Hver forbrændingsmotor indeholder et cylinderhoved (cylinderhoved) - en vigtig del, der sammen med stempelhovedet danner et forbrændingskammer og spiller en vigtig rolle i driften af individuelle systemer i kraftenheden.Læs alt om topstykker, deres typer, design, anvendelighed, vedligeholdelse og reparation i denne artikel.
Hvad er et cylinderhoved?
Topstykket (cylinderhovedet) er en forbrændingsmotorenhed monteret i toppen af cylinderblokken.
Cylinderhovedet er en af hoveddelene af forbrændingsmotoren, det sikrer dens funktion og bestemmer dens vigtigste ydeevneegenskaber.Men hovedet er betroet en række funktioner:
• Dannelse af forbrændingskamre - i den nederste del af hovedet, placeret direkte over cylinderen, udføres et forbrændingskammer (delvist eller fuldstændigt), dets fulde volumen dannes, når TDC-stemplet nås;
• Tilførsel af luft eller brændstof-luftblanding til forbrændingskammeret - de tilsvarende kanaler (indtag) er lavet i cylinderhovedet;
• Fjernelse af udstødningsgasser fra forbrændingskamrene - de tilsvarende kanaler (udstødning) er lavet i cylinderhovedet;
• Køling af kraftenheden - i cylinderhovedet er der kanaler i vandkappen, gennem hvilke kølevæsken cirkulerer;
• Sikring af driften af gasfordelingsmekanismen (timing) - ventiler er placeret i hovedet (med alle relaterede dele - bøsninger, sæder), som åbner og lukker indsugnings- og udstødningskanalerne i overensstemmelse med motorens slag.Hele timingen kan også være placeret på hovedet - knastakslen (akslerne) med deres lejer og gear, ventildrevet, ventilfjedre og andre relaterede dele;
• Smøring af timingdele - kanaler og beholdere er lavet i hovedet, gennem hvilke olie strømmer til overfladerne af gnidningsdele;
• Sikring af driften af brændstofindsprøjtningssystemet (i diesel- og indsprøjtningsmotorer) og/eller tændingssystemet (i benzinmotorer) - brændstofinjektorer og/eller tændrør med tilhørende dele (såvel som dieselgløderør) er monteret på hoved;
• Fungerer som en kropsdel til montering af forskellige komponenter - indsugnings- og udstødningsmanifolder, sensorer, rør, beslag, ruller, dæksler og andre.
På grund af en så bred vifte af funktioner stilles der strenge krav til cylinderhovedet, og dets design kan være ret komplekst.Også i dag er der mange typer hoveder, hvor den beskrevne funktionalitet er implementeret på den ene eller anden måde.
Typer af cylinderhoveder
Cylinderhovederne adskiller sig i design, type og placering af forbrændingskammeret, tilstedeværelsen og typen af timing samt formålet og nogle funktioner.
cylinderhoveder kan have et af fire designs:
• Fælles hoved for alle cylindre i rækkemotorer;
• Fælles hoveder til en række cylindre i V-formede motorer;
• Separate hoveder til flere cylindre i flercylindrede rækkemotorer;
• Individuelle topstykker i enkelt-, to- og multicylindrede inline-, V-formede og andre motorer.
De vigtigste typer forbrændingskamre i forbrændingsmotorer
I konventionelle 2-6-cylindrede rækkemotorer bruges almindelige hoveder oftest til at dække alle cylindre.På V-formede motorer bruges både cylinderhoveder, der er fælles for en række cylindere, og individuelle hoveder for hver cylinder (for eksempel bruger otte-cylindrede KAMAZ 740-motorer separate hoveder for hver cylinder).Separate cylinderhoveder af in-line motorer bruges meget sjældnere, normalt dækker et hoved 2 eller 3 cylindre (for eksempel i sekscylindrede dieselmotorer MMZ D-260 er to hoveder installeret - et til 3 cylindre).Individuelle topstykker bruges på kraftfulde in-line dieselmotorer (for eksempel på Altai A-01 dieselmotorer) såvel som på kraftenheder med et specielt design (boxer to-cylindret, stjerne osv.).Og naturligvis kan kun individuelle hoveder bruges på encylindrede motorer, som også udfører funktionerne som en luftkølet radiator.
I henhold til placeringen af forbrændingskammeret er der tre typer hoveder:
• Med et forbrændingskammer i cylinderhovedet - i dette tilfælde bruges et stempel med en flad bund, eller med en forskyder;
• Med et forbrændingskammer i cylinderhovedet og i stemplet - i dette tilfælde udføres en del af forbrændingskammeret i stempelhovedet;
• Med et forbrændingskammer i stemplet - i dette tilfælde er den nederste overflade af cylinderhovedet flad (men der kan være udsparinger til montering af ventiler i en skrå stilling).
Samtidig kan forbrændingskamre have forskellige former og konfigurationer: sfæriske og halvkugleformede, hofteformede, kile- og halvkile, flad-ovale, cylindriske, komplekse (kombineret).
Ifølge tilstedeværelsen af timingdele er enhedens leder:
• Uden timing - hoveder på flercylindrede lavventils- og enkeltcylindrede totaktsventilløse motorer;
• Med ventiler, vippearme og relaterede komponenter - motorhoveder med en lavere knastaksel, er alle dele placeret på toppen af topstykket;
• Med fuld timing - knastaksel, ventildrev og ventiler med relaterede dele, er alle dele placeret i den øverste del af hovedet.
Endelig kan hovederne efter deres formål opdeles i mange typer - til diesel-, benzin- og gasmotorer, til lavhastigheds- og forcerede motorer, til vand- og luftkølede forbrændingsmotorer osv. I alle disse tilfælde , cylinderhoveder har visse designfunktioner - dimensioner, tilstedeværelsen af køle- eller finnekanaler, formen af forbrændingskamrene osv. Men generelt er designet af alle disse hoveder grundlæggende det samme.
cylinderhoved design
Sektion af cylinderhovedet
Strukturelt er topstykket en massiv støbt del lavet af et materiale med høj varmeledningsevne - i dag er det oftest aluminiumslegeringer, hvidt støbejern og nogle andre legeringer bruges også.Alle dele af systemerne, der er placeret i det, er dannet i hovedet - indsugnings- og udstødningskanaler, ventilhuller (ventilstyrebøsninger presses ind i dem), forbrændingskamre, ventilsæder (de kan være lavet af hårdere legeringer), støtteflader til montering timing dele, brønde og monteringsgevindhuller til montering af stearinlys og/eller dyser, kølesystemkanaler, smøresystemkanaler, Hvis hovedet er beregnet til en motor med en overliggende knastaksel, dannes en seng på dens øvre overflade til lægning af akslen (gennem liners).
På topstykkets sideflader er der dannet påfyldningsflader til montering af indsugnings- og udstødningsmanifolderne.Installationen af disse dele udføres gennem tætningspakninger, der udelukker luftlækage og udstødningslækage.På moderne motorer udføres installationen af disse og andre komponenter på hovedet ved hjælp af stifter og møtrikker.
På den nederste overflade af topstykket er der lavet en påfyldningsflade til montering på blokken.For at sikre tætheden af kølesystemets forbrændingskamre og kanaler er en pakning placeret mellem cylinderhovedet og forretningscentret.Forsegling kan udføres af konventionelle pakninger lavet af paronit, gummibaserede materialer osv., men i de senere år er der i stigende grad blevet brugt såkaldte metalpakker - kobberbaserede kompositpakninger med syntetiske indsatser.
Den øverste del af hovedet er lukket med et låg (stemplet metal eller plast) med en oliepåfyldningshals og en prop.Montering af dækslet udføres gennem pakningen.Dækslet beskytter timing dele, ventiler og fjedre mod snavs og skader, og forhindrer også oliespild, mens bilen kører.
Cylinderhoved design
Installation af cylinderhovedet på blokken udføres ved hjælp af tappe eller bolte.Knopper er mere at foretrække til aluminiumsblokke, da de giver en pålidelig klemme på hovedet og jævnt fordeler belastningerne i blokkens krop.
Cylinderhovederne på luftkølede motorer (motorcykel, scooter og andre) har finner på den ydre overflade - tilstedeværelsen af finner øger i høj grad hovedets overfladeareal, hvilket sikrer dens effektive afkøling af den modkørende luftstrøm.
Problemer med vedligeholdelse, reparation og udskiftning af topstykke
Cylinderhovedet og komponenterne monteret på det udsættes for betydelige belastninger, hvilket fører til deres intensive slid og nedbrud.Som regel er fejl i selve hovedet sjældne - disse er forskellige deformationer, revner, skader på grund af korrosion osv. Til udskiftning skal du vælge et hoved af samme type og katalognummer, ellers falder delen simpelthen ikke ind i sted (uden ændringer).
Oftest forekommer cylinderhovednedbrud i de systemer, der er installeret på det - timing, smøring osv. Normalt er dette slid på ventilsæder og bøsninger, selve ventilerne, drivdele, knastaksel osv. I alle disse tilfælde udskiftes defekte dele eller repareret.Men i en garage er nogle typer reparationer vanskelige at udføre, for eksempel er presning og presning af ventilstyrebøsninger, lapning af ventilsæder og andet arbejde kun muligt med et specialværktøj.
Der skal lægges særlig vægt på den korrekte installation af cylinderhovedet.Det er vigtigt at huske, at cylinderhovedpakningen er til engangsbrug, den skal ændres, hvis hovedet demonteres, geninstallation af denne del er uacceptabel.Ved montering af cylinderhovedet skal den korrekte rækkefølge af stramning af fastgørelsesanordninger (bolte eller bolte) overholdes: normalt begynder arbejdet fra midten af hovedet med bevægelse mod kanterne.Med denne stramning er belastningen på hovedet jævnt fordelt, og uacceptable deformationer forhindres.
Under driften af bilen skal vedligeholdelse af hovedet og de systemer, der er placeret i det, udføres i overensstemmelse med producentens instruktioner og anbefalinger.Med rettidig vedligeholdelse og reparation vil topstykket og hele motoren fungere pålideligt og effektivt.
Indlægstid: 21. august 2023