I fram- och återgående förbränningsmotorer är cylinderhuvudet (cylinderhuvudet, ofta kallat huvudet) monterat på cylinderblocket , låser cylindern/cylindrarna och bildar slutna förbränningskammare. Kopplingen mellan huvudet och blocket är tätad med en topppackning [1] . Ventiler med fjädrar, tändstift , injektorer är vanligtvis monterade i huvudet . Beroende på typ av motor (slag, tändningssystem, typ av kylning, gasdistributionssystem) huvudets anordning kan skilja sig inom mycket stora gränser. Vissa luftkylda (vanligtvis tvåtakts) motorer har inte huvuden, deras enkelcylindrar är fixerade i vevhuset.
Lätta fordonsmotorer kan ha ett aluminiumlegeringshuvud, särskilt gnistmotorer. Typiskt erhålls en sådan del genom formgjutning , eller under tryck (med efterföljande bearbetning av kanaler), kan stavformar användas.
Tunga motorer, och en betydande del av dieselmotorer för bilar , har ett gjutjärnshuvud, som också erhålls genom gjutning. Ventilsäten (om några) pressas in med sin preliminära kylning i flytande kväveånga; virvelkammare , ventilbussningar är också installerade med en interferenspassning. Huvudet har vanligtvis passager för gaser, kylvätska, oljekanaler och ett stort antal genomgående hål för bultar/bultar som lockar huvudet till blocket [1] .
Huvudet fästs i blocket med kraftbultar eller dubbar med muttrar och brickor (vid bultar har de även brickor). Både individuella och gemensamma för ett antal cylindrar är huvudena monterade med åtdragning enligt den metod som anges av fabriken (sekvens, åtdragningsmoment, hörnjusteringar). Detta är nödvändigt för att säkerställa att gasleden är tät och bultarnas säkerhet [2] . Fästelementens elasticitet måste vara tillräcklig för att upprätthålla åtdragning under gasfogens packning. Men att överskrida tjockleken på metall-asbest (paronit) packningen eller dess sättningar (låg kvalitet, överhettning av motorn) kan göra att huvudets gasfog bryter igenom, det vill säga motorfel. För att öka packningens styvhet, och därmed garantera trycket, på moderna dieselmotorer är gjutjärnshuvudena monterade med mjuka järnpackningar.
För dieselmotorer väljs tjockleken på packningen i många motorer i enlighet med kolvarnas utsprång. Om tjockleken är mindre än nödvändigt kan motorn börja knacka, mer - kraften kommer att minska till gränsen för rök (eftersom volymfraktionen av luft i virvelkammaren / kammaren i kolven kommer att vara mindre och den parasitära volymen kommer att bli större). Därför är installationen av blockhuvudet en ansvarsfull operation.
Oavsett andra funktioner har den en utvecklad yttre fena istället för en kyljacka. Det vanligaste materialet i det här fallet är silumin, eftersom dess värmeledningsförmåga är högre än gjutjärn (motorer av motorsågar, kultivatorer, lågkraftverk, fordon från Tatra -företaget , D-37 / D-144), men det finns är också gjutjärn på stationära och traktormotorer (där vikten inte påverkar den tekniska prestandan, och den ökade temperaturen på cylindern inte hotar detonation ). Huvudindikatorn på fenning är förhållandet mellan fenornas höjd och deras bredd vid basen, med dess tillväxt förbättras kylningen.
Den kännetecknas av maximal enkelhet - den har bara passager för kylvätska, borrning för dubbar och trådar för ljus. Gruppera alltid för ett antal cylindrar. Nu används den sällan, på grund av den låga verkningsgraden hos sådana motorer [3] . Motorexempel: ZIL-157 , GAZ-A , GAZ-51 . I detta fall är alla ventiler med deras drivning monterade i blocket.
Huvudena på tvåtaktsmotorer med en vevkammarslinga eller deflektorspolning har samma anordning. Fördelarna är också enkel demontering och underhåll, minimal kostnad. Det finns heller inga ventiler i huvudet.
Det kan vara individuellt för varje cylinder, i vilket fall ventilerna drivs av stänger från den i blocket placerade kamaxeln, eller gemensam för ett antal cylindrar (blocket kan ha en eller flera sådana rader). I fallet med ett gemensamt huvud ökar antalet alternativ för dess layout: ventilmanövrering från stängerna, en överliggande kamaxel (OHC) eller två överliggande kamaxlar (DOHC) [1] .
Individuella huvuden med stavar används oftare i dieselmotorer, eftersom tröghetskrafterna vid ett lägre antal varv inte är så stora, fördelen är den mindre massan av varje huvud (installationen underlättas). Stora motorer har alltid individuella huvuden.
Vanliga huvuden med en enkel kamaxel ger kontroll av två (sällan fyra) ventiler per cylinder, men är svåra att demontera. Oftast har de manuell justering av mellanrummen.
Dubbla överliggande kamhuvuden ger det enklaste sättet att installera 4 ventiler per cylinder och tillföra olja till de hydrauliska lyftarna. Att komplicera saken är bara behovet av att driva båda axlarna från kedjan/kuggremmen. Men i vissa konstruktioner är axlarna förbundna med växlar, och en av dem drivs; tidiga versioner hade en växeldrift från vevaxeln genom vertikala rullar [2] .
Möjliga fel: [4]
Du kan också betrakta fel i huvudenheten som haverier / slitage på de delar som ingår i monteringen (ventiler, fjädrar, vippor, kompensatorer).
Vid ett gasgenombrott fräss huvudet oftast, den tillåtna avvikelsen från planet (ca 0,15 mm i medelstora motorer) kontrolleras med en linjal med en uppsättning sonder. Trådbrott under ljuset elimineras genom att installera en skruvmejsel, de trasiga fästelementen ersätts med reparationsbultar. Slitna ventilstyrningar byts, sprickor utanför gasfogen brukar kunna svetsas fast.
Sprickor mellan sadlarna, när de utvecklas, leder till ett genombrott av gaser i kylmanteln och motorfel. Vanligtvis tjänar dessa sprickor, och andra som passerar genom gasfogen, som grund för att ersätta huvudet. Men i vissa fall, på egen risk, kan de också bryggas.
Slitaget av sängarna under kamaxeln leder till en knackning och en minskning av oljetrycket. Diametern återställs med bussningar av brons eller duralumin, utplacerade på plats (vanligtvis används en gammal kamaxel med "fräständer" som brotsch). När det gäller avtagbara kamaxellagerkapslar kan de sättas på en slipande sten (med diameterkontroll efter åtdragning).
I händelse av förstörelse av kolven, ringarna, ventilsätet, får huvudet allvarlig skada, vilket vanligtvis leder till att det ersätts. Allvarlig vattenkorrosion eller detonationsskador kan också göra reparationer omöjliga. Den tappade sadeln, i avsaknad av andra problem, ersätts med en ny eller borras från ett annat huvud. För installation kyls de i flytande kväveånga och präglas sedan ytterligare. En spricka mellan sadlarna försvagar alltid deras passform.
Cylinderhuvud med två kamaxlar och hydrauliska lyftare
Cylinderhuvud med överliggande kamaxel, ventilmanövrering via vipparmar
Huvud (DOHC) Honda K20Z3 motor .
Det enklaste tvåtaktsmotorhuvudet