Každý spalovací motor obsahuje hlavu válce (hlavu válce) - důležitou součást, která spolu s hlavou pístu tvoří spalovací prostor, a hraje důležitou roli při provozu jednotlivých systémů pohonné jednotky.Přečtěte si vše o hlavách válců, jejich typech, konstrukci, použitelnosti, údržbě a opravách v tomto článku.
Co je to hlava válců?
Hlava válců (hlava válců) je jednotka spalovacího motoru namontovaná v horní části bloku válců.
Hlava válců je jednou z hlavních částí spalovacího motoru, zajišťuje jeho fungování a určuje jeho hlavní výkonové charakteristiky.Ale hlavě je svěřena řada funkcí:
• Vytváření spalovacích komor - ve spodní části hlavy, umístěné přímo nad válcem, se provádí spalovací komora (částečně nebo úplně), její plný objem se vytvoří při dosažení pístu TDC;
• Přívod vzduchu nebo směsi paliva a vzduchu do spalovací komory - odpovídající kanály (sání) jsou vytvořeny v hlavě válců;
• Odvod výfukových plynů ze spalovacích komor - odpovídající kanály (výfuk) jsou vytvořeny v hlavě válců;
• Chlazení pohonné jednotky - v hlavě válců jsou kanály vodního pláště, kterými cirkuluje chladicí kapalina;
• Zajištění činnosti mechanismu rozvodu plynu (časování) - v hlavě (se všemi souvisejícími díly - pouzdra, sedla) jsou umístěny ventily, které otevírají a zavírají sací a výfukové kanály podle zdvihů motoru.Také celé rozvody mohou být umístěny na hlavě - vačkový hřídel (hřídele) s jejich ložisky a ozubenými koly, pohon ventilů, pružiny ventilů a další související části;
• Mazání dílů rozvodu - v hlavě jsou vytvořeny kanály a nádobky, kterými proudí olej na povrchy třecích dílů;
• Zajištění činnosti systému vstřikování paliva (u vznětových a vstřikovacích motorů) a/nebo systému zapalování (u zážehových motorů) - vstřikovače paliva a/nebo zapalovací svíčky s příslušnými díly (stejně jako žhavicí svíčky nafty) jsou namontovány na hlava;
• Slouží jako část karoserie pro montáž různých komponentů - sací a výfukové potrubí, čidla, potrubí, držáky, válečky, kryty a další.
Kvůli tak široké škále funkcí jsou na hlavu válců kladeny přísné požadavky a její konstrukce může být poměrně složitá.Také dnes existuje mnoho typů hlav, ve kterých je popsaná funkčnost implementována tak či onak.
Typy hlav válců
Hlavy válců se liší konstrukcí, typem a umístěním spalovací komory, přítomností a typem časování, jakož i účelem a některými vlastnostmi.
hlavy válců mohou mít jedno ze čtyř provedení:
• Společná hlava pro všechny válce v řadových motorech;
• Společné hlavy pro jednu řadu válců u motorů ve tvaru V;
• Samostatné hlavy pro více válců víceválcových řadových motorů;
• Jednotlivé hlavy válců v jedno-, dvou- a víceválcových řadových motorech, ve tvaru V a jiných motorech.
Hlavní typy spalovacích prostorů spalovacích motorů
U běžných 2-6válcových řadových motorů se pro pokrytí všech válců nejčastěji používají běžné hlavy.U motorů tvaru V se používají obě hlavy válců společné pro jednu řadu válců a samostatné hlavy pro každý válec (např. osmiválcové motory KAMAZ 740 používají samostatné hlavy pro každý válec).Samostatné hlavy válců řadových motorů se používají mnohem méně často, obvykle jedna hlava pokrývá 2 nebo 3 válce (například u šestiválcových dieselových motorů MMZ D-260 jsou instalovány dvě hlavy - jedna pro 3 válce).Jednotlivé hlavy válců se používají na výkonných řadových vznětových motorech (například na dieselových motorech Altai A-01), jakož i na pohonných jednotkách speciální konstrukce (boxerové dvouválce, hvězdice atd.).A u jednoválcových motorů, které plní i funkce vzduchem chlazeného chladiče, lze přirozeně použít pouze jednotlivé hlavy.
Podle umístění spalovací komory existují tři typy hlav:
• Se spalovací komorou v hlavě válců - v tomto případě je použit píst s plochým dnem nebo s přetlačovačem;
• Se spalovací komorou v hlavě válce a v pístu - v tomto případě je část spalovacího prostoru provedena v hlavě pístu;
• Se spalovací komorou v pístu - v tomto případě je spodní plocha hlavy válců rovná (ale mohou zde být vybrání pro instalaci ventilů v šikmé poloze).
Současně mohou mít spalovací komory různé tvary a konfigurace: kulové a polokulové, valbové, klínové a poloklínové, plocho-oválné, válcové, komplexní (kombinované).
Podle přítomnosti částí časování jsou hlavou jednotky:
• Bez rozvodu - hlavy víceválcových nízkoventilových a jednoválcových dvoudobých bezventilových motorů;
• U ventilů, vahadel a souvisejících komponent – hlavy motoru se spodním vačkovým hřídelem jsou všechny díly umístěny na horní straně hlavy válců;
• Při plném časování - vačkový hřídel, pohon ventilů a ventily s příslušnými díly jsou všechny díly umístěny v horní části hlavy.
Nakonec lze hlavy rozdělit podle účelu na mnoho typů - pro dieselové, benzínové a plynové pohonné jednotky, pro pomaloběžné a nucené motory, pro vodou chlazené a vzduchem chlazené spalovací motory atd. Ve všech těchto případech , hlavy válců mají určité konstrukční rysy - rozměry, přítomnost chladicích nebo žebrových kanálů, tvar spalovacích komor atd. Ale obecně je konstrukce všech těchto hlav v zásadě stejná.
konstrukce hlavy válců
Řez hlavy válců
Konstrukčně je hlava válců masivní odlitek z materiálu s vysokou tepelnou vodivostí – dnes jsou to nejčastěji slitiny hliníku, používá se i bílá litina a některé další slitiny.V hlavě jsou vytvořeny všechny části systémů v ní umístěné - sací a výfukové kanály, ventilové otvory (do nich jsou zalisována vodicí pouzdra ventilů), spalovací komory, sedla ventilů (mohou být vyrobena z tvrdších slitin), nosné plochy pro montáž díly časování, jímky a montážní závitové otvory pro instalaci svíček a / nebo trysek, kanálů chladicího systému, kanálů mazacího systému, Pokud je hlava určena pro motor s vačkovým hřídelem nad hlavou, pak se na její horní ploše vytvoří lože pro položení hřídele (přes vložky).
Na bočních plochách hlavy válců jsou vytvořeny plnicí plochy pro montáž sacího a výfukového potrubí.Instalace těchto dílů se provádí přes těsnící těsnění, která vylučují únik vzduchu a únik výfuku.U moderních motorů se instalace těchto a dalších součástí na hlavu provádí pomocí svorníků a matic.
Na spodní ploše hlavy válců je vytvořena plnicí plocha pro montáž na blok.Pro zajištění těsnosti spalovacích komor a kanálů chladicího systému je mezi hlavou válců a obchodním centrem umístěno těsnění.Těsnění lze provádět běžnými těsněními z paronitu, materiálů na bázi pryže apod., ale v posledních letech se stále více používají tzv. kovové pakety - kompozitní těsnění na bázi mědi se syntetickými vložkami.
Horní část hlavy je uzavřena víčkem (lisovaným kovovým nebo plastovým) s hrdlem pro plnění oleje a zátkou.Montáž krytu se provádí přes těsnění.Kryt chrání díly rozvodů, ventily a pružiny před nečistotami a poškozením a také zabraňuje rozlití oleje za jízdy.
Konstrukce hlavy válců
Montáž hlavy válců na blok se provádí pomocí svorníků nebo šroubů.Čepy jsou vhodnější pro hliníkové bloky, protože poskytují spolehlivé upnutí na hlavě a rovnoměrně rozkládají zatížení v těle bloku.
Hlavy válců vzduchem chlazených motorů (motocyklů, skútrů a dalších) mají na vnějším povrchu žebra - přítomnost žeber značně zvětšuje povrch hlavy a zajišťuje její efektivní chlazení přicházejícím proudem vzduchu.
Problematika údržby, oprav a výměn hlavy válců
Hlava válců a součásti na ní namontované jsou vystaveny značnému zatížení, což vede k jejich intenzivnímu opotřebení a poruchám.Poruchy samotné hlavy jsou zpravidla ojedinělé - jedná se o různé deformace, praskliny, poškození korozí atd. Pro výměnu byste měli vybrat hlavu stejného typu a katalogového čísla, jinak díl prostě nespadne do místo (bez úprav).
Nejčastěji dochází k poruchám hlavy válců v systémech na ní instalovaných - rozvody, mazání atd. Obvykle se jedná o opotřebení sedel ventilů a pouzder, samotných ventilů, hnacích dílů, vačkového hřídele atd. Ve všech těchto případech se vyměňují vadné díly nebo opraveny.V garáži se však některé typy oprav obtížně provádějí, například lisování a lisování vodicích pouzder ventilů, lapování sedel ventilů a další práce je možné pouze pomocí speciálního nástroje.
Zvláštní pozornost by měla být věnována správné instalaci hlavy válců.Je důležité si uvědomit, že těsnění hlavy válců je jednorázové, musí být vyměněno, pokud je hlava demontována, opětovná instalace této části je nepřijatelná.Při instalaci hlavy válců je třeba dodržet správné pořadí utahování upevňovacích prvků (svorníků nebo šroubů): obvykle práce začíná od středu hlavy s pohybem směrem k okrajům.Tímto utažením se zatížení hlavy rovnoměrně rozloží a zabrání se nepřijatelným deformacím.
Během provozu automobilu by měla být údržba hlavy a systémů v ní umístěna v souladu s pokyny a doporučeními výrobce.Při včasné údržbě a opravě bude hlava válců i celý motor fungovat spolehlivě a efektivně.
Čas odeslání: 21. srpna 2023