Головка блока цилиндров: самое важное об устройстве, эксплуатации и неисправностях

subaru_coloni_f1_031.jpg

Назначение головки блока цилиндров

В головке сделано много технических отверстий и полостей, благодаря чему деталь выполняет множество разных функций:

  • Со стороны капанной крышки сделаны крепления для установки распределительного вала (о назначении и особенностях этого элемента читайте в отдельном обзоре). Благодаря этому обеспечивается оптимальное распределение фаз грм в соответствии с тактом, который выполняет поршень в конкретном цилиндре;
  • С одной стороны в головке имеются каналы впускного и выпускного коллекторов, которые фиксируются на детали гайками и шпильками;1-750x470-1.jpg
  • В ней сделаны сквозные отверстия. Одни предназначены для крепежа элемента, другие – для установки впускных и выпускных клапанов. Там же имеются свечные колодцы, в которые вкручиваются свечи (если мотор дизельный, то в эти отверстия вкручиваются свечи накала, а рядом с ними сделан еще один тип отверстий – для установки топливных форсунок);
  • Со стороны блока цилиндров в районе верхней части каждого цилиндра сделано углубление. В собранном двигателе эта полость – камера, в которой смешивается воздух с топливом (модификация непосредственного впрыска, у всех остальных вариантов двигателей ВТС формируется во впускном коллекторе, который также закреплен на головке) и инициируется его сгорание;
  • В корпусе ГБЦ сделаны каналы для циркуляции технических жидкостей – тосола или антифриза, обеспечивающихо охлаждение двс и масла для смазки всех подвижных деталей агрегата.

Головка цилиндров нижне- клапанного двигателя

Головка для нижне- клапанных двигателей имеет простую конструкцию, где созданы каналы для охлаждающей жидкости, и отверстия под шпильки, резьбы под свечи. Примеры головки нижне- клапанного двигателя установлены на таких автомобилях: ЗИЛ 157, ГАЗ-А, ГАЗ 51. Такие двигатели являются не экономичными, что делают эту конструкцию не популярной.

Цилиндры и хонингование

Рабочие цилиндры могут быть выполнены непосредственно как часть блока, а могут применяться гильзы. На поверхность цилиндров наносится специальный никелькремниевый сплав – никасил. Это очень прочный материал, защищающий кольца поршня от трения. Поверхность полируется до зеркала, чтобы свести к минимуму трение в условиях ограниченного поступления масла.

Хон цилиндра

Для улучшения смазки внутренней поверхности цилиндров применяют хонингование. Хон наносится специальным инструментом с головкой и абразивными брусками. В итоге на поверхности образуется выгравированная сетка. В ее желобках лучше удерживается масло. На внутренних стенках с хоном образуется масляная пленка,  в результате чего значительно снижается трение и повышается ресурс деталей. Повторное хонингование, как правило, делается во время расточки двигателя или замены гильз.

«Алюминиевые» двигатели и их преимущества

Использование в производстве современных технологий дает возможность изготовления легких «алюминиевых» двигателей, у которых блок цилиндров не имеет чугунных гильз. В рабочих поверхностях цилиндров в алюминиевых блоках электролитическим путем создается повышенное содержание кремния, а затем цилиндры подвергаются химическому травлению для создания на рабочей поверхности цилиндров износостойкой пористой пленки чистого кремния, хорошо удерживающей смазку.

Рабочие поверхности цилиндров современных алюминиевых блоков двигателей могут иметь покрытие, наносимое плазменным напылением. Напыляемый на стенки цилиндра порошок подается через плазматрон. Газ, предназначенный для создания плазмы, проходит через распылитель и поджигается электродугой. При этом температура газа повышается примерно до 11700°C и он переходит в плазменное состояние. Частицы порошка в расплавленном состоянии заполняют неровности поверхности цилиндра. При застывании частиц они надежно соединяются со стенками цилиндра. Дополнительно внутри напылённого слоя возникает напряжение сжатия, что еще больше укрепляет связь между металлом цилиндра и напылённым слоем.

После напыления, как и при традиционном исполнении цилиндров, производится хонингование, однако  этом случае риски вследствие хонингования не так глубоки. Возникает весьма ровная наружная поверхность с небольшими впадинами (микроуглублениями), в которых находится масло. Каждое микроуглубление не связано с другими микроуглублениями, в отличие от хонингования чугунных гильз. Когда поршневое кольцо проходит над микроуглублением, в последнем создается давление, которое воздействует на поршневое кольцо. В результате этого поршневое кольцо всплывает поверху масляной подушки, чем и обеспечивается гидродинамическая смазка. Благодаря этому потери на трение и износ существенно уменьшаются.

Рекомендуем:  Проблемы с маслом в двигателе

Преимуществами данного способа изготовления цилиндров по сравнению с обычными являются:

  • снижение массы по сравнению с конструкцией с вставными гильзами цилиндров
  • уменьшение размеров двигателя по сравнению с  чугунным блоком цилиндров за счет сужения перемычек между цилиндрами
  • увеличение срока службы цилиндров благодаря износостойкому покрытию, наносимому плазменным напылением

2ce288a8-7362-4ff7-b944-f8ee9a566145.jpg

Рис. Схема нанесение покрытия на стенки цилиндра плазматроном: 1 – струя плазмы с напыляемым порошком; 2 – плазматрон; 3 – рабочая поверхность цилиндра

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий