металлов.Как и при литье в песок, стержни помещаются в литейную форму. При непрерывном литье в формы различают литье под давлением под давлением и литье под низким давлением.

Метод по потерянной пене — это, по сути, особая форма литья под давлением. Различные слои головки блока цилиндров формируются из вспененного полистирола, а затем склеиваются. В этом методе две модели головки блока цилиндров соединяются вместе с системой затвора и стояками, образуя так называемый кластер. Затем эту группу моделей многократно окунают в керамические покрытия и сушат с помощью воздушного потока.Гроздь отливается после того, как она была помещена в гусиную шею и окружена рыхлым песком. Во время заполнения формы полистирол отступает и превращается в газ. Одним из преимуществ этого метода является то, что в процессе также отливаются скважины с толщиной стенки до 4 мм. Кроме того, можно создать маслопроводы любой формы и добиться значительно более точных допусков в камере сгорания, при этом необходимое усилие обработки сведено к минимуму.

В методе литья под давлением используются постоянные формы из термообработанной горячекатаной стали.Формы необходимо обрабатывать антиадгезивом перед каждым процессом «стрельбы».

Перспективы технологии головки блока цилиндров

Дальнейшее развитие технологии головки блока цилиндров будет направлено в сторону облегчения конструкции, использования более высокопрочных материалов и более экономичных производственных процессов. Использование многоклапанной технологии, в том числе и для дизельных двигателей, позволит дополнительно оптимизировать газообмен и повысить удельную мощность цилиндра. Кроме того, характеристики двигателей постоянно улучшаются с точки зрения снижения расхода топлива и выбросов вредных веществ.Постоянное соответствие этим новым требованиям — серьезная проблема для дизайнеров.

Системные решения для литья головки блока цилиндров

Помимо точной геометрии детали, необходимо заранее учитывать возможные методы литья и формования, чтобы получить оптимальную литьевую деталь в условиях серийного производства. Помимо различных изменений конструкции, во время пилотного производства также был получен первоначальный опыт в отношении будущих свойств компонентов, браковки и переделки.Чрезвычайно важно держать под контролем браки и, в конечном итоге, все факторы, ограничивающие выпуск, не позднее начала серийного производства. Это единственный способ одновременно достичь высокой производительности и низких затрат, чтобы иметь возможность поддерживать указанную цену на компонент.
Как уже было подробно описано выше, головка блока цилиндров — это компонент, который по существу определяет свойства двигателя. Уменьшение размеров обеспечивает постоянное снижение веса головки блока цилиндров — как из чугуна, так и из алюминиевого литья.В то же время требования к компоненту постоянно растут. Тесное сотрудничество между изготовителем выкройки, литейщиком и дизайнером в начале новой разработки — единственный способ противодействовать этому конфликту целей.
Реагенты, используемые в процессе, также становятся все более важными для обеспечения надежности компонентов на протяжении всего жизненного цикла автомобиля. В настоящее время программное обеспечение для моделирования процесса заполнения формы, а также отверждения стало современным.В дополнение к четко определенным процессам, плавление и обработка расплавленным металлом требует использования самых чистых шихтовых материалов и обрабатывающих агентов.
При производстве форм и особенно стержней необходимо прежде всего убедиться, что используемые основные формовочные материалы и связующие вещества гарантируют хорошую размерную однородность стержней или пакетов стержней. При литье чугуна также могут использоваться добавки и огнеупорные покрытия. Тот факт, что толщина стенок сердечников с водяной рубашкой и, в частности, сердечников маслопровода была уменьшена до 4 мм, требует, чтобы вяжущие вещества для песка для керна гарантировали высокую начальную прочность, чтобы гарантировать, что керн можно обрабатывать без разрушения керна.
Используемое связующее должно обладать высокой прочностью в горячем состоянии во время процессов литья и затвердевания, чтобы исключить риск разрушения стержня и отсутствие стабильности размеров даже в этом крайне критическом состоянии филигранных стержней. Однако связующее должно обеспечивать оптимальную вытяжку в то же время во время процесса удаления стержня. Этот баланс становится особенно очевидным при литье алюминиевых сплавов. Пузырьковые дефекты и микропористость в компоненте вызывают утечки и обычно приводят к браку.Чтобы свести этот риск к минимуму, важно вкладывать средства в как можно более спокойное наполнение формы. Кроме того, важно учитывать добычу газа из активной зоны и осуществлять ее надлежащим образом. В целом связующий агент должен быть разработан таким образом, чтобы свести к минимуму газовые и другие выбросы. Выброс газа из связующего во время разливки должен быть согласован с металлом отливки и интервалом затвердевания. То же самое и с добавками. Если используются покрытия, газопроницаемость продукта также должна подходить для данного процесса.
Кроме того, при отливке чугуна может возникнуть стружка. Характеристики расширения песка основных формовочных материалов, газоразрыв связующих, газопроницаемость покрытия и уровень прочности смеси материалов формы имеют большое влияние, но могут только компенсировать дефекты в процессе заполнения формы и соответствующий нагрев части формы в ограниченной степени. Основной проблемой при литье чугуна является предотвращение металлизации и / или проникновения и образования прожилок.Металлизацию и проникновение можно предотвратить, прежде всего, путем выбора правильного покрытия, которое должно быть согласовано как с материалом формы, так и с металлом отливки, чтобы предотвратить неблагоприятные химические реакции.
Прослойка, особенно в сердечниках с водяной рубашкой и сердечниках маслопроводов, является постоянной проблемой в практике литья чугуна. В большинстве случаев лечебные и профилактические меры против возникновения этого дефекта могут быть предприняты путем выбора подходящего основного материала формовки или целенаправленного использования добавок для песка.Шероховатость поверхностей во впускном и выпускном каналах может быть предотвращена за счет гранулометрического состава используемого материала пресс-формы или за счет использования покрытия, которое закрывает зазоры между порами песчинок.
В дополнение к решению чисто технических проблем используемые шихтовые материалы должны быть максимально экологичными. В настоящее время сотрудники, местные жители вокруг литейного завода, а также власти очень заинтересованы в сведении к минимуму вредных выбросов, запаха, дыма и конденсата, а также в том, чтобы эти выбросы соответствовали требованиям безопасности труда во время производственного процесса.

Головка блока цилиндров | Инжиниринг | Фэндом

Головка блока цилиндров от фургона GMC. Видны клапаны и часть выпускного коллектора.

Головка блока цилиндров находится наверху двигателя внутреннего сгорания.

Описание []

Головка блока цилиндров состоит из платформы, на которой расположена большая часть камеры сгорания и расположение клапанов и свечей зажигания. В двигателе с плоской головкой все механические части клапанного механизма находятся внутри блока, а головка по существу представляет собой плоскую металлическую пластину, прикрепленную болтами к верхней части ряда цилиндров;

Конструкция головки []

Плоская головка []

Эта простота приводит к простоте изготовления и ремонта и объясняет ранний успех двигателя с плоской головкой в ​​серийных автомобилях и постоянный успех в двигателях малой мощности, таких как газонокосилки.Однако эта конструкция требует, чтобы входящий воздух преодолевал извилистый путь, что ограничивает способность двигателя работать на более высоких оборотах, что приводит к принятию конструкции головки верхнего клапана.

Накладные расходы []

В верхней части головки клапана верхняя половина головки блока цилиндров содержит распределительный вал в двигателе с верхним распределительным валом или другой механизм (например, коромысла и толкатели) для передачи механики вращения от коленчатого вала к линейной механике для управления клапанами (толкатель двигатели выполняют это преобразование на распредвале, расположенном ниже в двигателе, и используют стержень для толкания коромысла, который воздействует на клапан).Внутри головки блока цилиндров есть каналы для движения топливовоздушной смеси к впускным клапанам от впускного коллектора, для выхлопных газов от выпускных клапанов к выпускному коллектору и для антифриза (охлаждающей жидкости) для охлаждения головки и двигателя.

Цилиндры []

Количество головок цилиндров в двигателе зависит от конфигурации двигателя. Прямой двигатель имеет только одну головку блока цилиндров. V-образный двигатель обычно имеет две головки блока цилиндров, по одной на каждом конце V, хотя Volkswagen, например, недавно выпустил V6 под названием VR6 [1], где угол между рядами цилиндров настолько мал, что используется одна головка.У оппозитного двигателя две головки.

Головка блока цилиндров играет ключевую роль в работе двигателя внутреннего сгорания, поскольку форма камеры сгорания, впускных каналов и каналов (и, в меньшей степени, выхлопных газов) определяет большую часть объемного КПД и степени сжатия двигателя. двигатель.

См. Также []

  • Головка блока цилиндров с поперечным потоком
  • Тюнинг двигателя
  • Прокладка

[

.

Автор: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.