Головка блока — часть системы «Головка блока цилиндров». Головка похожа на крышку с управляемыми дверцами — клапанами. Когда канал закрыт, давление остаётся в цилиндре.
Открытие
Привод нажимает на клапан и открывает проход.
Закрытие
Пружина возвращает тарелку клапана на седло.
Уплотнение
Прокладка между головкой и блоком удерживает давление и разделяет жидкости.
Корпус головки в модели «Головка блока цилиндров»
Отливка из алюминиевого сплава: снизу четыре камеры сгорания, по бокам впускные и выпускные каналы, сверху постели распредвалов и колодцы под стаканы. Внутри — рубашка охлаждения. Алюминий лёгкий и хорошо отводит тепло, но мягче чугуна, поэтому сёдла и направляющие клапанов — запрессованные вставки.
Признаки неисправности
Перегрев, уход антифриза, белый дым: трещина или коробление плоскости после перегрева. Плоскость проверяют линейкой и щупом, допустимо обычно до 0,05 мм.
Неисправности, связанные с деталью
Пробита прокладка ГБЦ. Признаки: уходит охлаждающая жидкость, из трубы белый пар со сладковатым запахом, в расширительном бачке пузыри, двигатель перегревается. Если прорыв между двумя цилиндрами — троит, компрессия низкая в обоих. Что происходит внутри: У цилиндра 4 прогорела перемычка прокладки между камерой сгорания и рубашкой охлаждения. На сжатии и рабочем ходе газы под давлением в десятки бар уходят в рубашку, на впуске жидкость подсасывается в цилиндр. Что проверить: уровень жидкости, пузыри в бачке на работающем двигателе, тест на выхлопные газы в бачке, компрессию и опрессовку цилиндров, масло на эмульсию. При замене прокладки проверяют плоскость головки линейкой и щупом, ставят новые болты и затягивают в заданном порядке.
Как головка блока управляет газообменом
Камера сгорания. Головку отливают из алюминиевого сплава. Снизу у каждого цилиндра камера в виде шатра: на одном скате два впускных клапана, на другом два выпускных, в вершине свеча. Головка прижата к блоку десятью болтами через прокладку.
Четыре клапана вместо двух. Два небольших клапана открывают больше площади, чем один большой, и они легче — их проще разогнать на высоких оборотах. Впускные больше выпускных (33 и 28 мм): наполнить цилиндр труднее, чем выпустить газы под давлением.
Кулачок, стакан, пружина. Кулачок давит на стакан-толкатель и опускает клапан, закрывает его пружина. На полном подъёме пружина сжата сильнее всего. Тарелка с сухарями держит пружину на стержне, направляющая центрирует стержень, колпачок не пускает масло вниз.
Фазы и перекрытие. Распредвалы вращаются вдвое медленнее коленвала. Выпуск открывается за 55° до НМТ, впуск закрывается через 55° после НМТ, а около ВМТ оба клапана немного открыты — это перекрытие, оно продувает камеру.
Охлаждение. Вокруг камер, выпускных каналов и свечных колодцев идёт рубашка охлаждения. Жидкость приходит из блока через отверстия в прокладке. Самое горячее место — перемычка между выпускными клапанами и свечой.
Упрощения модели
Головка показана без блока; поршни и цилиндры под ней — призрачные, чтобы было видно такты. Разрез проходит только через цилиндр 4.
Вращение замедлено: на 16 об/мин один цикл длится 7,5 с, на холостом ходу двигателя — около 0,2 с.
Цепь показана только у звёздочек распредвалов; натяжитель, успокоители и звёздочка коленвала — в лабораториях двигателей.
Рубашка охлаждения построена по простому правилу: жидкость там, где металл толще 5,5 мм с каждой стороны. В настоящих головках её форма сложнее. Фазорегулятор, гидрокомпенсаторы и масляные каналы не показаны.
Размеры учебные: клапаны и каналы взяты из общей геометрии двигателей лаборатории, перемычка между впускными клапанами тоньше, чем обычно.
Связанные узлы и детали
Модель показывает принцип работы. Геометрия и режимы упрощены для обучения.