Как правило, эту деталь никто не называет «ГБЦ», слишком уж неудобная для произношения аббревиатура. ГБЦ означает "головка блока цилиндров", его неотъемлемая часть. В среде автолюбителей эту важную часть двигателя именуют просто - головка, причем без каких-либо уточнений.
Все водители прекрасно понимают, о чем идет речь. В любом двигателе есть только одна головка, и это ГБЦ.
А теперь чуть подробнее о конструкции ГБЦ. Это наиболее сложная и теплонапряженная часть любого двигателя внутреннего сгорания. Массивная толстая плита, на которой можно увидеть огромное количество торчащих шпилек, два ряда толкателей клапанов, парочку распредвалов с шестернями.
Здесь можно разглядеть колодцы для свечей, а на торцах - увидеть каналы и крепления для подключения впускного и выпускного коллекторов.
Тепловая нагрузка и охлаждение
ГБЦ считается самой нагруженной в тепловом отношении. Через небольшие по длине каналы, ведущие от выпускных клапанов к чугунному коллектору, проходит весь поток раскаленных до 600-700°С выхлопных газов. Тепловая мощь этого потока такова, что они легко прожигают стальные жаростойкие детали выхлопного тракта, что уж можно говорить о легкоплавком алюминии.
Например, для двигателя мощностью 100 л. с., или 73 кВт в тепловом эквиваленте, примерно 200 л. с. (146 кВт) уходит в виде тепла выхлопных газов. И все это через небольшой участок в алюминиевой головке.
Поэтому главная задача инженеров звучит так - как организовать эффективное охлаждение ГБЦ, чтобы не допустить ее коробления. И вообще то, насколько удачным получится двигатель, на 90% зависит от профессионально спроектированной конструкции ГБЦ.
Здесь и оптимальное расположение окон клапанов, и свечи, и свода камеры сгорания. Здесь же монтируются все агрегаты и элементы управления фазами впуска-выпуска выхлопных газов и свежей порции воздушно-топливной смеси.
Сложность модернизации
Можно кустарно форсировать двигатель, расточив гильзы цилиндров, поменяв шатуны на более длинные, заменив коленвал на другой, с большим плечом кривошипа. Все это приведет к некоторому росту мощности, правда, за счет гигантского перерасхода топлива.
А вот кустарно форсировать или переделать ГБЦ, причем грамотно, а не просто испортив профили кулачков на распредвалах, практически невозможно. Это настоящее искусство.
То же самое касается перестановок головок с одних двигателей на блоки от других моторов. Как-то эта «сборная солянка» будет работать, но скорее всего не очень хорошо и недолго. Потому что любой нерасчетный режим работы головки мгновенно приведет к перегревам ГБЦ.
А это означает, что через 10-20 тыс. км пробега головку вывернет «пропеллером», и блок вместе с ГБЦ придется отправлять в утиль.
Технология производства
Из-за большой тепловой нагрузки делают ее из высокопрочного алюминиевого сплава и после отливки подвергают специальной термической обработке, после которой существенно увеличиваются и прочность, и термостойкость ГБЦ.
Даже может создаться впечатление, что изготовить головку для современного двигателя не составит особого труда. Когда-то в Сети бродило множество видео из разных источников, на которых можно было увидеть, как мастера, видимо в Индии, на примитивном оборудовании отливают головку в форму, кое-как слепленную из формовочной смеси.
Отлить заготовку ума много не требуется. Можно даже на старых станках вырезать стаканы для клапанов, вырезать постели для распредвалов, отшлифовать привалочную плоскость ГБЦ. Это нижняя часть головки, которой ГБЦ опирается на верхнюю поверхность блока цилиндров.
Между ними обязательно устанавливается прокладка. Но все равно цена такой ГБЦ - копейка в базарный день. Для того чтобы деталь выдержала расчетную нагрузку, ее нужно подвергать термообработке.
Это сложная процедура, требующая специальных печей с прецизионным управлением нагревом. Технологию термоупрочнения отрабатывают месяцами, прежде чем удается подобрать оптимальный режим.
Это к тому, что, покупая новую головку на свой двигатель где-нибудь на рынке, можно легко приобрести деталь, сделанную где-нибудь в Индии. Кстати, ее легко разглядеть по некоторым признакам качества литья.
Старые эксперты со стажем рассказывают вроде анекдота об одном событии, произошедшем на рубеже 80-х. Китайские товарищи по своему обыкновению купили во Франции один интересный мотор, естественно, чтобы скопировать.
Все смогли сделать, все скопировали, кроме головки. Какие только хитрости термообработки не использовали - все напрасно, головки деформировались и трескались. Пока не определили, что оригинальная головка была отлита из сплава магния, меди и никеля и прошла обработку высоким давлением.
Так и бросили китайские инженеры свою затею скопировать двигатель. Посчитали, что дешевле делать из алюминия или чугуна.
Также рекомендую к прочтению:
Рекомендую также подписаться на Мой Телеграм-канал, где я рассказываю о том, как сэкономить на обслуживании авто, и какие новости происходят в автомире! Уверен, что найдете для себя что-то полезное!
С уважением, Владимир Воробьёв