Culata do motor de combustión interna

O termo "cabeza de cilindro" non xurdiu por casualidade. Como na cabeza humana, as accións máis complexas e importantes dun motor de combustión interna teñen lugar na cabeza do cilindro. A culata forma parte deste motor de combustión interna, situada na súa parte superior (superior). Está entrelazado cos condutos de aire dos tractos de admisión e escape, contén partes do mecanismo de válvulas, inxectores e bujías ou bujías incandescentes. A culata cobre a parte superior do bloque de cilindros. A cabeza pode ser unha para todo o motor, por separado para cada cilindro ou por separado para unha fila separada de cilindros (motor en forma de V). Fixado ao bloque de cilindros con parafusos ou parafusos.

Funcións de culata

• Forma o espazo de combustión: forma o espazo de compresión ou parte del.
• Proporciona a substitución da carga do cilindro (motor de 4 tempos).
• Ofrece refrixeración para a cámara de combustión, as bujías e as válvulas.
• Pecha a cámara de combustión hermética e impermeable.
• Ofrece a colocación da bujía ou do inxector.
• Captura e dirixe a presión de combustión - alta tensión.

División de culatas

• Culatas para motores de dous e catro tempos.
• Culatas para motores de ignición por chispa e de compresión.
• Cabezas arrefriadas por aire ou auga.
• Cabezas separadas para un cilindro, cabezas para motor en liña ou en forma de V.
• Distribución da culata e da válvula.

Xunta de culata

Hai un selo entre a culata e o bloque de cilindros que sela a cámara de combustión hermeticamente e impide que o aceite e o líquido refrigerante saian (mestúranse). Dividimos as focas no chamado metal e combinadas.

Os selos metálicos, é dicir, cobre ou aluminio, úsanse en motores pequenos e de alta velocidade e refrixerados por aire (scooters, motocicletas de dous tempos de ata 250 cc). Os motores arrefriados por auga utilizan un selo que consiste en fibras orgánicas ricas en grafito unidas sobre unha base de plástico apoiada nun soporte metálico.

Tapa de culata

Unha parte importante da culata tamén é unha tapa que cobre o tren de válvulas e evita que o aceite se escape ao ambiente do motor.

Características principais da culata dun motor de dous tempos

A culata dos motores de dous tempos adoita ser simple, arrefriada por aire (aletas na superficie) ou líquida. A cámara de combustión pode ser simétrica, biconvexa ou redonda, a miúdo cun oco antifraque. A rosca da bujía está situada no eixo do cilindro. Pode fabricarse en fundición gris (antigos deseños de motores) ou en aliaxe de aluminio (actualmente empregada). A conexión da cabeza dun motor de dous tempos co bloque de cilindros pode ser roscada, con bridas, xunto con parafusos de aperte ou incluso unha cabeza dunha soa peza.

Características principais da culata dun motor de catro tempos

O deseño da cabeza para motores de catro tempos tamén debe proporcionar un cambio no desprazamento dos cilindros do motor. Contén canles de entrada e saída, partes do mecanismo de distribución de gas que controlan as válvulas, as propias válvulas, xunto cos seus asentos e guías, roscas para fixar a bujía e boquillas, canles para o fluxo de medios lubricantes e de refrixeración. Tamén forma parte da cámara de combustión. Polo tanto, é desproporcionadamente máis complexo en deseño e forma en comparación coa cabeza do cilindro dun motor de dous tempos. A culata dun motor de catro tempos está feita de ferro fundido de gran fino gris, ou de ferro fundido aliado ou de aceiro forxado, o chamado aceiro fundido ou aliaxes de aluminio para motores refrixerados por líquido. Os motores refrixerados por aire usan aliaxes de aluminio ou ferro fundido. O ferro fundido case nunca se usa como material da cabeza e foi substituído por aliaxe de aluminio. O aspecto decisivo da produción de metais lixeiros non é tanto o baixo peso como a excelente condutividade térmica. Dado que o proceso de combustión ten lugar na culata, o que resulta nunha calor intensa nesta parte do motor, a calor debe ser transferida ao refrixerante o antes posible. E entón a aliaxe de aluminio é un material moi axeitado.

A cámara de combustión

A cámara de combustión tamén é unha parte moi importante da culata. Debe ter a forma correcta. Os principais requisitos para unha cámara de combustión son:

• Compacidade que limita a perda de calor.
• Permitir o uso do número máximo de válvulas ou tamaño de válvula suficiente.
• Apertura óptima do recheo do cilindro.
• Coloque a vela no lugar máis rico ao final da presión.
• Prevención do golpe de ignición.
• Supresión de puntos de acceso.

Estes requisitos son moi importantes porque a cámara de combustión inflúe na formación de hidrocarburos, determina o curso da combustión, o consumo de combustible, o ruído da combustión e o par. A cámara de combustión tamén determina a relación de compresión máxima e inflúe na perda de calor.

Formas da cámara de combustión

a - baño, b - hemisférico, c - cuña, d - Hemisférico asimétrico, e - Garzas no pistón

Entrada e saída

Tanto os orificios de admisión como de escape rematan cun asento de válvula directamente na culata ou cun asento inserido. Un asento de válvula recto fórmase directamente no material da cabeza ou pódese chamar así. sela en liña feita de materiais de aliaxe de alta calidade. As superficies de contacto están precisamente chan a medida. O ángulo biselado do asento da válvula adoita ser de 45 °, xa que este valor consegue unha boa estanqueidade cando a válvula está pechada e o asento é autolimpiante. As válvulas de succión inclínanse ás veces a 30 ° para un mellor fluxo na zona do asento.

Guías de válvulas

As válvulas móvense nas guías das válvulas. As guías das válvulas poden ser de ferro fundido, aliaxe de aluminio-bronce ou fabricarse directamente no material da culata.

Válvulas na culata do motor

Móvense en guías e as propias válvulas descansan nos asentos. A válvula como parte da válvula de control para motores alternativos de combustión interna está sometida a tensións mecánicas e térmicas durante o funcionamento. Dende o punto de vista mecánico, sobre todo está cargado coa presión dos gases de combustión na cámara de combustión, así como coa forza de control dirixida desde a leva (gato), a forza inercial durante o movemento alternativo, así como a rozamento mecánico. eu mesmo. A tensión térmica é igualmente importante, xa que a válvula está influenciada principalmente pola temperatura da cámara de combustión, así como pola temperatura ao redor dos gases de combustión quentes que circulan (válvulas de escape). Son as válvulas de escape, especialmente nos motores sobrealimentados, as que están expostas a cargas térmicas extremas e a temperatura local pode alcanzar os 900 ° C. A calor pódese transferir ao asento coa válvula pechada e ao vástago da válvula. A transferencia de calor desde a cabeza ata o tallo pódese aumentar enchendo a cavidade dentro da válvula cun material adecuado. Na maioría das veces úsase gas sodio licuado, que enche a cavidade do tallo só a metade, de xeito que cando a válvula se move, o interior é intensamente lavado con líquido. A cavidade do tallo nos motores máis pequenos (de pasaxeiros) faise mediante a perforación dun burato; no caso de motores máis grandes, parte do cabezal da válvula tamén pode estar oco. O tallo da válvula adoita estar cromado. Así, a carga de calor non é a mesma para diferentes válvulas, tamén depende do propio proceso de combustión e provoca tensións térmicas na válvula.

As cabezas das válvulas de entrada adoitan ter un diámetro maior que as de escape. Cun número impar de válvulas (3, 5), hai máis válvulas de admisión por cilindro que válvulas de escape. Isto débese á esixencia de acadar o máximo posible - potencia específica óptima e, polo tanto, o mellor recheo posible do cilindro cunha mestura combustible de combustible e aire.

Para a produción de válvulas de succión úsanse principalmente aceiros cunha estrutura de perlita, aliados con silicio, níquel, volframio, etc. Ás veces utilízase unha aliaxe de titanio. As válvulas de escape expostas a tensións térmicas están feitas de aceiros de alta aleación (cromo-níquel) con estrutura austenítica. O aceiro de ferramentas endurecido ou outro material especial está soldado ao asento do asento. estelite (aliaxe maleable de cobalto con cromo, carbono, volframio ou outros elementos).

Culata de dúas válvulas

Culata de tres válvulas

Culata de catro válvulas

Culata de cinco válvulas