Głowica cylindra. Cel i urządzenie

Nowoczesny silnik spalinowy to bardzo złożona jednostka, na którą składa się duża liczba podzespołów i części. Kluczowym elementem silnika spalinowego jest głowica cylindra (głowica cylindra). Głowica cylindra, lub po prostu głowica, służy jako rodzaj osłony, która zamyka górną część cylindrów silnika spalinowego. Nie jest to jednak jedyny funkcjonalny cel głowy. Głowica cylindra ma dość złożoną konstrukcję, a jej stan jest krytyczny dla normalnej pracy silnika spalinowego.

Każdy kierowca powinien zrozumieć urządzenie głowy i zrozumieć, jak działa ten element.

Głowice cylindrów są produkowane przez odlewanie z żeliwa stopowego lub stopów na bazie aluminium. Produkty ze stopów aluminium nie są tak wytrzymałe jak żeliwo, ale są lżejsze i mniej podatne na korozję, dlatego są stosowane w silnikach spalinowych większości samochodów osobowych.

Aby wyeliminować naprężenia szczątkowe metalu, część jest przetwarzana przy użyciu specjalnej technologii. następnie frezowanie i wiercenie.

W zależności od konfiguracji silnika spalinowego (układ cylindrów, wał korbowy i wałki rozrządu) może mieć różną liczbę głowic cylindrów. W jednostce jednorzędowej jest jedna głowica, w silnikach spalinowych innego typu, na przykład w kształcie litery V lub W, mogą być dwie. Duże silniki mają zwykle oddzielne głowice dla każdego cylindra.

Konstrukcja głowicy cylindrów różni się również w zależności od liczby i położenia wałków rozrządu. Wałki rozrządu można zamontować w dodatkowej komorze głowicy, a także w bloku cylindrów.

Możliwe są inne cechy konstrukcyjne, które zależą od liczby i rozmieszczenia cylindrów i zaworów, kształtu i objętości komór spalania, umiejscowienia świec lub dysz.

W ICE z dolnym układem zaworów głowica ma znacznie prostsze urządzenie. Posiada tylko kanały obiegu płynu niezamarzającego, gniazda na świece zapłonowe i elementy złączne. Jednak takie jednostki mają niską wydajność i od dawna nie są stosowane w przemyśle motoryzacyjnym, chociaż nadal można je znaleźć w specjalistycznym sprzęcie.

Głowica cylindra, zgodnie ze swoją nazwą, znajduje się w górnej części silnika spalinowego. W rzeczywistości jest to obudowa, w której zamontowane są części mechanizmu dystrybucji gazu (rozrządu), który kontroluje dopływ mieszanki powietrzno-paliwowej do cylindrów i spalin. Górna część komór spalania znajduje się w głowicy. Posiada gwintowane otwory do wkręcania świec zapłonowych i wtryskiwaczy oraz otwory do podłączenia kolektora ssącego i wydechowego.

Do cyrkulacji chłodziwa wykorzystywane są specjalne kanały (tzw. płaszcz chłodzący). Smarowanie jest dostarczane przez kanały olejowe.

Dodatkowo dostępne są gniazda do zaworów ze sprężynami oraz siłowniki. W najprostszym przypadku są dwa zawory na cylinder (wlot i wylot), ale może być ich więcej. Dodatkowe zawory wlotowe umożliwiają zwiększenie całkowitej powierzchni przekroju, a także zmniejszenie obciążeń dynamicznych. A dzięki dodatkowym zaworom wydechowym można poprawić rozpraszanie ciepła.

Gniazdo (gniazdo) zaworu wykonane z brązu, żeliwa lub stali żaroodpornej jest wtłaczane w obudowę głowicy lub może być wykonane w samej głowicy.

Prowadnice zaworów zapewniają precyzyjne osadzenie. Materiałem do ich produkcji może być żeliwo, brąz, cermetal.

Grzybek zaworu posiada stożkową fazę wykonaną pod kątem 30 lub 45 stopni. Faza ta jest powierzchnią roboczą zaworu i sąsiaduje z fazą gniazda zaworu. Oba skosy są starannie obrabiane i docierane, aby zapewnić dokładne dopasowanie.

Do niezawodnego zamykania zaworu stosuje się sprężynę wykonaną ze stali stopowej z późniejszą specjalną obróbką. Wartość jego wstępnego dokręcenia znacząco wpływa na parametry silnika spalinowego.

Steruje otwieraniem/zamykaniem zaworów wałka rozrządu. Posiada dwie krzywki dla każdego cylindra (jedna dla wlotu, druga dla zaworu wydechowego). Chociaż możliwe są inne opcje, w tym obecność dwóch wałków rozrządu, z których jeden steruje wlotem, a drugi wydechem. W silnikach spalinowych nowoczesnych samochodów osobowych najczęściej stosuje się dokładnie dwa wałki rozrządu montowane na górze, a liczba zaworów wynosi 4 na każdy cylinder.

Jako mechanizm napędowy do sterowania zaworami stosuje się dźwignie (wahacze, wahacze) lub popychacze w postaci krótkich cylindrów. W drugiej wersji szczelina w napędzie jest regulowana automatycznie za pomocą kompensatorów hydraulicznych, co poprawia ich jakość i wydłuża żywotność.

Dolna powierzchnia głowicy cylindrów, która sąsiaduje z blokiem cylindrów, jest równa i starannie obrobiona. Aby zapobiec przedostawaniu się płynu niezamarzającego do układu smarowania lub oleju silnikowego do układu chłodzenia, a także przenikaniu tych płynów roboczych do komory spalania, podczas montażu między głowicą a blokiem cylindrów instalowana jest specjalna uszczelka. Może być wykonany z kompozytu azbestowo-kauczukowego (paronitu), miedzi lub stali z przekładkami polimerowymi. Taka uszczelka zapewnia wysoki stopień szczelności, zapobiega mieszaniu się płynów roboczych układów smarowania i chłodzenia oraz izoluje cylindry od siebie.

Głowica jest przymocowana do bloku cylindrów za pomocą śrub lub kołków z nakrętkami. Do dokręcania śrub należy podchodzić bardzo odpowiedzialnie. Powinien być produkowany ściśle według instrukcji producenta samochodu według określonego schematu, który może się różnić dla różnych silników spalinowych. Należy używać klucza dynamometrycznego i przestrzegać określonego momentu dokręcania, który musi być wskazany w instrukcji naprawy.

Nieprzestrzeganie procedury doprowadzi do naruszenia szczelności, uwolnienia gazów przez złącze, zmniejszenia kompresji w cylindrach i naruszenia izolacji od siebie kanałów układów smarowania i chłodzenia. Wszystko to przejawi się niestabilną pracą silnika spalinowego, utratą mocy, nadmiernym zużyciem paliwa. Co najmniej będziesz musiał wymienić uszczelkę, olej silnikowy i płyn przeciw zamarzaniu za pomocą systemów płukania. Możliwe są poważniejsze problemy, aż do konieczności poważnej naprawy silnika spalinowego.

należy pamiętać, że uszczelka głowicy cylindra nie nadaje się do ponownego montażu. W przypadku zdjęcia głowicy uszczelkę należy wymienić niezależnie od jej stanu. To samo dotyczy śrub mocujących.

Od góry głowica cylindra jest zamknięta pokrywą ochronną (zwaną również pokrywą zaworu) z gumową uszczelką. Może być wykonany z blachy stalowej, aluminiowej lub plastikowej. Korek ma zwykle szyjkę do wlewania oleju silnikowego. Tutaj również należy przestrzegać określonych momentów dokręcania śrub mocujących i wymieniać gumę uszczelniającą przy każdym otwarciu pokrywy.

Zagadnienia profilaktyki, diagnostyki, naprawy i wymiany głowicy cylindrów należy traktować jak najpoważniej, gdyż jest to krytyczny element silnika spalinowego, który ponadto poddawany jest bardzo dużym obciążeniom mechanicznym i termicznym.

Problemy prędzej czy później pojawiają się nawet przy prawidłowej eksploatacji auta. Przyspiesz pojawienie się usterek w silniku - a w szczególności głowicy - następujące czynniki:

• ignorowanie okresowej zmiany;
• stosowanie smarów lub olejów niskiej jakości, które nie spełniają wymagań dla tego silnika spalinowego;
• stosowanie paliwa złej jakości;
• zatkane filtry (powietrza, oleju);
• przedłużony brak rutynowej konserwacji;
• ostry styl jazdy, nadużywanie dużych prędkości;
• wadliwy lub nieuregulowany układ wtryskowy;
• niezadowalający stan układu chłodzenia iw efekcie przegrzanie silnika spalinowego.

Awaria uszczelki głowicy cylindrów i inne powiązane problemy zostały już wspomniane powyżej. Więcej na ten temat przeczytasz w osobnym artykule. Inne możliwe awarie głowicy:

• pęknięte gniazda zaworów;
• zużyte prowadnice zaworów;
• zepsute gniazda wałka rozrządu;
• uszkodzone elementy złączne lub nici;
• pęknięcia bezpośrednio w obudowie głowicy cylindrów.

Siedzenia i tuleje prowadzące można wymienić, ale należy to zrobić przy użyciu specjalnej technologii przy użyciu specjalnego sprzętu. Próby wykonania takich napraw w warsztacie najprawdopodobniej doprowadzą do konieczności całkowitej wymiany głowicy. Na własną rękę możesz spróbować wyczyścić i zeszlifować skosy gniazd, nie zapominając o tym, że muszą one ściśle przylegać do dopasowanych skosów zaworów.

Aby przywrócić zużyte łóżka pod wałkiem rozrządu, stosuje się tuleje naprawcze z brązu.

Jeśli gwint w gnieździe świecy jest zerwany, możesz zainstalować śrubokręt. Zamiast uszkodzonych łączników stosuje się kołki naprawcze.

Pęknięcia w obudowie głowicy można próbować zespawać, jeśli nie znajdują się na złączach gazowych. Nie ma sensu używać narzędzi takich jak spawanie na zimno, ponieważ mają one inny współczynnik rozszerzalności cieplnej i po prostu bardzo szybko pękają. Zastosowanie spawania w celu wyeliminowania pęknięć przechodzących przez złącze gazowe jest niepraktyczne - w takim przypadku lepiej wymienić głowicę.

Wraz z głowicą konieczna jest wymiana uszczelki, a także gumowej uszczelki pokrywy.

Podczas rozwiązywania problemów z głowicą cylindrów nie zapomnij również zdiagnozować zainstalowanych w niej części rozrządu - zaworów, sprężyn, wahaczy, wahaczy, popychaczy i oczywiście wałka rozrządu. Jeśli potrzebujesz kupić nowe części zamienne w celu zastąpienia zużytych, możesz to zrobić w sklepie internetowym.

Wygodniej i łatwiej jest kupić i zamontować zespół głowicy cylindrów, gdy są już w nim zainstalowane części mechanizmu dystrybucji gazu (wałek rozrządu, zawory ze sprężynami i siłownikami itp.). Wyeliminuje to potrzebę montażu i regulacji, które będą wymagane, jeśli elementy rozrządu ze starej głowicy cylindrów zostaną zainstalowane w nowej obudowie głowicy.