Портинг и ломатинг ГБЦ. Часть 0.

 
    05.03.2018

Что такое ГБЦ?

    Аббревеатура ГБЦ - это сокращение от головка блока цилиндров. Блок цилиндров - это нижняя часть двигателя (у оппозитных - средняя), содержащая коленчатый вал и поршни, совершающие возвратно-поступательные движения. Основная функция ГБЦ - это газораспределение, своевременная подача топливо-воздушной смеси и выпуск отработанных газов. Это осуществляется открытием-закрытием клапанов в нужные моменты времени.

    Наиболее популярные виды ГБЦ - это 8 клапанные и 16 клапанные. В современных двигателях распеределительный вал расположен вверху в ГБЦ. Как правило 8 (8 valve) клапанные это с одним распредвалом расположенным вверху (SOHC), а 16 (16 valve) клапанные это с двумя распредвалами (dohc). на самом деле подвидов ГБЦ множество. Они отличаются и по типу воспламенения, и по способу подачи топлива. Также важной характеристикой ГБЦ является "безвтыковость". Большинство современных двигателей имеют высокую степень сжатия и при обрыве ремня ГРМ если клапан будет окрыт, то поршень в верхнем положении упрётся в него. Если это произойдёт при работающем двигателе, то неизбежны механические повреждения, как правило это загиб клапанов.

    Первые головки блока цилиндров как и сами блоки изготавливались из чугуна, но потом их стали делать из алюминия. Я думаю, это было сделано из-за высокой теплопроводности алюминия, отчего с одной стороны температура ГБЦ более равномерная, а с другой стороны при высоких нагрузках проще отводить тепло без перегрева двигателя.

    В рядных двигателях ГБЦ одна, но у крупных двигателей встречаются и индивидуальные головки для каждого из цилиндров. Еслли двигатель V-образный, то ГБЦ уже две. Так как в таком случае двигатель представляет из себя пару объединённых рядных двигателей.

    На современных двигателях с чугунными блоками цилиндров ГБЦ, как правило, крепится прочными болтами. Причём при сборке во избежание выгибания ГБЦ болты затягиваются в особом порядке в несколько подходов. Откручивать ГБЦ рекомендуется также, постепенно ослабляя болты. В случае выгибания ГБЦ, например вследствие перегрева, её необходимо шлифовать, восстанавливая идеальную плоскость. Если этого не сделать, то высокий риск получить течь масла или оохлаждающей жидкости.

    Если не считать коллектора, то ГБЦ - это самая горячая часть двигателя. Это нужно в том числе и для повышения КПД двигателя, так как к моменту воспламенения смеси она подогреваетя до оптимальной температуры, при которой сгорание смеси происходит оптимальным образом. Рабочая температура ГБЦ - 110-120 градусов. Охлаждающая жидкость на выходе из ГБЦ имеет температуру 90-100 градусов.

    Поскольку в ГБЦ есть много подвижных частей, при их износе возникают неполадки в работе двигателя. Наиболее популярные проблемы - это износ направляющих втулок и маслосъёмных колпачков. При больших пробегах происходит износ ГРМ.

    Тюнинг ГБЦ одна из самых популярных тем. Как правило всё ограничивается расточкой каналов и их полировкой. Однако к данному вопросу надо подходить комплексно. Немало интересных видео по теме есть на ютуб канале veicomer.

Оснастка для скругления втулок клапанов

    Уже многократно экспериментально было подтверждено, что главное ограничение мощности 402го двигателя - это впуск. То есть, если позволим дышать ему более свободно это приведёт к росту мощности. Объективные цифры были получены в статье про вакуумметр, где было показано, насколько падает разрежение во впускном коллекторе при росте оборотов двигателя без нагрузки. Для улучшения наполнения двигателя планируется несколько доработок. Может и не новых, но с весьма оригинальной реализацией.

    Данная статья называется часть 0, так как это только подготовка оснастки, сама доработка будет делаться летом. Целью технологии, описываемой в данной статье является снижение аэродинамических потерь, создаваемых втулкой клапана. Нередко их тупо стачивают вровень со стенками канала. Но у этого способа два больших минуса. Первый - за счёт уменьшения плеча рычага сильно сокращается ресурс втулки, она быстро сносится. Второй недостаток "сбривания" втулки - ухудшение охлаждения клапана. Клапан наряду со свечой - это самые горячие части камеры сгорания, они же потенциальные очаги возникновения детонации. Помимо всего прочего, перегретый клапан увеличивается в размере, от чего рабочая фаска смещается, что не несёт ничего хорошего. Таким образом, даже популярная заточка под конус втулки имеет ту же проблему ухудшения отвода тепла от клапан. Однако в стоке клапан имеет плохо обтекаемую форму, и делать с ним что-то нужно. Поразмыслив, решил придать его концу идеально обтекаемую форму - шар. По итогу я в ресурсе не потеряю, и в отводе тепла, а аэродинамика немного улучшится.

    Думал изготовить необходимую фрезу самостоятельно, но нашёл спасение у наших китайских друзей:

Поскольку втулка диаметром 17 мм, взял фрезу на 18 мм. Изначально фреза предназначена для вытачивания шаров для бус из дерева, сперва доска проходится с одной стороны наполовину, затем с другой стороны насквозь. Для задачи стачивания втулки нужно изготовить центрирующую втулку, с отверстием диаметром в 2 мм:
Проходится втулка без особых усилий, кромка фрезы после прохождения не претерпела изменений, то есть как минимум на 1 ГБЦ её должно хватить:
По итогу получилась обтекаемая форма без сокращения ресурса втулки. Также из плюсов технологии - можно обработать существующие втулки без их выпрессовки:
Наглядное сравнение втулки до и после обработки:

   

Фотогалерея