Cylinderhuvud. Syfte och anordning

En modern förbränningsmotor är en mycket komplex enhet, som innehåller ett stort antal komponenter och delar. Nyckelkomponenten i förbränningsmotorn är cylinderhuvudet (cylinderhuvud). Topplocket, eller helt enkelt huvudet, fungerar som ett slags lock som stänger toppen av förbränningsmotorns cylindrar. Detta är dock långt ifrån det enda funktionella syftet med huvudet. Cylinderhuvudet har en ganska komplex design, och dess tillstånd är kritiskt för normal drift av förbränningsmotorn.

Varje bilist bör förstå enheten i huvudet och förstå hur detta element fungerar.

Cylinderhuvuden tillverkas genom gjutning av legerat gjutjärn eller aluminiumbaserade legeringar. Aluminiumlegeringsprodukter är inte lika starka som gjutjärn, men de är lättare och mindre benägna för korrosion, varför de används i de flesta personbilars förbränningsmotorer.

För att eliminera restspänningen av metallen bearbetas delen med en speciell teknik. följt av fräsning och borrning.

Beroende på konfigurationen av förbränningsmotorn (arrangemang av cylindrar, vevaxel och kamaxlar), kan den ha ett annat antal cylinderhuvuden. I en enkelradsenhet finns ett huvud, i förbränningsmotorer av en annan typ, till exempel en V-formad eller W-formad, kan det finnas två. Stora motorer har vanligtvis separata huvuden för varje cylinder.

Utformningen av cylinderhuvudet skiljer sig också beroende på antal och placering av kamaxlar. Kamaxlar kan monteras i ett extra fack på huvudet och kan installeras i cylinderblocket.

Andra designfunktioner är möjliga, som beror på antalet och arrangemanget av cylindrar och ventiler, formen och volymen på förbränningskamrarna, placeringen av ljus eller munstycken.

I ICE med ett lägre ventilarrangemang har huvudet en mycket enklare anordning. Den har endast frostskyddscirkulationskanaler, säten för tändstift och fästelement. Sådana enheter har dock låg effektivitet och har inte använts i bilindustrin på länge, även om de fortfarande kan hittas i specialutrustning.

Cylinderhuvudet, i enlighet med dess namn, är placerat på toppen av förbränningsmotorn. I själva verket är detta ett hus i vilket delarna av gasdistributionsmekanismen (timing) är monterade, som styr intaget av luft-bränsleblandningen i cylindrarna och avgaserna. Toppen av förbränningskamrarna är placerade i huvudet. Den har gängade hål för att skruva in tändstift och spridare, samt hål för anslutning av insugs- och avgasgrenrör.

För cirkulationen av kylvätskan används speciella kanaler (den så kallade kylmanteln). Smörjning tillförs genom oljekanaler.

Dessutom finns säten för ventiler med fjädrar och ställdon. I det enklaste fallet är det två ventiler per cylinder (inlopp och utlopp), men det kan finnas fler. Ytterligare inloppsventiler gör det möjligt att öka den totala tvärsnittsarean, samt minska dynamiska belastningar. Och med ytterligare avgasventiler kan värmeavledningen förbättras.

Ventilsätet (sätet), tillverkat av brons, gjutjärn eller värmebeständigt stål, trycks in i cylinderhuvudhuset eller kan tillverkas i själva huvudet.

Ventilstyrningar ger exakta säten. Materialet för deras tillverkning kan vara gjutjärn, brons, cermet.

Ventilhuvudet har en avsmalnande fas gjord i en vinkel på 30 eller 45 grader. Denna fas är ventilens arbetsyta och ligger intill ventilsätets avfasning. Båda avfasningarna är noggrant bearbetade och överlappade för en åtsittande passform.

För pålitlig stängning av ventilen används en fjäder, som är gjord av legerat stål med efterföljande specialbearbetning. Värdet av dess preliminära åtdragning påverkar avsevärt parametrarna för förbränningsmotorn.

Styr öppning/stängning av kamaxelventilerna. Den har två kammar för varje cylinder (en för insugningen, den andra för avgasventilen). Även om andra alternativ är möjliga, inklusive närvaron av två kamaxlar, varav den ena styr insugningen, den andra styr avgaserna. I förbränningsmotorerna i moderna personbilar används det oftast exakt två kamaxlar monterade på toppen, och antalet ventiler är 4 för varje cylinder.

Som drivmekanism för att styra ventiler används spakar (vipparmar, vippar) eller påskjutare i form av korta cylindrar. I den senare versionen justeras gapet i drivningen automatiskt med hjälp av hydrauliska kompensatorer, vilket förbättrar deras kvalitet och förlänger deras livslängd.

Den nedre ytan av cylinderhuvudet, som ligger i anslutning till cylinderblocket, görs jämn och noggrant bearbetad. För att förhindra inträngning av frostskyddsmedel i smörjsystemet eller motorolja i kylsystemet, såväl som penetration av dessa arbetsvätskor i förbränningskammaren, installeras en speciell packning mellan huvudet och cylinderblocket under installationen. Den kan vara gjord av kompositmaterial av asbest-gummi (paronit), koppar eller stål med mellanskikt av polymer. En sådan packning ger en hög grad av täthet, förhindrar blandning av arbetsvätskorna i smörj- och kylsystem och isolerar cylindrarna från varandra.

Huvudet är fäst vid cylinderblocket med bultar eller dubbar med muttrar. Åtdragningen av bultarna måste hanteras mycket ansvarsfullt. Det bör tillverkas i strikt enlighet med instruktionerna från biltillverkaren enligt ett visst schema, som kan skilja sig åt för olika förbränningsmotorer. Var noga med att använda en momentnyckel och observera det specificerade åtdragningsmomentet, som måste anges i reparationsinstruktionerna.

Underlåtenhet att följa proceduren kommer att leda till ett brott mot tätheten, frigörandet av gaser genom fogen, en minskning av kompressionen i cylindrarna och en kränkning av isoleringen från varandra av kanalerna i smörj- och kylsystemen. Allt detta kommer att manifesteras av den instabila driften av förbränningsmotorn, förlust av kraft, överdriven bränsleförbrukning. Som ett minimum måste du byta packning, motorolja och frostskyddsmedel med spolsystem. Mer allvarliga problem är möjliga, upp till behovet av en seriös reparation av förbränningsmotorn.

man måste komma ihåg att cylindertoppspackningen inte är lämplig för ominstallation. Om huvudet tas bort måste packningen bytas ut, oavsett dess skick. Detsamma gäller för monteringsbultarna.

Från ovan är cylinderhuvudet stängt med ett skyddskåpa (det kallas även ventilkåpa) med en gummitätning. Den kan vara gjord av stålplåt, aluminium eller plast. Locket har vanligtvis en hals för att hälla motorolja. Här är det också nödvändigt att observera vissa åtdragningsmoment vid åtdragning av fästbultarna och byta tätningsgummi varje gång locket öppnas.

Frågorna om förebyggande, diagnos, reparation och byte av cylinderhuvudet bör tas på största allvar som möjligt, eftersom detta är ett kritiskt inslag i förbränningsmotorn, som dessutom utsätts för mycket betydande mekaniska och termiska belastningar.

Problem uppstår förr eller senare även med korrekt drift av bilen. Påskynda uppkomsten av fel i motorn - och i synnerhet huvudet - följande faktorer:

• ignorera det periodiska skiftet;
• användningen av smörjmedel eller oljor av låg kvalitet som inte uppfyller kraven för denna förbränningsmotor;
• användning av bränsle av dålig kvalitet;
• igensatta filter (luft, olja);
• långvarig frånvaro av rutinunderhåll;
• skarp körstil, missbruk av höga hastigheter;
• felaktigt eller oreglerat injektionssystem;
• otillfredsställande tillstånd hos kylsystemet och, som ett resultat, överhettning av förbränningsmotorn.

Nedbrytningen av topplockspackningen och andra relaterade problem har redan nämnts ovan. Du kan läsa mer om detta i en separat. Andra möjliga huvudfel:

• spruckna ventilsäten;
• slitna ventilstyrningar;
• trasiga kamaxelsäten;
• skadade fästelement eller gängor;
• spricker direkt i cylinderhuvudhuset.

Säten och styrbussningar kan bytas ut, men detta måste göras med en speciell teknik med hjälp av specialutrustning. Försök att göra sådana reparationer i en garagemiljö kommer med största sannolikhet att leda till behovet av ett fullständigt huvudbyte. På egen hand kan du försöka rengöra och slipa avfasningarna på sätena, utan att glömma att de måste passa tätt mot ventilernas avfasningar.

För att återställa slitna sängar under kamaxeln används reparationsbussningar av brons.

Om gängan i ljusuttaget är bruten kan du installera en skruvmejsel. Reparationsbultar används istället för skadade fästelement.

Sprickor i huvudhuset kan prövas svetsas om de inte finns vid gasfogarna. Det är meningslöst att använda verktyg som kallsvetsning, eftersom de har en annan termisk expansionskoefficient och helt enkelt spricker väldigt snabbt. Användningen av svetsning för att eliminera sprickor som passerar genom gasfogen är opraktisk - i det här fallet är det bättre att byta ut huvudet.

Tillsammans med huvudet är det absolut nödvändigt att byta dess packning, såväl som gummitätningen på locket.

När du felsöker cylinderhuvudet, glöm inte att också diagnostisera timingdelarna som är installerade i det - ventiler, fjädrar, vipparmar, vippor, tryckare och, naturligtvis, kamaxeln. Om du behöver köpa nya reservdelar för att ersätta slitna kan du göra det i webbutiken.

Det är bekvämare och enklare att köpa och montera cylinderhuvudet när delarna av gasdistributionsmekanismen (kamaxel, ventiler med fjädrar och ställdon, etc.) redan är installerade i den. Detta kommer att eliminera behovet av montering och justering, vilket kommer att krävas om timingkomponenterna från det gamla cylinderhuvudet är installerade i det nya huvudhuset.