各内燃機関にはシリンダー ヘッド (シリンダー ヘッド) が含まれています。シリンダー ヘッドは、ピストン ヘッドとともに燃焼室を形成し、パワー ユニットの個々のシステムの動作に重要な役割を果たします。この記事では、シリンダー ヘッド、その種類、設計、適用性、メンテナンス、修理についてすべてをお読みください。
シリンダーヘッドとは何ですか？
シリンダーヘッド（シリンダーヘッド）は、シリンダーブロックの上部に取り付けられる内燃機関ユニットです。
シリンダー ヘッドは内燃エンジンの主要部品の 1 つであり、内燃エンジンの機能を確保し、主な性能特性を決定します。しかし、頭部には多くの機能が任されています。
• 燃焼室の形成 - シリンダーの真上に位置するヘッドの下部で、燃焼室が (部分的または完全に) 形成され、TDC ピストンに達したときにその全容積が形成されます。
• 燃焼室への空気または燃料と空気の混合物の供給 - 対応するチャネル (吸気) がシリンダー ヘッド内に作られます。
• 燃焼室からの排気ガスの除去 - 対応するチャネル (排気) がシリンダー ヘッド内に作られます。
• パワーユニットの冷却 - シリンダーヘッドには、冷却剤が循環するウォータージャケットのチャネルがあります。
• ガス分配機構 (タイミング) の動作の確保 - バルブはヘッド (すべての関連部品 - ブッシング、シート) に配置されており、エンジンのストロークに応じて吸気チャネルと排気チャネルを開閉します。また、カムシャフト（シャフト）とそのベアリングやギア、バルブドライブ、バルブスプリング、その他の関連部品など、タイミング全体をヘッド上に配置することができます。
• タイミング部品の潤滑 - ヘッド内に溝と容器が作られており、そこを通って摩擦部品の表面にオイルが流れます。
• 燃料噴射システム (ディーゼルおよび噴射エンジンの場合) および/または点火システム (ガソリン エンジンの場合) の動作を確保する - 燃料噴射装置および/または点火プラグと関連部品 (ディーゼル グロー プラグ) は、エンジンに取り付けられています。頭;
・吸排気マニホールド、センサー、パイプ、ブラケット、ローラー、カバー等の各種部品を取り付けるボディパーツとして機能します。
このように幅広い機能があるため、シリンダー ヘッドには厳しい要件が課され、その設計は非常に複雑になる場合があります。また、今日では、説明した機能が何らかの方法で実装されている多くのタイプのヘッドが存在します。
シリンダーヘッドの種類
シリンダーヘッドは、設計、燃焼室のタイプと位置、タイミングの有無とタイプ、さらには目的といくつかの機能が異なります。
シリンダー ヘッドは、次の 4 つのデザインのいずれかを選択できます。
• 直列エンジンの全シリンダーに共通のヘッド。
• V 字型エンジンの 1 列のシリンダーに共通のヘッド。
• 多気筒直列エンジンの複数のシリンダーに個別のヘッド。
• 単気筒、2 気筒、多気筒の直列エンジン、V 型エンジン、その他のエンジンの個々のシリンダー ヘッド。
内燃機関の燃焼室の主な種類
従来の2～6気筒の直列エンジンでは、全気筒を共通のヘッドでカバーすることがほとんどでした。V 字型エンジンでは、1 列のシリンダーに共通のシリンダー ヘッドと各シリンダーの個別のヘッドの両方が使用されます (たとえば、8 気筒の KAMAZ 740 エンジンはシリンダーごとに個別のヘッドを使用します)。直列エンジンの個別のシリンダー ヘッドが使用される頻度ははるかに低く、通常は 1 つのヘッドで 2 つまたは 3 つのシリンダーをカバーします (たとえば、6 気筒ディーゼル エンジン MMZ D-260 では、3 シリンダーに 1 つずつ、2 つのヘッドが取り付けられます)。個別のシリンダー ヘッドは、強力な直列ディーゼル エンジン (アルタイ A-01 ディーゼル エンジンなど) だけでなく、特別な設計のパワー ユニット (ボクサー 2 気筒、スターなど) にも使用されます。そして当然のことながら、単気筒エンジンでは個別のヘッドのみが使用でき、空冷ラジエーターの機能も果たします。
燃焼室の位置に応じて、次の 3 種類のヘッドがあります。
• シリンダーヘッドに燃焼室がある - この場合、平底のピストンが使用されるか、ディスプレーサーが付いています。
• シリンダーヘッドとピストン内に燃焼室がある - この場合、燃焼室の一部はピストンヘッド内で実行されます。
• ピストン内に燃焼室がある - この場合、シリンダーヘッドの下面は平らです (ただし、バルブを傾斜した位置に取り付けるための凹部がある場合があります)。
同時に、燃焼室は、球形と半球形、寄棟形、くさび形と半くさび形、平らな楕円形、円筒形、複雑な（組み合わせた）ものなど、さまざまな形状と構成を持つことができます。
タイミングパーツの有無に応じて、ユニットのヘッドは次のとおりです。
• タイミングなし - 多気筒低バルブおよび単気筒 2 ストローク バルブレス エンジンのヘッド。
• バルブ、ロッカー アーム、および関連コンポーネント (下部カムシャフトを備えたエンジン ヘッド) では、すべての部品がシリンダー ヘッドの上部に配置されています。
• フルタイミング - カムシャフト、バルブドライブ、バルブと関連部品、すべての部品がヘッドの上部に配置されています。
最後に、ヘッドは目的に応じて、ディーゼル、ガソリン、ガスパワーユニット用、低速および強制エンジン用、水冷および空冷内燃エンジン用など、多くのタイプに分類できます。これらすべての場合において、 、シリンダー ヘッドには、寸法、冷却またはフィン チャネルの存在、燃焼室の形状など、特定の設計上の特徴があります。しかし、一般に、これらすべてのヘッドの設計は基本的に同じです。
シリンダーヘッドの設計
シリンダーヘッドの断面
構造的には、シリンダーヘッドは熱伝導率の高い材料で作られた固体鋳造部品であり、現在ではアルミニウム合金、白鋳鉄、その他の合金が使用されることがほとんどです。その中にあるシステムのすべての部品は、吸気および排気チャネル、バルブ穴 (バルブガイドブッシュが圧入されている)、燃焼室、バルブシート (より硬質な合金で作られる場合がある)、取り付け用の支持面など、ヘッド内に形成されています。タイミング部品、キャンドルおよび/またはノズルを取り付けるためのウェルおよび取り付けネジ穴、冷却システムチャネル、潤滑システムチャネル、ヘッドがオーバーヘッドカムシャフトを備えたエンジン用である場合、シャフトを敷設するためのベッドがその上面に形成されます（ライナーを通して）。
シリンダヘッドの側面には、吸気マニホールドおよび排気マニホールドを取り付けるための充填面が形成されている。これらの部品の取り付けは、空気漏れや排気漏れを防ぐシーリングガスケットを介して行われます。最新のエンジンでは、これらおよびその他のコンポーネントのヘッドへの取り付けは、スタッドとナットによって行われます。
シリンダーヘッドの下面には、ブロックに取り付けるための充填面が作られています。燃焼室と冷却システムのチャネルの気密性を確保するために、シリンダー ヘッドとビジネス センターの間にガスケットが配置されています。シールにはパロナイトやゴム系材料などを使用した従来のガスケットが使用されますが、近年では合成インサートを使用した銅系複合ガスケット、いわゆるメタルパケットの使用が増えています。
ヘッドの上部は、オイルフィラーネックとストッパーを備えた蓋（プレス加工された金属またはプラスチック）で閉じられています。カバーの取り付けはガスケットを介して行われます。カバーはタイミング部品、バルブ、スプリングを汚れや損傷から保護し、走行中のオイルの流出も防ぎます。
シリンダーヘッドの設計
シリンダーヘッドのブロックへの取り付けはスタッドまたはボルトによって行われます。スタッドは、ヘッドに信頼性の高いクランプを提供し、ブロック本体の荷重を均等に分散するため、アルミニウム ブロックの方が適しています。
空冷エンジン (オートバイ、スクーターなど) のシリンダー ヘッドには外面にフィンが付いています。フィンの存在によりヘッドの表面積が大幅に増加し、到来する空気の流れによる効果的な冷却が保証されます。
シリンダーヘッドのメンテナンス、修理、交換の問題
シリンダーヘッドとそれに取り付けられたコンポーネントには大きな負荷がかかり、激しい摩耗や故障につながります。原則として、ヘッド自体の故障はまれです。これらは、さまざまな変形、亀裂、腐食による損傷などです。交換の場合は、同じタイプとカタログ番号のヘッドを選択する必要があります。そうしないと、部品は単純に該当しません。場所（変更なし）。
ほとんどの場合、シリンダーヘッドの故障は、タイミングや潤滑など、シリンダーヘッドに取り付けられているシステムで発生します。通常、これはバルブシートやブッシュ、バルブ自体、駆動部品、カムシャフトなどの摩耗です。これらすべての場合、欠陥のある部品は交換されます。または修理されました。しかし、整備工場ではバルブガイドブッシュの圧入やバルブシートのラッピングなど、専用工具がないとできない修理もございます。
シリンダーヘッドの正しい取り付けには特に注意を払う必要があります。シリンダーヘッドガスケットは使い捨てであることを覚えておくことが重要です。ヘッドが分解された場合は交換する必要があり、この部品の再取り付けは受け入れられません。シリンダーヘッドを取り付けるときは、留め具（スタッドまたはボルト）を締める正しい順序に従う必要があります。通常、作業はヘッドの中央から始まり、端に向かって移動します。この締め付けにより、ヘッドにかかる負荷が均等に分散され、許容できない変形が防止されます。
車の運転中、ヘッドとその中にあるシステムのメンテナンスは、メーカーの指示と推奨に従って実行する必要があります。タイムリーなメンテナンスと修理により、シリンダーヘッドとエンジン全体が確実かつ効率的に機能します。
投稿日時: 2023 年 8 月 21 日