Головка блока цилиндров: назначение и принцип работы

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

Головка блока цилиндров. Принцип работы и назначение. Головка блока цилиндров: назначение и принцип работы

Главная→Бензопилы→Головка блока цилиндров. Принцип работы и назначение. Головка блока цилиндров: назначение и принцип работы

Головка двигателя, или головка блока цилиндров (ГБЦ) наряду с газораспределительным механизмом (ГРМ) является одной из важных деталей и от неё зависит не только мощность и экономичность мотора, но и его долговечность. В этой статье, рассчитанной больше для новичков, я постараюсь подробно описать устройство, обслуживание и ремонт головки, а также все нюансы связанные с ней. Ну а если кто то из уважаемых читателей захочет ознакомиться с каким то нюансом более подробно, то я для этого установил в этой статье несколько ссылок, перейдя по которым можно будет попасть на более подробную статью.

Прежде чем перейти к обслуживанию или ремонту, для начала рассмотрим изготовление и устройство головки простейшего восьми-клапанного мотора. И только изучив устройство ГБЦ простейших двигателей, затем не возникнет сложностей в обслуживании более сложных головок 16 клапанных двигателей.

Хотя, головка с 16 клапанами и ещё одним распределительным валом не такая уж и сложная и по сути представляет собой как бы сдвоенную 8-ми клапанную «голову», но не будем забегать вперёд. Изучив устройство простейшей головки, любой начинающий автовладелец, или ремонтник, без труда сможет провести её обслуживание или ремонт своими силами у себя в гараже

Головка двигателя — изготовление и устройство.

Головка блока большинства современных двигателей представляет из себя достаточно толстую плиту, отлитую из лёгкого алюминиевого сплава (на некоторых более древних моторах для материала головки использовали чугун). После отливки заготовки будущей ГБЦ, на ней фрезеруют плоскости сопряжения с блоком цилиндров и с клапанной крышкой, а также с высокой точностью растачивают нужные посадочные отверстия для в опорах постелей (у большинства головок четырёхцилиндровых восьми-клапанных моторов имеются пять опор постелей).

Опоры постелей распределительного вала изготавливают разъёмными (из двух половин) и верхняя половина растачивается в корпусах постелей (подшипников скольжения), а нижняя опора изготавливается как одно целое с корпусом головки двигателя. Конечно же, чтобы достичь идеальной точности отверстий под подшипники распределительного вала, отверстия в опорах растачивают в сборе с корпусами подшипников и поэтому они не взаимозаменяемы. То есть головку цилиндров любого двигателя можно заменять только в сборе с корпусами подшипников скольжения для распредвала.

Ну а газораспределительные впускные и выпускные каналы делают изначально в момент отливки корпуса головки (современные не отливают, а фрезеруют из цельного куска материала — см. видео ниже), ну и далее шлифуют плоскости на их выходе, для крепления впускного и выпускного коллекторов, ну и сверлят отверстия и нарезают резьбу, под шпильки для крепления обоих коллекторов (впускного и выпускного). С другого конца впускных и выпускных каналов растачивают (фрезеруют) посадочные места под запрессовку сёдел клапанов, которые выполняют из жаростойких сплавов.

В районе сёдел клапанов сначала растачивают сферические камеры сгорания, количество которых зависит от количества цилиндров в блоке двигателя, а после расточки камер сгорания уже делают посадочные места под сёдла клапанов и высверливают отверстия для запрессовки направляющих . А глубина камер сгорания напрямую зависит от степени сжатия конкретного двигателя и чем больше степень сжатия, тем меньше глубина камер сгорания.

Сам процесс изготовления головки двигателя из цельной болванки алюминиевого сплава, на современном фрезерном центре, желающие могут посмотреть в видеоролике чуть ниже.

Головка двигателя — привод клапанов ВАЗ 2108, 09, 10 и т.д.
1 — корпус головки, 2 — клапан, 3 — толкатель, 4 — клапанная крышка, 5 — кулачок распредвала, 6 — регулировочная шайба, 7 сальник клапанов.

Механизм привода клапанов (механизм газораспределения).

В любой головке двигателя имеется механизм привода клапанов, или как е

Нива: головка блока цилиндров: назначение, конструкция, снятие и установка

10.07.2015 Chevrolet Niva 2002 / Двигатель

Руководство по ГБЦ: назначение, конструкция, снятие и установка

Без каких деталей двигатель внутреннего сгорания не будет функционировать? К сожалению таковых деталей очень много, и все они выполняют свои важные для работы ДВС функции. Данная статья расскажет о такой детали в конструкции мотора Нивы Шевроле, как головка блока цилиндров. Какое ее назначение и как она функционирует, а также главные поломки и порядок замены ГБЦ внедорожника Нива Шевроле.

ГБЦ — это одна из главных деталей конструкции двигателя внутреннего сгорания, но и не только. Дизельный мотор также имеет в конструкции такой элемент, только между ними есть некоторые различия в выполняемых функциях (вид топлива, степень сжатия), но это уже другая история. Данная статья посвящена именно головке бензинового мотора, которым и оснащаются все автомобили линейки Шевроле Нива.

Назначение головки блока

Данное устройство предназначается в конструкции бензиновых двигателей для выполнения следующих функций:
1. Осуществление подвода горячей смеси в цилиндры;
2. Отвод отработанных газов;
3. Осуществляется базирование механизмов газораспределения;
4. Производство камеры, в которой происходит сгорание горючей смеси и осуществление ее уплотнения;
5. Осуществление динамических характеристик заряда;
6. Подведение и отведение масла, которое предназначается для нормального функционирования механизма ГРМ.

Немаловажной функцией является также предоставления соответствия транспортного средства стандартам по экологичности и по характеристикам выброса опасных веществ. Таким образом, из назначения головки блока видно, что этот элемент является незаменимым в работе двигателя, а значит, и автомобиля в целом.

Из чего состоит устройство?

Выяснив незаменимость данного устройства, стоит разобраться, что же оно собой представляет, и из каких элементов состоит. Итак, головка блока на Шевроле Нива представляет собой прямоугольной формы крышку двигателя, которая изготавливается из алюминия и его сплавов.

    Редко можно встретить на старых моделях чугунные ГБЦ, чаще всего они устанавливались на моторы дизельного типа.

В конструкцию крышки входят:

1. коромысло клапана;
2. гидрокомпенсатор;
3. седла для клапанов;
4. направляющие втулки;
5. пружины, которые обеспечивают возврат клапанов в первоначальное положение;
6. свечки зажигания;
7. впускные и выпускные клапана.

Вид на изделие сбоку

Крышка со всеми вышеперечисленными деталями двигателя автомобиля Нива Шевроле называются головкой блока цилиндров.

Функционирование ГБЦ

Итак, функционирование головки обусловлено следующими действиями:

1. При запуске мотора происходит толкание штанги распределительным валом.
2. Штанга осуществляет механическое воздействие на гидрокомпенсатор и впоследствии на коромысло.
3. Коромысло оказывает воздействие на открывающийся топливно-воздушный клапан.
4. При открытии этого клапана происходит подача воздушно-топливной смеси в камеру сгорания, где она воспламеняется.
5. Сгорание обеспечивается за счет наличия свечей зажигания, которые издают искру по определенному такту.
6. Выпускной клапан отводит воспламенившуюся смесь в виде газов в выпускной коллектор. Цикл повторяется.

Головка блока цилиндров автомобиля Нива Шевроле рассчитана на работу четырех поршней, а, значит, и столько же камер сгорания. Функционирование ГБЦ нередко сопровождается появлением различных видов неисправностей, которые требуют как минимум скорейшего устранения. О том, какие могут возникнуть неисправности в головке на автомобиле Нива Шевроле и как их можно устранить описано в следующем подразделе.

Неисправности ГБЦ на Ниве Шевроле

Для удобства рассмотрения проблем, которые возникают при эксплуатации ГБЦ, сведения занесены в таблицу.

Номер	Суть проблемы	Причины возникновения	Чем характерны последствия
1	Повреждение соединения головки и воздушного коллектора	Отсутствует уплотнение в соединении с воздушным коллектором	Нарушаются газодинамические свойства. Топливо имеет особенность сгорать не полностью. Снижается мощность авто
2	Нарушена герметичность в соединении прокладки с ГБЦ	Плохо затянуты стяжные винты	Отсутствует чистота обработки поверхности ГБЦ под прокладку не обеспечивая герметичность соединения
3	Нарушена герметичность между устройством и выпускным коллектором	Отсутствует герметичность стыка между головкой и выпускным коллектором	Нет выдержки допуска плоскостности под прокладку
4	Выход газов через уплотнение стыка	Недостаточное сопряжение жесткости блока с опорами головки	Нарушение рабочего процесса, потеря мощности, повышение шумов, нестабильность работы мотора
5	Снижена герметичность между ГБЦ и втулками впускных и выпускных клапанов	Позиции отверстий под направляющие втулки не обеспечивают герметичного соединения	Снижается компрессия двигателя, повышается расход масла и топлива, а также возникают проблемы с запуском мотора
6	Нарушена герметичность посадки впускных и выпускных клапанов	Не выдержаны геометрические параметры стенки посадочного места под седло	Снижается компрессия, затрудняется запуск мотора

При выявлении таких неисправностей, их можно устранить. Но есть и более серьезные неисправности, которые влекут за собой только проведение замены головки блока цилиндров. К таким неисправностям относятся:

1. Нарушение герметичности каналов системы охлаждения. Появляется в результате перегрева двигателя. Трещина образуется чаще всего в водяной рубашке, вследствие чего антифриз смешивается с моторным маслом, вызывая серьезные проблемы.
2. Коробление привалочной поверхности к блоку. Следствием данной неисправности является утечка охлаждающей жидкости не только в двигатель, но и наружу. Коробление головки практически нельзя исправить, поэтому требуется замена детали.

Порядок разборки и сборки ГБЦ на Ниве Шевроле

При определении неисправности необходимо провести процедуру снятия головки, для последующей ее замены на автомобиле Нива Шевроле. Прежде всего, необходимо вооружиться стандартным набором инструментов, и приступать.

Снять головку блока цилиндров с внедорожника Нива Шевроле можно следующим образом:

1. Все работы разрешено проводить исключительно на холодном «остывшем» двигателе.
2. Отсоединяется питание от аккумулятора. Для этого необходимо снять клемму «минус» с устройства.
3. В снятии двигателя с Шевроле Нива нет необходимости, так как головка блока цилиндров находится в верхнем основании мотора, поэтому снять ее можно так. Прежде всего, сливается антифриз из радиатора.
4. Извлекается трос привода дроссельной заслонки.
5. Далее требуется снять распредвал вместе с корпусом подшипников.
6. Снимаются регуляторы клапанов, а затем и их опоры.

Снятие распредвала
7. Демонтируется рампа, обеспечивающая подвод масла к опорам.
8. К датчику положения дроссельной заслонки подводится жгут проводов, необходимо разъединить клеммную колодку этих жгутов.
9. Аналогичным образом отсоединяются колодки и от датчика температуры с регулятором холостого хода.
10.Питающие провода форсунок также обесточиваются, разъединив пластиковый фиксатор.
11.Обесточивается датчик детонации.
12.Пластиковые стяжные хомуты, удерживающие проводку, необходимо разрезать и увести кабеля в сторону.
13.Извлекаются питающие провода свечей зажигания Шевроле Нивы. Для этого необходимо взяться за резиновую оболочку и потянуть за нее.

   Тянуть за сам провод запрещено, так как может нарушиться соединительный контакт.

14.Далее требуется снять питающий провод с датчика, указывающего температуру.
15.На впускном коллекторе ослабляется хомут и отсоединяется резиновая трубка.
16.Вывинчивается крепление распорки впускной трубки, а затем уводится в сторону.

Порядок затяжки головки блока
17.От дроссельного узла отсоединяется трубка адсорбера.
18.От головки блока цилиндров отсоединяются трубки системы охлаждения.
19.Извлекается шланг термостата и аналогично трубка подвода антифриза.
20.Используя два рожковых ключа, разъединяются топливопровода.
21.Вывинчивается верхний кронштейн задней распорки, а нижний ослабляется и отводится деталь в сторону.
22.Защитный чехол стартера отвинчивается и уводится в сторону.
23.Извлекается натяжитель цепи распредвала.
24.Извлекаются кронштейны гидроусилителя руля.
25.Извлекается цепь вместе со звездочкой распредвала.
26.Ключом с торцевой головкой вывинчиваются все стяжные болты крепления ГБЦ. Можно извлечь головку блока цилиндров для проведения последующих ремонтных работ.

В этом случае можно осуществить замену головки блока цилиндров на новую или заменить уплотнительную прокладку. Срок службы прокладки ориентировочно равен от 60 до 80 тыс. км пробега. Если на головке блока цилиндров при визуальном осмотре обнаруживаются трещины, микротрещины, коробление и т.п., то ее следует заменить на новую.

   Если даже уплотнительная прокладка находится в хорошем состоянии, то рекомендуется ее заменить на новую, дабы не проводить столь длительную операцию снятия ГБЦ через некоторое время.

Таким образом, зная порядок проведения работ по снятию ГБЦ на Ниве Шевроле можно осуществлять все ремонтные работы самостоятельно в своем гараже. Если возникают неисправности, с которыми вы не знаете, как быть, лучше на данном этапе обратиться за помощью к специалисту, так как головка блока — это очень важная деталь в конструкции мотора, а малая неточность может привести к большим проблемам. Удачных ремонтных работ.

описание, устройство, принцип работы и видео

Данной статьей я расскажу вам, что такое ГБЦ (головка блоков цилиндров), из чего она состоит, где находится и как действует. Так же объясню, зачем необходим этот немаловажный для работы автомобиля узел.

Разберемся с определением.

Итак, головка блоков цилиндров (ГБЦ) – это крышка, которая закрывает блок цилиндров от любых внешних негативных влияний. Она представляет собой деталь сложной формы, изготовленную, как правило, из алюминиевого сплава или легированного чугуна способом точечного литья. После прохождения этапа литья, чтобы избавится от остаточного напряжения, возникшего на предыдущем этапе, ее подвергают искусственному старению с помощью механической обработки.

Внутренняя поверхность ГБЦ при этом представляет собой идеально гладкую поверхность, что указывает на высокую значимость данного узла. Чтобы более надежно соединить ГБЦ с блоком цилиндров, ее нижнюю часть производят немного расширенной.

Конструктивные особенности ГБЦ.

Головка блоков цилиндров современных авто имеют сложную конструкцию и включают очень большое количество различных деталей (клапана газораспределения, привод свечей зажигания, форсунки и т.д.). Также сюда устанавливаются – выпускные и впускные клапана, камера сгорания топлива, распределительный вал и многое другое. На автомобили с однорядными двигателями устанавливают общую ГБЦ, а на многорядные двигатели  — W-образные, где на каждый ряд цилиндров устанавливают отдельную головку.

Строение и основные функции, которые выполняет головка блоков цилиндров в период работы.

1. Крышка ГБЦ (на которой находится маслоналивное отверстие) – на нее возлагается функция защиты блока цилиндров от негативных воздействий и засорения.
2. Резиновый уплотнитель (прокладка головки блока цилиндров) —  используется при креплении крышки ГБЦ и выполняет функцию уплотнителя в местах крепления крышки к блоку цилиндров. Прокладка предназначена для однократного использования, поэтому не стоит экономить на ее замене при ремонте или обслуживании данного узла.
3. Камеры для сгорания топлива.
4. Расположенные на корпусе головки резьбовые отверстия,  предназначенные для форсунок или свечей зажигания.
5. Полость для распредвала и натяжителя цепи – расположена в передней части ГБЦ.

Место в верхней части ГБЦ отведено для клапанных пружин и втулок, опорных шайб и корпусов подшипников распредвала, а также в корпусе имеются отверстия для установки впускного и выпускного коллекторов. Есть в ГБЦ и место для ГРМ (газораспределительного механизма).

При несвоевременном или неправильном обслуживании головки блока цилиндров могут возникнуть серьезные поломки в связи с большим количеством различных узлов и механизмов, находящихся в непосредственном взаимодействии друг с другом, что в свою очередь приведет к весьма дорогому ремонту, читаем ремонт головки блока цилиндров. Это связано с тем, что для разборки или даже для частичного ремонта одного из узлов практически всегда необходимо снимать головку, а этот процесс весьма трудоёмкий.

При установке ГБЦ обратно необходимо соблюдать определённую последовательность и четкий момент затяжки, которые определяет завод изготовитель данного автомобиля, подробнее в статье замена прокладки головки блока цилиндров. Если пренебречь этими правилами и недожать до необходимого момента – можно испортить прокладку, потерять масло и охлаждающую жидкость, и как результат — поломка. В худшем варианте охлаждающая жидкость попадет в масло, и дальше в цилиндр, что приведет к поломке гильзы цилиндра. Слишком большое усилие — приведет к порче мягкого корпуса головки, что потребует его восстановления. Поэтому советуем вам производить ремонт не своими силами, а прибегая к помощи квалифицированных специалистов.

Видео

Рекомендую прочитать:

Блок и головка цилиндров — Студопедия

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Тема: «Назначение, устройство и принцип работы

Кривошипно-шатунного механизма (КШМ) автомобилей»

Цель работы:изучение назначения, устройства и принципа работы кривошипно-шатунного механизма автомобилей.

Общие положения

Блок и головка цилиндров

Наиболее крупными и сложными деталями кривошипно-шатунного механизма являются блок цилиндров и его головка (или головки). Как показано на рисунке 1.1, блок цилиндров 5 и головка цилиндров 1 имеют сложную форму, поэтому их изготовляют литьем. Между ними для герметизации стыка установлена прокладка9. Спереди (а иногда и сзади) также через прокладку6 к блоку крепится крышка распределительных шестерен. Все остальные детали кривошипно-шатунного механизма (см. рисунок 1.2) расположены в блоке цилиндров, их обычно объединяют в несколько групп.

Блок цилиндров. Его отливают из чугуна (СЧ 21 — 40, СЧ 18 — 36) или из алюминиевых (например, AJI4) сплавов. Соотношение масс чугунных и алюминиевых блок-картеров составляет примерно 4:1. За одно целое с блоком отлита верхняя часть картера.

1 — головка правого ряда цилиндров; 2 — гильза цилиндра; 3 — прокладка гильзы; 4 — направляющий поясок для гильзы; 5 — блок цилиндров; 6 — прокладка крышки распределительных шестерен; 7 — сальник переднего конца коленчатого вала; 8 — крышка распределительных шестерен; 9 — прокладка головки цилиндров

Рисунок 1. 1 – Головка и блок цилиндров V-образного 8-го двигателя ЗМЗ-53

В отливке блока цилиндров выполнены рубашка охлаждения, окружающая цилиндры, постели для коренных подшипников коленчатого вала и подшипников распределительного вала, а также места для установки других узлов и приборов. Чугунные блок-картеры изготовляют или вместе с цилиндрами, или со вставными цилиндрами — гильзами, а алюминиевые — только со вставными гильзами. Уплотнение гильз в блоке осуществляется с помощью резиновых колец или прокладок 3 (см. рисунок 1.1). Тщательно обработанную внутреннюю поверхность гильз (или цилиндров) называют зеркалом.

1 — поршень; 2 — вкладыши коренных подшипников коленчатого вала; 3 — маховик; 4 — коренная шейка коленчатого вала; 5 — крышка заднего коренного подшипника; 6 — пробка; 7 — противовес; 8 — щека; 9 — крышка среднего коренного подшипника;10 — передняя шейка коленчатого вала; 11 — крышка переднего коренного подшипника;

12 — шестерня;13 — носок коленчатого вала; 14 — шкив; 15 — храповик;16 — упорная шайба; 17 — биметаллические шайбы; 18 — шатунные шейки коленчатого вала;19 — вкладыши шатунного подшипника; 20 — стопорное кольцо;

21 — поршневой палец;22 — втулка верхней головки шатуна;23 — шатун; 24 — крышка шатуна; 25 — сальник;

26 — маслоотгонная канавка; 21 — маслосбрасывающий гребень; 28 — дренажная канавка

Рисунок 1. 2 — Детали кривошипно-шатунного механизма двигателя ЗИЛ-130

Головка цилиндров. Головка закрывает цилиндры сверху; в ней размещены клапаны, камеры сгорания, свечи, форсунки. В головку цилиндра запрессованы направляющие втулки и седла клапанов. Плоскость разъема между головками и блоком цилиндров уплотнена сталеасбестовыми прокладками. Между головкой цилиндров и крышкой клапанов установлены пробковые или резиновые прокладки.

Головки отлиты из алюминиевого сплава или чугуна. Двигатели с рядным расположением цилиндров имеют одну головку цилиндров, двигатели с V-образным расположением — две головки (на каждый ряд, двигатель ЗИЛ-130), четыре — на каждые три цилиндра (двигатель ЯМЗ-240), восемь — на каждый цилиндр (двигатель КамАЗ-740).

1.2 Поршневая группа

В поршневую группу входят поршни, поршневые кольца и поршневые пальцы. Поршень представляет собой металлический стакан, днищем обращенный вверх. Он воспринимает давление газов и передает его через поршневой палец и шатун на коленчатый вал. Отлиты поршни из алюминиевого сплава (см. рисунок 1.2).

Поршень имеет днище, уплотняющую и направляющую (юбку) части. Днище и уплотняющая часть составляют головку поршня. Днище поршня вместе с головкой цилиндра ограничивают объем камеры сгорания. В головке поршня проточены канавки для колец. При работе двигателя на поршень действуют большие механические и тепловые нагрузки от давления горячих газов.

Конструкция поршня должна обеспечивать такой зазор между поршнем и цилиндром, который исключал бы стуки поршня после запуска двигателя и заклинивание его в результате теплового расширения при работе двигателя под нагрузкой.

На юбке поршня делают разрезы, придают ему овальную форму в поперечном сечении и коническую — по высоте, производят заделку в поршень специальных компенсационных пластин из металла с малым коэффициентом теплового расширения. Например, в поршнях некоторых двигателей с зажиганием от искры юбку выполняют с косым разрезом, что делает ее более упругой и позволяет устанавливать поршень с минимальным зазором, не опасаясь заклинивания.

При шлифовании поршню придают овальную форму (большая ось овала должна быть перпендикулярна оси поршневого пальца), чтобы под действием боковых усилий и нагрева юбка поршня в рабочем состоянии принимала цилиндрическую форму.

Так как температура головки поршня примерно на 100 — 150 °С выше, чем нижней части юбки, то наружный диаметр юбки делают больше, чем диаметр головки.

Большую опасность представляет собой перегрев поршня из-за недостаточного его охлаждения. При перегреве прогорает днище поршня, происходит задир рабочей поверхности цилиндра, залегание колец и даже заклинившие поршня. Иногда для улучшения охлаждения поршня на его внутреннюю поверхность направляют струю масла.

1 — поршень;2 — поршневой палец;3 — стопорные кольца;4, 5 — компрессионные кольца,6 — маслосъемное кольцо

Рисунок 1.3 — Детали поршневой группы

Поршень дизеля КамАЗ-740 (см. рисунок 1.3) отлит из высококремнистого алюминиевого сплава со вставкой из специального чугуна под верхнее компрессионное кольцо. На юбку поршня нанесено коллоидно-графитовое покрытие для улучшения приработки и предохранения от задиров. В головке поршня расположена тороидальная камера сгорания, а сбоку от нее в днище — две выемки для предотвращения касания его с клапанами. Под бобышками в нижней части юбки сделаны выемки для прохода противовесов коленчатого вала в НМТ.

С шатуном поршень соединен пальцем2 плавающего типа, стопорные кольца 3 вставляются в канавки, проточенные в бобышках, кольца ограничивают осевое смещение пальца в поршне. Палец имеет форму пустотелого цилиндрического стержня, он сделан из хромоникелевой стали, упрочнен цементацией и термообработан закалкой.

На поршне выполнены канавки для двух компрессионных4, 5и одного маслосъемного6 кольца. Компрессионные кольца уплотняют поршень в гильзе цилиндров и предотвращают прорыв газов через зазор между юбкой поршня и стенкой гильзы. Маслосъемные кольца снимают излишки масла со стенок гильз и не допускают попадания его в камеры сгорания.

Поршневые кольца изготовлены из чугуна. Иногда маслосъемные кольца делают из стали. Для установки на поршень кольца имеют разрез, называемый замком.

После установки поршня в цилиндр зазор в замке должен быть в пределах 0,3 — 0,5 мм, чтобы кольцо не заклинивало при нагревании. Замки на поршне должны располагаться на равных расстояниях друг от друга по окружности, что уменьшает прорыв газов из цилиндра.

Компрессионные кольца, особенно первое (верхнее) из них, работают в тяжелых условиях. Из-за соприкосновения с горячими газами и большой работы трения, производимой первым кольцом, оно сильно нагревается (до 225 — 275°С), что осложняет его смазку и вызывает увеличенный износ, как самого кольца, так и верхнего пояса цилиндра.

Для повышения износостойкости поверхность верхнего компрессионного кольца подвергают пористому хромированию. Остальные кольца для ускорения приработки покрывают тонким слоем олова или молибдена (двигатель КамАЗ-740).

Поршневые кольца разрезные, в свободном состоянии их диаметр несколько больше диаметра цилиндра. Поэтому в цилиндре кольцо прижимается к его стенкам. В канавках поршня кольца образуют лабиринт с малыми за­зорами, в котором газы, прорывающиеся из надпоршневого пространства, с одной стороны, теряют давление и скорость, а с другой — прижимают кольца к стенке цилиндра.

а) — внешний вид, б) — расположение колец на поршне (двигатель ЗИЛ-130), в) — составное маслосъемное кольцо; 1 — компрессорное кольцо; 2 — маслосъемное кольцо, 3 — плоские стальные диски; 4 — осевой расширитель; 5 — радиальный расширитель Рисунок 1.4 — Поршневые кольца

Компрессионные кольца имеют разную форму поперечного сечения. Компрессионное кольцо 1 с прямоугольным сечением (см. рисунок 1,4, а) прилегает к цилиндру по всей наружной поверхности. Для увеличения удельного давления кольца на зеркало цилиндра и более быстрой приработки наружной поверхности кольцу придается коническая форма или делается на верхней внутренней кромке кольца 1 специальная выточка (см. рисунок 1.4, б).

Маслосъемные кольца также имеют различную форму: коническую, скребковую, пластинчатую с осевым и радиальным расширителями (см. рисунок 1.4,в). При движении вверх маслосъемное кольцо как бы «всплывает» в масляном слое, а при движении вниз острая кромка кольца соскабливает масло.

Маслосъемное кольцо отличается от компрессионных сквозными прорезями для прохода масла. В канавке поршня для маслосъемного кольца сверлят один или два ряда отверстий для отвода масла внутрь поршня.

Маслосъемное кольцо двигателей ЗМЗ и ЗИЛ состоит из двух стальных кольцевых дисков3, осевого 4 (см. рисунок 1.4, в) и радиального 5 расширителей. Вследствие быстрой прирабатываемости и упругости стальные маслосъемные кольца хорошо прилегают к гильзе цилиндра.

1.3 Шатуны и коленчатый вал

Шатун соединяет поршень с коленчатым валом (см. рисунок 1.5). Он состоит из верхней головки 5, стержня 6 двутаврового сечения и разъемной нижней головки 3, закрепляемой на шатунной шейке коленчатого вала. Шатун и его крышка 1 изготовлены из легированной или углеродистой стали. В верхнюю головку шатуна запрессованы одна или две втулки 4 из оловянистой бронзы, а в нижнюю вставлены тонкостенные стальные вкладыши 8 залитые слоем антифрикционного сплава.

Крышка 1 обрабатывается в сборе с шатуном, их нумеруют порядковым номером цилиндра. Ширина нижней головки такова, что позволяет вынимать поршень с шатуном вверх через цилиндр.

Нижняя головка 3 шатуна и крышка 1 соединяются двумя болтами 7 или шпильками. Под головки болтов кладут специаль­ные стопорные шайбы с усиками, а гайки имеют резьбу, несколько отличающуюся от резьбы на шпильках или болтах, в резуль­тате чего гайки самостопорятся. На двигателях старых конструкций они иногда шплинтовались.

Вкладыши двигателя КамАЗ-740 изготовлены из стальной ленты, покрытой слоем свинцовистой бронзы и тонким слоем свинцовистого сплава. Вкладыши шатунных подшипников двигателей ЗМЗ-24, 3M3-53 и ЗИЛ-130 выполнены из сталеалюминевой ленты, антифрикционный слой которой представляет собой алюминиевый сплав АМО-1-20.

От проворачивания в нижней головке шатуна вкладыши удерживаются выступами (усиками2), которые входят в канавки, выфрезерованные в шатуне и его крышке.

1 — крышка нижней головки; 2 — усики, фиксирующие вкладыши от проворачивания; 3 — нижняя головка; 4 — втулка верхней головки, 5 — верхняя головка; 6 — стержень шатуна; 7 — болт с гайкой для крепления крышки нижней головки; 8 — вкладыши нижней головки Рисунок 1.5 — Шатун

Коленчатый вал воспринимает усилия, передаваемые от поршней шатунами, и преобразует их в крутящий момент. Он имеет коренные (см. рисунок 1.6) и шатунные шейки, щеки, соединяющие коренные и шатунные шейки, фланец для крепления маховика, носок, в котором имеется отверстие для установки храповика пусковой рукоятки. Шатунная шейка со щеками образует колено (или кривошип) вала. Расположение колен на валу обеспечивает равномерное чередование рабочих ходов.

Коленчатый вал штампуют из стали или отливают из магниевого чугуна (ЗМЗ-24, 3M3-53). Стальные валы при одинаковых с литыми чугунными валами размерах шеек и щек имеют большую прочность. К преимуществам литых валов следует отнести их меньшую стоимость, меньший расход металла при изготовлении, сокращение числа операций механической обработки, а также возможность придания оптимальных форм отдельным элементам кривошипа, например внутренним полостям шатунных и коренных шеек.

Литье позволяет выполнить все шейки вала полыми. Шейки стальных коленчатых валов закаливают токами высокой частоты. Все шейки коленчатых валов тщательно шлифуют и полируют. Переходы (галтели) от шеек к щекам выполняют плавными.

Количество шатунных шеек в двигателе, имеющем однорядное расположение цилиндров, равно числу цилиндров, а в V-образном двигателе их в два раза меньше числа цилиндров, так как на каждую шатунную шейку устанавливают по два шатуна.

Количество коренных шеек четырехцилиндровых двигателей с рядным расположением цилиндров три или пять, в шестицилиндровых — четыре или семь, а V-образных восьмицилиндровых — пять.

Если шатунная шейка с двух сторон имеет коренную шейку, то такой коленчатый вал называют полноопорным. Полноопорный вал (ЗМЗ-24, 3M3-53, ЗИЛ-130, КамАЗ-740) меньше прогибается и обеспечивает лучшие условия работы подшипников и больший срок их службы.

В современных автомобильных двигателях частота вращения коленчатого вала достигает 3000 — 4000 мин ^-1 (грузовые автомобили) и 4500—6000 мин ^-1 (легковые). Поэтому возникают большие силы инерции, действующие на шатунные шейки, щеки и нижние головки шатунов. Эти силы нагружают подшипники, вызывая их ускоренное изнашивание. Для разгрузки коренных подшипников от центробежных сил служат противовесы 7 (см. рисунок 1.2), расположенные на щеках против шатунных шеек коленчатого вала.

1 — противовес; 2 — заглушка; 3 — полость; 4 — отверстие для крепления маховика;

5 — сверление для подачи масла к шейке

Рисунок 1. 6 — Коленчатый вал V-образного 8-цилиндрового двигателя ЗИЛ-130

Коренные и шатунные шейки вала соединены наклонными каналами, просверленными в щеках и служащими для подвода масла от коренных к шатунным подшипникам. Шатунные шейки выполняют полыми или высверливают в них полости — грязеуловители. В этих полостях под действием центробежных сил отлагаются тяжелые частицы и продукты изнашивания, содержащиеся в масле. Грязеуловители очищают при разборке двигателя, вывертывая пробки 6 (см. рисунок 1.2).

Для свободного теплового расширения коленчатого вала относительно картера предусматривается возможность его осевого перемещения, которое ограничивается упорной стальной шайбой 16 (см. рисунок 1.2) и стальными залитыми с одной стороны баббитом или сплавом СОС-6-6 шайбами 17, расположенными по обе стороны переднего коренного подшипника.

Вкладыши2 коренных подшипников обычно той же конструкции, что и вкладыши шатунных подшипников. Верхний вкладыш устанавливается в выемку (постель) верхней части картера, нижний — в крышки5, 9 и11 коренных подшипников (см. рисунок 1.2).

Крышки коренных подшипников растачивают совместно с блоком цилиндров, и при сборке двигателя их устанавливают только на свои места в одном и том же положении.

Для предотвращения утечки масла на переднем и заднем концах коленчатого вала предусмотрены маслоотражатели и сальники 7 (см. рисунок 1.1). Маслоотражатели изготовлены за одно целое с коленчатым валом или в виде отдельной детали. Например, у двигателя ЗИЛ-130 на переднем конце коленчатого вала установлен резиновый сальник, а на заднем конце имеются дренажная канавка 28 (см. рисунок 1.2), расположенная во вкладыше заднего коренного подшипника (с отверстием для слива масла), маслосбрасывающий гребень 27, маслоотгонная спиральная канавка26, сальник 25 из асбестовой набивки и резиновые уплотнители под крышкой 5заднего коренного подшипника.

1.4 Маховик и поддон картера. Подвеска двигателя

Маховик представляет собой массивный диск, отливаемый из чугуна. Он повышает равномерность вращения коленчатого вала, что особенно важно при малой частоте вращения, и передает крутящий момент трансмиссии автомобиля. Изготовлен маховик из чугуна. На обод маховика напрессован стальной зубчатый венец, предназначенный для вращения коленчатого вала стартером при пуске двигателя.

На некоторых двигателях на маховик наносят метки или запрессовывают в него стальной шарик, по которому устанавливают поршень первого цилиндра в ВМТ и проверяют установку зажигания.

Поддон, или нижняя часть картера, предохраняет от попадания в него пыли и грязи и служит резервуаром для масла. Его штампуют из листовой стали или отливают из легкого сплава. Поддон крепится болтами или шпильками, плоскость разъема уплотняется пробковой прокладкой и располагается ниже оси коленчатого вала, что повышает жесткость картера.

Подвеску двигателя к раме делают в трех или четырех точках. В качестве опор к блоку двигателя приворачивают специальные кронштейны (лапы). Задними опорами иногда служат лапы картера сцепления или удлинитель коробки передач. Под опоры устанавливают резиновые подушки или пружины. Это уменьшает вибрации двигателя из-за неравномерности крутящего момента и неполной уравновешенности вращающихся масс, смягчает удары, передаваемые от рамы к двигателю при движении автомобиля по неровной дороге.

Подвеска двигателя на эластичных опорах имеет ограничители продольного перемещения, их выполняют в виде тяги или скобы. Часто для фиксации двигателя относительно рамы используют реактивные тяги.

Головка цилиндра

— Головка цилиндра двигателя Последняя цена, производителей и поставщиков

Популярные товары для головки цилиндра

Крышка цилиндра

200 рупий

Глобальные лайнеры Головка цилиндра автомобиля

1,700

рупий Гаруда Импекс Cummins Heads

25000 рупий

П. S. Diesel Spares Caterpillar 3516 Головка блока цилиндров

30 000

Альфаз Марин Головки цилиндров

1500 рупий

Sparex Pvt.ООО Cummins Diesel Engine Морской двигатель Газовый двигатель Головки цилиндров

1000 рупий

Sarthak International Головки цилиндров

рупий 2 лакха

Р. A. Power Solutions Private Limited Отливка из алюминия под низким давлением головки цилиндров

300 рупий

Right Castings India Private Limited

Как выбрать ГБЦ: 6 ошибок, которых следует избегать

Как выбрать головку блока цилиндров, подходящую для моего двигателя?

Это простой вопрос, но на самом деле ответ сложнее, чем вы думаете.При выборе оптимальной головки блока цилиндров для конкретного применения необходимо учитывать множество факторов, в том числе:

• Объем двигателя
• Тип ТС
• Использование по назначению
• Желаемая степень сжатия
• Размер шестерни
• Прочие модификации производительности

Для этой серии, состоящей из двух частей, мы обратились за помощью к гигантам вторичного рынка Edelbrock, Trick Flow Specialties, и Summit Racing для получения совета по выбору стандартных головок блока цилиндров. В этом выпуске мы рассмотрим некоторые из наиболее распространенных ошибок, которые делают люди при покупке головок блока цилиндров. Как только вы поймете, почему важно избегать этих ошибок, мы дадим вам несколько советов и рекомендаций по выбору набора головок цилиндров для вашего применения.

Независимо от области применения, вот типичные ошибки, которых следует избегать при выборе новых головок цилиндров.

Головки блока цилиндров — это лишь одна часть всего пакета производительности.

Они не являются автономным обновлением в том смысле, что они должны соответствовать вашему профилю кулачка, желаемой степени сжатия и всем другим факторам, перечисленным выше, для работы в оптимальном рабочем диапазоне вашего двигателя.Поэтому, в зависимости от других частей головоломки производительности (распределительный вал, поршни, впускной коллектор и т. Д.), На самом деле не существует универсального решения.

Комплекты верхнего уровня для силового агрегата Edelbrock

«Будь то ежедневный гонщик, особенный субботний вечер или настоящий спортивный автомобиль, головки и все связанные с ними компоненты должны соответствовать друг другу, — сказал инженер-конструктор Edelbrock Мэтт Гэмбл. «Имеет значение весь пакет двигателей. Вот почему мы предлагаем наши блоки питания — чтобы избавиться от некоторых догадок при подборе всех этих компонентов.А если кто-то хочет купить только головки блока цилиндров, он также может взглянуть на то, как мы собрали эти комплекты вместе, как своего рода руководство для того, что им нужно ».

В зависимости от вашего автомобиля и предполагаемого использования вы должны иметь в виду цель достижения желаемых характеристик, а затем придерживаться ее. По словам Карла Притса, технического консультанта Summit Racing, люди часто строят двигатели понемногу, если позволяет их бюджет. Приттс говорит, что цели двигателя могут со временем меняться, и это может привести к проблемам.

«Они должны придерживаться первоначальной цели, поставленной перед началом покупки или накопления запасных частей», — сказал Приттс. «В противном случае это будет город несоответствия!»

Суть в том, что важно думать в целом, принимая во внимание цель проекта, а также возможные будущие модификации.

Многие потребители при выборе головки блока цилиндров ориентируются на расход воздуха.

Эти числа получены в результате стендовых испытаний потока, и производители чаще всего рекламируют расход воздуха при максимальной высоте подъема, потому что это, как правило, самые высокие числа.Несмотря на то, что эти цифры впечатляют, эти цифры часто не переводятся из теста потока в реальную производительность, особенно в уличных приложениях.

Например, головка блока цилиндров может дать впечатляющие результаты при подъеме на 0,700 дюйма; однако уличный локомотив обычно не обеспечивает этого. Более практично и полезно смотреть на значения воздушного потока в диапазоне подъема от 0,200 до 0,500 дюйма. По этой причине многие производители, в том числе Edelbrock, предлагают диаграммы расхода воздуха с числами расхода на различных уровнях подъема.

«Люди склонны смотреть на число на пике подъема», — сказал Гэмбл. «Обычно это измерение расхода воздуха по числу, которое не будет работать с этим двигателем, поэтому рассмотрение всего диапазона чисел является ключевым моментом. Вы хотите посмотреть на область под всей кривой потока ».

Показатели

Flow также не обязательно отражают реальную производительность.

«Когда вы обтекаете головку блока цилиндров на измерительном стенде, вы находитесь в устойчивом состоянии разрежения, которое является мерой того, насколько сильно она давит на головку блока цилиндров», — сказал Кори Рот, технический руководитель Trick Flow.«Промышленный стандарт обычно составляет 28 дюймов, но это статическая цифра, которая появилась много лет назад, когда они впервые разрабатывали стенды потока и пытались выяснить, как соотнести cfm на стенде потока с мощностью в лошадиных силах на динамометрическом стенде. На реальном двигателе это число может начинаться с пары дюймов и может доходить до 40 дюймов и варьироваться между ними по мере движения поршня вверх и вниз ».

Итог: может быть разрыв между расходом воздуха и фактической производительностью.

Динамометрические испытания являются неотъемлемой частью испытаний головки блока цилиндров в Trick Flow и многих других производителях головок цилиндров.

«У нас был комплект головок на динамометрическом стенде — наши головы объемом 195 куб. См (Ford) 4,6, и он работал очень хорошо, но мощность была не такой, как мы ожидали», — сказал Рот. «Мы изменили форму впускного отверстия, сохранив тот же объем, и фактически потеряли часть потока в нижних лифтах. Мы изменили форму камеры сгорания, и та же самая головка увеличила мощность на 18 лошадиных сил, хотя испытательный стенд показал, что она не так хороша, как предыдущая конструкция ».

Вот почему такие компании, как Edelbrock и Trick Flow, не ограничивают тестирование стендом Flow.

«Вы можете протестировать на потоковом стенде, но в конечном итоге вам придется провести некоторое тестирование движка, чтобы получить окончательный ответ», — сказал Гэмбл.

Проще говоря, цифры стендового расхода могут дать хорошее представление о потенциале мощности головки блока цилиндров, но это еще не все.

Тот, кто сказал «больше не всегда лучше», явно имел в виду впускные каналы головки блока цилиндров.

Тем не менее, среди энтузиастов производительности есть тенденция выбирать впускные отверстия, которые больше, чем им действительно нужно.«Когда они появляются в ночном круизе, я думаю, каждый хочет сказать, что у них есть самые большие вещи — самые большие головки с самыми большими клапанами и самой большой компрессией», — сказал Гэмбл. «Им нужно притормозить!»

Следуя идее, что меньшие объемы портов обеспечивают больший крутящий момент и лучший отклик дроссельной заслонки, головки Edelbrock E-Street имеют впускные отверстия, предназначенные для создания более полезной мощности на улице.

Как показывает опыт, меньшие объемы впускных каналов обеспечивают больший крутящий момент на низких частотах и ​​более четкую реакцию дроссельной заслонки, в то время как более крупные впускные каналы обеспечивают больший поток при более высоких оборотах в минуту.Таким образом, меньшие впускные отверстия часто дают лучшие результаты для уличных гонок и автомобилей, участвующих в гонках неполный рабочий день, а более крупные порты, вероятно, вызовут снижение значений крутящего момента. С другой стороны, большие впускные рабочие колеса могут принести пользу более мощным двигателям или двигателям с большим рабочим объемом.

Объем порта определяется длиной порта и площадью поперечного сечения (CSA). Ключевым моментом является соответствие правильного CSA требованиям двигателя. Впускной желоб правильного размера создаст правильный баланс между объемом воздушного потока и его скоростью, и не всегда побеждает самый крупный бегунок.

«Обычно мы рекомендуем порт наименьшего объема с максимальной эффективностью», — сказал Гэмбл. «Это означает хорошую скорость прохождения через порт и возможность наполнения цилиндра».

Gamble также отмечает, что определенные элементы конструкции впускных желобов позволили повысить эффективность в последние годы.

«Вы, наверное, слышали о вихрях и кувырках», — сказал он. «Эти конструкции влияют на движение смеси, либо закручивая воздух, либо заставляя поступающий воздух опрокидываться, когда он входит в цилиндр.Это помогает сгоранию и наполнению цилиндра, направляя воздух и удерживая его в подвешенном состоянии и перемещая его в камере сгорания до тех пор, пока он не сгорит ».

Чистая прибыль больше не всегда лучше.

«Многое связано с распределительным валом и диапазоном оборотов, но людям нужно думать о скорости через порт», — сказал Гэмбл. «Для уличных применений мы предлагаем впускные каналы с меньшей площадью поперечного сечения и размером горловины, которые подходят для нужд двигателя».

Сторона впуска головки блока цилиндров обычно привлекает наибольшее внимание.

«Я не уверен, почему, но люди не обращают внимания на выхлопную сторону… возможно, потому, что число пикового расхода не такое большое и не имеет той же славы, что и впуск», — сказал Гэмбл. «Но как только вы загрузили воздух / топливо в цилиндр, сжали его, сожгли и извлекли из него работу, вы должны вытащить его из цилиндра, чтобы цикл мог повториться. Наша цель — сделать это максимально эффективным образом ».

Головка блока цилиндров с большим количеством впускаемого воздуха, но плохим выпускным потоком не будет работать так же хорошо, как головка с немного более низким потоком впускного отверстия и отличным выпускным отверстием.С хорошим выхлопом вы увидите хорошую мощность.

Существуют способы борьбы с плохим потоком выхлопных газов, в том числе использование распредвалов с большей высотой подъема и длительного срока службы , чтобы выпускной клапан оставался открытым дольше. Однако для максимального воздушного потока идеальной ситуацией является наличие порта с сильным потоком для удаления отработанных газов и освобождения места для нового всасываемого заряда в цилиндре.

Согласно Гэмблу, размер выпускного отверстия должен быть подобен размеру впускного отверстия.Объем порта будет зависеть от размера клапана и длины порта, но стандартный объем выпускного порта и размер клапана могут использоваться в качестве ориентира для сравнения вторичных головок со стандартными головками. Эти складские номера можно найти в Интернете для большинства двигателей, а значения расхода можно напрямую сравнить, если размеры клапанов совпадают.

«Мне нравятся выхлопные отверстия с небольшой площадью поперечного сечения и большим потоком», — сказал Гэмбл. «Учитывая выбор между портом большого объема и портом малого объема, который протекает одинаково с одинаковым размером клапана и длиной порта, выберите порт малого объема.Хороший, эффективный выпускной канал с высокой пропускной способностью обеспечивает мощность в верхнем диапазоне оборотов ».

По мере увеличения производительности двигателя необходимо учитывать другие варианты размера выхлопных газов.

«У многих есть варианты для складских или поднятых портов», — сказал Гэмбл. «Преимущество в том, что порт начинает становиться ровнее. Выпрямление порта приведет к меньшей потере давления через порт (большему расходу). По мере увеличения производительности двигателя требуется больший поток выхлопных газов, чтобы соответствовать большему потоку на впуске и уровням мощности, и подъем портов играет важную роль в достижении этой цели.”

Gamble сразу же отмечает, что поднятый порт почти всегда требует другой настройки заголовка, а зазор шасси также может быть проблемой в зависимости от приложения.

Хотите верьте, хотите нет, но многие люди думают о конструкции камеры сгорания в последнюю очередь.

«Один из наиболее важных аспектов, который часто упускается из виду при выборе набора головок блока цилиндров, — это конструкция и размер камеры сгорания», — сказал Майк Босильчич из Summit Racing. «Есть много аспектов, которые следуют вместе с камерой сгорания, которые определяют, как эта головка цилиндра будет работать с вашим двигателем, как она будет соответствовать и будет ли она работать.”

Размер и конструкция камеры сгорания играют огромную роль в производительности, но все они должны работать совместно с другими компонентами двигателя. Мы называем этот баланс «геометрией камеры сгорания».

«Степень сжатия определяет размер камеры сгорания», — сказал Гэмбл. «Необходимо определить необходимый размер камеры, исходя из характеристик двигателя. Отверстие, ход, прокладка головки, форма поршня, зазор деки и расположение кольца — все это играет важную роль при определении степени сжатия для данного размера камеры.Повышение степени сжатия настолько, насколько позволяют топливные и механические компоненты, поможет максимизировать эффективность двигателя … но размер камеры необходимо согласовать с другими компонентами в двигателе, о которых я уже упоминал. Заказчик должен определить, какие компоненты у него есть, какого уровня производительности он пытается достичь и на каком топливе он хочет работать ».

Камеры сгорания меньшего размера позволяют создавать более высокую степень сжатия; однако они также могут создавать проблемы с зазором с поршнями , клапанами и . И наоборот, в камерах сгорания большего размера можно установить более крупные поршни куполообразного типа. При выборе размера камеры необходимо учитывать компоненты, которые вы используете в сочетании с головками цилиндров. А это может потребовать планирования.

Также важно учитывать форму камеры сгорания и то, как она работает с размером камеры.

Более традиционная D-образная камера сгорания на небольшом блоке Chevy.

«Форма определенно повлияет на производительность», — сказал Гэмбл.«Камеру можно рассматривать как последнюю часть впускного тракта и первую часть вытяжного тракта. На этапе проектирования я провожу много времени, работая над объединением этой формы с портами, сохраняя при этом объем камеры сгорания, которого я пытаюсь достичь. Это может быть своего рода балансирующее действие, чтобы получить поток, движение смеси, расположение заглушки, положение клапана, размеры клапана, размеры седла и т. Д., Чтобы все они работали вместе, чтобы создать камеру надлежащего размера, которая поможет в хорошее сгорание.”

Это привело к радикальным изменениям в конструкции камеры с годами. Мы видели, как старые D-образные камеры заменены на камеры в форме сердца или других конструкций. Идея этих конструкций состоит в том, чтобы переместить свечу зажигания к центру цилиндра и способствовать лучшему перемещению пламени.

«Камеры в форме сердца направляют поступающее топливо в цилиндр и помогают при наполнении цилиндров», — сказал Гэмбл. «В идеале мы хотим избежать горячих точек и располагать свечу таким образом, чтобы способствовать оптимальному сгоранию.”

Trick Flow следует тем же принципам при разработке головок цилиндров.

Взгляд на конструкцию камеры сгорания на головках Chevy большого блока Trick Flow.

«Trick Flow известен своей готовностью перемещать объекты для достижения большего воздушного потока и мощности», — сказал Рот. «Заводская головка LS3, например, имеет очень большое расстояние между клапанами и оба клапана закрыты кожухом. Поэтому мы переместили воздухозаборник к центру канала ствола, чтобы открыть его, и это одна из причин, почему наша голова действительно течет.”

Рот говорит, что видит дополнительные преимущества в новых конструкциях камер.

«Что вы обнаружите в более эффективных конструкциях камер, так это то, что вы можете использовать намного меньшую начальную синхронизацию по сравнению с головками, у которых заглушка находится намного дальше от центра цилиндра», — сказал он. «Я думаю, что именно поэтому в наши дни можно использовать насосный газ с более высокой степенью сжатия… из-за достижений в конструкции камеры сгорания».

Профилирование с ЧПУ также стало популярным вариантом в последние годы. По словам Босильчича, профилирование камеры обеспечивает гладкие стенки камеры, что способствует лучшему перемещению пламени.В то же время он предотвращает появление горячих точек, устраняя карманы на поверхности камеры, которые позволяют нагару накапливаться внутри цилиндров.

«Суперразмер» может быть немного преувеличением, но, как известно, покупатели головки блока цилиндров выбирают слишком большие клапаны. Это может привести к тому, что головки блока цилиндров не будут соответствовать требованиям двигателя или самому двигателю!

«Установка на болтах не обязательно означает, что комплект головок цилиндров будет работать», — сказал Босильчич.

По его словам, клиенты

Summit Racing иногда прикручивают головку болтами, а потом обнаруживают, что двигатель не вращается. Это очень часто связано с тем, что клапаны слишком велики для этого двигателя и буквально сталкиваются с поршнями или стенками цилиндров. Некоторые двигатели не предназначены для работы с клапанами большего размера, чем определенный. Например, небольшой блок Chevy с маленьким отверстием, такой как 283 или 305, не может принять что-то вроде впускного клапана диаметром 2,02 дюйма без разгрузки цилиндров.

Более того, для оптимальной производительности не всегда нужны клапаны большего размера.

По тем же причинам, что больше не всегда лучше для впускных каналов, большие клапаны не всегда являются правильным выбором для определенных двигателей. Меньшие диаметры клапана приводят к увеличению скорости всасываемого воздуха при более низких оборотах. Это способствует большему крутящему моменту и мощности при более низких оборотах — именно там, где уличные приложения могут использовать это больше всего. С другой стороны, более крупные клапаны позволяют вашему двигателю дышать на более высоких оборотах, что делает их идеальными для сильно модифицированных или гоночных приложений.

По словам Рота, большой диаметр клапана даже не гарантирует максимальный поток воздуха.

«Клапан большего размера обычно приближается к стенке цилиндра», — сказал Рот. «Когда мы разрабатывали нашу головку с ЧПУ (Ford) 4.6, мы обнаружили, что нашим ограничением была сама стенка цилиндра. Каждый раз, когда мы вставляли в него клапан большего размера, мы не могли заставить клапан и порт работать так, как мы думали. Как только мы уменьшили размер клапана, поток стал лучше ».

Угол и расположение клапанов, а также такие параметры, как размер порта головки блока цилиндров и профиль распределительного вала, влияют на то, сколько воздуха проходит через головку блока цилиндров.Это возвращает нас к самому первому пункту: головки цилиндров — лишь часть общей картины.

В разделе Head Start (Часть 2), мы применим некоторую информацию, полученную здесь, чтобы помочь вам выбрать правильную головку блока цилиндров для вашего двигателя и автомобиля.

10 мифов о переносе головки блока цилиндров

Об авторе: Дэйв Локалио — наш давний друг и владелец / оператор Headgames Motorworks, специалиста по головкам цилиндров, основанного в Нью-Джерси в 2001 году.Дэйв и его команда накопили огромный опыт и знания и в настоящее время создают одни из самых эффективных комплектов головок цилиндров и кулачков как для отечественных, так и для импортных автомобилей, будь то для использования на улице / полосе или для полномасштабных гонок.

Миф №1. ЧПУ «лучше»

Это зависит от детали в станке. Если вы делаете головки для заготовок, стоит поговорить о точности ЧПУ, потому что вы делаете что-то с нуля, а изготовление партии гарантирует, что все они будут одинаковыми.Но когда дело доходит до обработки с ЧПУ заводской литой головки блока цилиндров, говорить о точности станка — спорный вопрос. Я говорю это, потому что заводская головка отлита, а это означает, что будут некоторые отклонения от головы к голове из-за недостатков, возникающих в процессе литья. Вот здесь-то и вступают в игру слова «сдвиг сердечника», потому что, когда мы получаем отлитые головы из цехов с ЧПУ, не бывает точно такой же. На самом деле в голове нет одинаковых портов.Вы даже можете увидеть, где ЧПУ не касалось литья в одном порте, но касалось других. Это потому, что станок с ЧПУ не знает, где находятся порты, а только там, где они должны быть. Между тем рука каждый раз знает центр этого порта. Итак, что это значит?

Хотя ЧПУ во многих делах лучше, чем рука, когда дело доходит до переноса заводской литой головки блока цилиндров, оно действительно просто быстрее, а это означает, что он быстрее, чем любой человек может шлифовать и шлифовать вашу голову. Таким образом, вместо того, чтобы ждать недели или месяцы, чтобы получить его обратно из механического цеха, кто-нибудь с ЧПУ может разорвать его за несколько часов и поставить на пол, готовый к работе на станке.Говорить о согласованности обработки противоречивой детали не имеет смысла, кроме как продавать ее как лучший вариант. Однако из-за того, что есть ребята с головками блока цилиндров, которые делают такую ​​плохую работу по переносу вручную, по-видимому, не взяв уроки у слепого человека с молотком и долотом, они помогают увековечить миф о том, что перенос с ЧПУ более точен или «лучше».

Миф №2. Димпл Порты

Раз уж мы затронули эту тему, мы должны коснуться ямок на портах.Аргумент состоит в том, что он работает с мячами для гольфа, потому что создает пограничный слой воздуха и помогает ему перемещать мяч быстрее и дальше. В порту мы стремимся создать ситуацию, при которой топливо остается за стенкой порта. Таким образом, ямочки (теоретически) помогли бы создать этот пограничный слой воздуха, который удерживал бы топливо от стенок, в состоянии приостановки и распыления.

Во-первых, если вы читаете это, более чем вероятно, что у вас есть двигатель с современным впрыском топлива. Современные топливные форсунки отлично справляются с распылением топлива, особенно в современных двигателях, где расположение форсунок спроектировано очень тщательно для оптимизации подачи.Итак, единственное истинное преимущество, которое я вижу в отверстиях с ямочками, — это если вы играете диском с головкой блока цилиндров и хотите посмотреть, насколько дальше вы можете ее бросить. Если бы была какая-то реальная основа для отверстий с углублениями, вы бы увидели их в высокопроизводительных заводских двигателях и гоночных двигателях профессионального уровня, а это просто не так.

Миф 3. Зеркальная полировка

Чарли Кулп научил меня гринду. Этот человек работал с Смоки Юник еще в 1960-х годах (посмотрите это имя в Google, если вы не знакомы со Смоки, он — легенда гонок и новатор на уровне, которого мало кто мог коснуться), и когда они запускали вещи в NASCAR, они пробовали зеркало полировка на головках.Это не работало тогда и не будет работать сейчас. Причина в том, что когда вы делаете стенки порта слишком гладкими, воздух движется так быстро и прилипает к стенкам порта, так что топливо выпадает из суспензии, вызывая непостоянную подачу топлива в камеру сгорания.

Миф 4. Больше — лучше

Сделать порт настолько большим, насколько это возможно, очень просто. И все мы знаем, что если бы это было легко, все бы этим занимались. Но это своего рода проблема.Есть больше мест, которые верят в эту теорию, чем нет. Итак, вы получаете индустрию, полную голов, которые отлично справляются с подъемом 0,500, но ленивы в машине. Потому что скорость означает больше, чем поток! Воздушный поток что-то значит, а большие порты и большие клапаны не равны скорости воздуха. Проще говоря, крупная фигура сияет на скамейке запасных, но бежит как собака, убегая по машине.

Миф 5. Поскольку он перенесен, он подходит для моего приложения

Это огромное заблуждение.С появлением ЧПУ у вас появилось множество специализированных магазинов и даже магазинов с ЧПУ, продающих головки в одной конфигурации. Все они портированы на максимум, с клапаном увеличенного размера и безумным расходом при максимальном подъеме. Но вот в чем проблема: вы делаете 700 и хотите больше мощности. Вы проезжаете по улице несколько сотен миль в месяц. Вы любите бить по нему. Положите на него большую головку, и он потеряет весь крутящий момент, и у него будет динамометрическая рампа, похожая на лыжный склон. Это потому, что голова слишком велика для вашего приложения.Особенно это касается автомобилей с турбонаддувом. Максимальное усилие головы заставит машину лениться ускоряться. Это только повысит пиковую мощность. Вот почему запрашивать технологическую схему так неуместно. В этом случае дино имитирует технологическую схему. Из него будет получено больше варенья, но вам следует позаботиться о том, где он делает варенье.

Миф № 6. Проверка потока

Самый большой вопрос, который мы получаем ежедневно: «Что это за поток?» однако это абсолютно самая непонятная часть покупки ГБЦ.И там, где чем больше, тем лучше теория продаж головки блока цилиндров. Как было сказано выше, у вас есть группа людей, которые не понимают потокового тестирования, бросают все в голову ради могущественного числа CFM на максимальном подъеме и забывают, что оно достигает этой точки только один раз, когда они должны концентрировать свои усилия на всем, что происходит. между. Клапан дважды поднимается и опускается в диапазоне подъема. Поведение головы на скамейке указывает на то, как она будет вести себя на машине большую часть времени.Почему я говорю больше всего? У нас были головы, которые текут, как гангстеры на рэп-вечеринке, но бегают, как толстяки, гоняющиеся за бананом. Вы не всегда можете поверить в стенд потока, потому что в двигателе происходит так много разных переменных, которые стенд не может уловить или учесть. Такие вещи, как перекрытие, подъем и продолжительность работы распределительного вала, могут иметь значение. Спросить, «что это за поток», не обязательно поможет вам принять правильное решение, и часто это сбивает с толку начинающего покупателя.

Миф № 7.Прокладка Match

Этот миф начался с бытовой стороны вещей. Со старыми головками люди открывали впускной или выпускной порт для определенной прокладки. Это должно было стать окончательным повышением производительности. По правде говоря, производители прокладок не задумываются о том, насколько большим должен быть ваш порт. Прокладка предназначена для уплотнения, а не для увеличения потока. Когда мы смотрим на истоки этого мифа, люди пытались открыть головку блока цилиндров в точке защемления, которая была бы ограничением толкателя.У спортивных компактных головок нет этого ограничения. И правда в том, что большинству голов не требуется подгонка прокладки для того уровня производительности, на котором они находятся. Здесь, в HeadGames, мы обычно ничего не открываем рядом с прокладкой до 1500 л.с. на 6-цилиндровых автомобилях и 1200 л.с. на 4-цилиндровых. Его лучше описать как соединение порта, а не соединение прокладки. Соответствие порта означает, что размер порта наиболее подходит для формы порта, а НЕ для прокладки.

Миф № 8. Задвижки клапана

Еще один вопрос, который мы получаем здесь ежедневно: «Вы выполняете работу с радиальным клапаном?» или «Вы работаете с 5-угольным клапаном?».Работа клапана — это не просто работа клапана. Вы не можете просто бросить любые 5 углов или любые углы в голову и ожидать результатов. Обычно заводская работа клапана состоит из трех углов. Почти любая головка блока цилиндров на каждом автомобиле с 1960-х годов имеет угол «сиденья» 45 градусов (за исключением мускулистых Pontiac и Oldsmobile, у которых угол сиденья составлял 30 градусов). Мы говорим угол седла, потому что это угол, под которым клапан сидит, когда он закрыт. Затем идет верхний и нижний разрезы. Когда мы добавляем углы, они добавляются к нижней части 45.Примером трех углов будет 35-45-60 углов. Когда мы увеличиваем количество углов, мы скажем 35-45-60-70-90 для 5 углов. Теперь, когда у нас есть количество углов, единственный способ узнать, какие углы на самом деле нужны для головы, мы должны использовать стенд потока, диностенд и тестирование на трассе. Мы проводим обширные и трудоемкие испытания каждой головки клапана. Не всякая работа клапана работает только потому, что у нее есть несколько углов. Они должны быть под прямым углом к ​​конкретной головке блока цилиндров.

Также популярным вопросом является работа с радиусными клапанами. Они работают? Иногда. Они работают над всем? Нет. Радиус выглядит великолепно, и пощупайте его пальцем, и вы можете подумать, что это самое потрясающее изобретение после нарезанного хлеба. Но на скамейке запасных и в машине это может разбить сердце. Бывает больше случаев, когда работа клапана полного радиуса больше навредит, чем поможет. Это особенно актуально для впускного сиденья. Воздух не любит вертеться. Любит прямые дороги.И любит ракурсы. Но не слишком много, потому что слишком много углов на маленьком сиденье может сделать его радиусом.

Миф № 9. Большие клапаны

Связанные с работой клапанов, клапаны большего размера, безусловно, являются важной частью того, почему люди их используют. Вот сделка. В сообществе мультиклапанов есть много компаний, которые делают клапаны увеличенного размера просто потому, что у них нет технологии работы клапана. Но если у вас нет технологии работы клапана, вы, вероятно, не знаете, где указать диаметр горловины.Область под седлом клапана имеет больший потенциал для потока, чем где-либо еще в головке! Он также имеет самый большой потенциал повредить потоку, будучи слишком маленьким или слишком большим!

Миф № 10. Форма порта

Форма порта — второе по величине преимущество, когда дело касается головки с отверстиями. Когда мы переносим головы вручную, многие люди спрашивают, как узнать, когда остановиться? Что ж, ответ в форме порта. Как только форма будет нанесена на карту, вы просто сделаете всех одинаковыми. Но именно здесь скамья потока может быть вашим другом или вашим сердечным приступом, в зависимости от того, что произойдет.Это практически невозможно расшифровать, если у вас нет испытательного стенда или если у вас нет достаточного количества отверстий, чтобы знать, какие формы изменяют характеристики потока на определенных головках цилиндров.

Лучший способ продемонстрировать это на примере 4-цилиндровой головки Mustang Ecoboost.

Когда мы впервые посмотрели на эту головку, было легко увидеть, как Ford полностью разделяет два впускных отверстия. Ни одна спортивная компактная голова не делает этого так далеко в порт. Порт очень длинный и маленький.Увидев другие головы на рынке, большинство из них отбрасывает центр двух портов и делает его более крупным бегуном. Выглядит потрясающе!

Итак, мы сделали один порт, чтобы увидеть, что он делает на стенде, и сделали только этот раздел порта, чтобы увидеть, как он себя ведет. НУ … он вел себя не очень хорошо. Фактически, он потерял 40 куб. Футов в минуту почти везде. Подумав, что, возможно, именно так мы сформировали его по сравнению с конкурентами, мы имитировали вход в порт для второго тестирования. Те же результаты. Было очевидно, что до сих пор никто не проверял это на стенде потока.

Итак, если мы теряем так много воздуха, куда он шел? Ну, а когда не знаешь, спроси у кого-нибудь умнее. Мы встретили наших друзей из McLaren, Дэна Арчера и Тима, «доктора воздушного потока» Коннелли. Мы прошли через порт и с помощью датчиков скорости узнали, что воздушный поток фактически переместился в угол одной стороны порта из-за разделителя! Выглядело круто, но не сработало.