Cada motor de combustión interna contén unha culata (cabeza de cilindro), unha parte importante que, xunto coa cabeza do pistón, forma unha cámara de combustión e desempeña un papel importante no funcionamento dos sistemas individuais da unidade de potencia.Lea todo sobre as cabezas de cilindros, os seus tipos, deseño, aplicabilidade, mantemento e reparación neste artigo.
Que é unha cabeza de cilindro?
A culata (cabeza do cilindro) é unha unidade de motor de combustión interna montada na parte superior do bloque de cilindros.
A culata é unha das partes principais do motor de combustión interna, garante o seu funcionamento e determina as súas principais características de rendemento.Pero o xefe ten varias funcións:
• Formación de cámaras de combustión: na parte inferior da cabeza, situada directamente sobre o cilindro, realízase unha cámara de combustión (parcialmente ou completamente), o seu volume total fórmase cando se alcanza o pistón TDC;
• Subministro de aire ou mestura de aire-combustible á cámara de combustión: as canles correspondentes (admisión) realízanse na culata;
• Eliminación dos gases de escape das cámaras de combustión: as canles correspondentes (escape) realízanse na culata;
• Refrixeración da unidade de potencia: na culata hai canles da camisa de auga polas que circula o refrixerante;
• Asegurar o funcionamento do mecanismo de distribución de gas (tempo) - as válvulas están situadas na cabeza (con todas as pezas relacionadas - casquillos, asentos) que abren e pechan as canles de admisión e escape de acordo coas carreiras do motor.Ademais, toda a sincronización pódese situar na cabeza: o eixe de levas (eixes) cos seus rodamentos e engrenaxes, a transmisión da válvula, os resortes da válvula e outras pezas relacionadas;
• Lubricación das pezas de temporización: os canles e os recipientes están feitos na cabeza, a través dos cales o aceite flúe cara ás superficies das pezas de rozamento;
• Asegurar o funcionamento do sistema de inxección de combustible (en motores diésel e de inxección) e/ou do sistema de ignición (en motores de gasolina): os inxectores de combustible e/ou bujías con pezas relacionadas (así como as bujías de incandescencia diésel) están montados no cabeza;
• Actuando como parte do corpo para a montaxe de varios compoñentes: colectores de admisión e escape, sensores, tubos, soportes, rolos, tapas e outros.
Debido a unha gama tan ampla de funcións, impóñense requisitos estritos á cabeza do cilindro e o seu deseño pode ser bastante complexo.Tamén hoxe en día existen moitos tipos de cabezales nos que a funcionalidade descrita se implementa dunha ou doutra forma.
Tipos de culatas
As culatas difiren no deseño, tipo e localización da cámara de combustión, a presenza e o tipo de sincronización, así como a finalidade e algunhas características.
As cabezas de cilindro poden ter un dos catro deseños:
• Cabeza común para todos os cilindros dos motores en liña;
• Cabezas comúns para unha fila de cilindros en motores en forma de V;
• Cabezas separadas para varios cilindros de motores multicilindros en liña;
• Culatas individuais en motores mono, dous e varios cilindros en liña, en V e outros.
Os principais tipos de cámaras de combustión dos motores de combustión interna
Nos motores convencionais de 2 ou 6 cilindros en liña, as cabezas comúns úsanse con máis frecuencia para cubrir todos os cilindros.Nos motores en forma de V, utilízanse ambas culatas comúns a unha fila de cilindros e cabezas individuais para cada cilindro (por exemplo, os motores KAMAZ 740 de oito cilindros usan cabezas separadas para cada cilindro).As culatas separadas dos motores en liña utilízanse con moita menos frecuencia, normalmente unha culata cobre 2 ou 3 cilindros (por exemplo, nos motores diésel de seis cilindros MMZ D-260 instálanse dúas cabezas: unha para 3 cilindros).As culatas individuais úsanse en potentes motores diésel en liña (por exemplo, nos motores diésel Altai A-01), así como en unidades de potencia de deseño especial (boxer de dous cilindros, estrela, etc.).E, naturalmente, só se poden usar cabezas individuais nos motores monocilíndricos, que tamén realizan as funcións dun radiador arrefriado por aire.
Segundo a localización da cámara de combustión, hai tres tipos de cabezas:
• Cunha cámara de combustión na culata - neste caso, utilízase un pistón con fondo plano ou que ten un desplazador;
• Cunha cámara de combustión na culata e no pistón - neste caso, parte da cámara de combustión realízase na cabeza do pistón;
• Cunha cámara de combustión no pistón: neste caso, a superficie inferior da culata é plana (pero pode haber rebaixes para instalar válvulas en posición inclinada).
Ao mesmo tempo, as cámaras de combustión poden ter diferentes formas e configuracións: esféricas e semiesféricas, en cadeira, en cuña e semicuña, plana-ovalada, cilíndrica, complexa (combinada).
Segundo a presenza de pezas de temporización, os xefes da unidade son:
• Sen tempo: cabezas de motores de válvulas baixas multicilindros e de dous tempos sen válvulas de cilindro único;
• Con válvulas, balancíns e compoñentes relacionados: cabezas do motor cun eixe de levas inferior, todas as pezas están situadas na parte superior da culata;
• Con sincronización completa: árbore de levas, accionamento da válvula e válvulas con pezas relacionadas, todas as pezas están situadas na parte superior da cabeza.
Finalmente, as cabezas pódense dividir segundo o seu propósito en moitos tipos: para unidades de potencia diésel, gasolina e gas, para motores de baixa velocidade e forzados, para motores de combustión interna refrixerados por auga e por aire, etc. En todos estes casos. , as culatas teñen certas características de deseño: dimensións, presenza de canles de refrixeración ou aletas, a forma das cámaras de combustión, etc. Pero, en xeral, o deseño de todas estas cabezas é fundamentalmente o mesmo.
deseño de culata
Sección da culata
Estruturalmente, a culata é unha peza de fundición sólida feita dun material con alta condutividade térmica; hoxe en día tamén se usan aliaxes de aluminio, ferro fundido branco e algunhas outras aliaxes.Todas as partes dos sistemas situados nela están formadas na cabeza: canles de admisión e escape, orificios de válvulas (os casquiños de guía de válvulas están presionados neles), cámaras de combustión, asentos de válvulas (poden estar feitos de aliaxes máis duras), superficies de apoio para a montaxe. pezas de temporización, pozos e orificios roscados de montaxe para instalar velas e / ou boquillas, canles do sistema de refrixeración, canles do sistema de lubricación, Se a cabeza está destinada a un motor cun árbol de levas en cabeza, na súa superficie superior fórmase unha cama para colocar o eixe. (a través dos forros).
Nas superficies laterais da culata fórmanse superficies de recheo para montar os colectores de admisión e escape.A instalación destas pezas realízase mediante xuntas de selado que exclúen as fugas de aire e as fugas de escape.Nos motores modernos, a instalación destes e outros compoñentes na cabeza realízase mediante tacos e porcas.
Na superficie inferior da culata está feita unha superficie de recheo para montar no bloque.Para garantir a estanqueidade das cámaras de combustión e das canles do sistema de refrixeración, unha xunta está situada entre a culata e o centro de negocios.O selado pódese realizar mediante xuntas convencionais feitas de paronita, materiais a base de caucho, etc., pero nos últimos anos utilízanse cada vez máis os chamados paquetes metálicos: xuntas compostas a base de cobre con insercións sintéticas.
A parte superior da cabeza péchase cunha tapa (metálica estampada ou plástico) cun pescozo de recheo de aceite e un tapón.A instalación da tapa realízase a través da xunta.A cuberta protexe as pezas de distribución, as válvulas e os resortes da sucidade e danos, e tamén evita o vertido de aceite mentres o coche está en movemento.
Deseño de cabeza de cilindro
A instalación da culata no bloque realízase mediante espárragos ou parafusos.Os cravos son máis preferibles para os bloques de aluminio, xa que proporcionan unha abrazadeira fiable na cabeza e distribúen uniformemente as cargas no corpo do bloque.
As culatas dos motores arrefriados por aire (motocicletas, scooters e outros) teñen aletas na superficie exterior: a presenza de aletas aumenta moito a superficie da cabeza, garantindo o seu arrefriamento efectivo polo fluxo de aire que se achega.
Cuestións de mantemento, reparación e substitución da culata
A culata e os compoñentes montados nela están sometidos a cargas importantes, o que leva ao seu intenso desgaste e avaría.Como regra xeral, o mal funcionamento da cabeza en si é pouco frecuente: son varias deformacións, fendas, danos debido á corrosión, etc. Para a substitución, debes seleccionar unha cabeza do mesmo tipo e número de catálogo, se non, a peza simplemente non caerá en lugar (sen modificacións).
Na maioría das veces, as avarías da culata ocorren nos sistemas instalados nela: temporización, lubricación, etc. Normalmente trátase de desgaste dos asentos e casquillos das válvulas, das propias válvulas, das pezas de transmisión, do árbol de levas, etc. En todos estes casos, substitúense as pezas defectuosas. ou reparado.Non obstante, nun garaxe, algúns tipos de reparación son difíciles de realizar, por exemplo, presionar e presionar os casquiños de guía de válvulas, asentos de válvulas e outros traballos só é posible cunha ferramenta especial.
Debe prestarse especial atención á correcta instalación da culata.É importante lembrar que a xunta de culata é desbotable, debe cambiarse se se desmonta a culata, a reinstalación desta parte é inaceptable.Ao instalar a culata, debe observarse a orde correcta de aperte dos parafusos (pernos ou parafusos): normalmente o traballo comeza desde o medio da cabeza co movemento cara aos bordos.Con este apertado, a carga sobre a cabeza distribúese uniformemente e impídense deformacións inaceptables.
Durante o funcionamento do coche, o mantemento da cabeza e dos sistemas situados nel debe realizarse de acordo coas instrucións e recomendacións do fabricante.Cun mantemento e reparación oportunos, a culata e todo o motor funcionarán de forma fiable e eficiente.
Hora de publicación: 21-Ago-2023