Cabeza de cilindro. Finalidade e dispositivo

Un moderno motor de combustión interna é unha unidade moi complexa, que inclúe un gran número de compoñentes e pezas. O compoñente clave do motor de combustión interna é a culata (cabeza do cilindro). A culata, ou simplemente a culata, serve como unha especie de tapa que pecha a parte superior dos cilindros do motor de combustión interna. Non obstante, este está lonxe de ser o único propósito funcional da cabeza. A culata ten un deseño bastante complexo e o seu estado é fundamental para o funcionamento normal do motor de combustión interna.

Todo condutor debe comprender o dispositivo da cabeza e comprender como funciona este elemento.

As culatas prodúcense por fundición a partir de aliaxes de ferro fundido ou a base de aluminio. Os produtos de aliaxe de aluminio non son tan fortes como o ferro fundido, pero son máis lixeiros e menos propensos á corrosión, polo que se utilizan nos motores de combustión interna da maioría dos turismos.

Para eliminar a tensión residual do metal, a peza é procesada mediante unha tecnoloxía especial. seguido de fresado e perforación.

Dependendo da configuración do motor de combustión interna (disposición de cilindros, cigüeñal e árbores de levas), pode ter un número diferente de culatas. Nunha unidade dunha soa fila, hai unha cabeza, en motores de combustión interna doutro tipo, por exemplo, en forma de V ou en forma de W, pode haber dous. Os grandes motores adoitan ter cabezas separadas para cada cilindro.

O deseño da cabeza do cilindro tamén difire dependendo do número e da localización dos árbores de levas. Os árboles de levas pódense montar nun compartimento adicional da cabeza e pódense instalar no bloque de cilindros.

Son posibles outras características de deseño, que dependen do número e disposición dos cilindros e válvulas, da forma e do volume das cámaras de combustión, da localización das velas ou dos toberas.

En ICE cunha disposición de válvula inferior, a cabeza ten un dispositivo moito máis sinxelo. Só ten canles de circulación anticongelante, asentos para bujías e fixadores. Non obstante, tales unidades teñen unha baixa eficiencia e non se usan na industria do automóbil durante moito tempo, aínda que aínda se poden atopar en equipos especiais.

A culata, segundo o seu nome, está situada na parte superior do motor de combustión interna. De feito, trátase dunha carcasa na que se montan as partes do mecanismo de distribución de gas (temporización), que controla a entrada da mestura aire-combustible nos cilindros e nos gases de escape. A parte superior das cámaras de combustión sitúase na cabeza. Conta con orificios roscados para atornillar bujías e inxectores, así como orificios para conectar os colectores de admisión e escape.

Para a circulación do líquido de refrixeración utilízanse canles especiais (a chamada chaqueta de refrixeración). A lubricación é subministrada a través de canles de aceite.

Ademais, hai asentos para válvulas con resortes e actuadores. No caso máis sinxelo, hai dúas válvulas por cilindro (entrada e saída), pero pode haber máis. As válvulas de entrada adicionais permiten aumentar a área total da sección transversal, así como reducir as cargas dinámicas. E con válvulas de escape adicionais, pódese mellorar a disipación de calor.

O asento da chave (asento), feito de bronce, fundición ou aceiro resistente á calor, está presionado na carcasa da culata ou pódese facer na propia cabeza.

As guías de válvula proporcionan un asento preciso. O material para a súa fabricación pode ser ferro fundido, bronce, cermet.

A cabeza da válvula ten un chaflán cónico feito nun ángulo de 30 ou 45 graos. Este chaflán é a superficie de traballo da chave e está adxacente ó chaflán do asento da chave. Ambos os biseles están coidadosamente mecanizados e lapados para un axuste axustado.

Para o peche fiable da chave, utilízase un resorte, que está feito de aliaxe de aceiro cun procesamento especial posterior. O valor do seu axuste preliminar afecta significativamente os parámetros do motor de combustión interna.

Controla a apertura/peche das válvulas do árbol de levas. Ten dúas levas para cada cilindro (unha para a admisión e outra para a válvula de escape). Aínda que son posibles outras opcións, incluíndo a presenza de dous árboles de levas, un dos cales controla a admisión, o outro controla o escape. Nos motores de combustión interna dos automóbiles de pasaxeiros modernos, úsanse con máis frecuencia exactamente dous árboles de levas montados na parte superior e o número de válvulas é de 4 por cada cilindro.

Como mecanismo de accionamento para controlar válvulas, utilízanse pancas (balancíns, balancíns) ou empurradores en forma de cilindros curtos. Nesta última versión, a brecha na transmisión axústase automaticamente mediante compensadores hidráulicos, o que mellora a súa calidade e prolonga a súa vida útil.

A superficie inferior da culata, que está adxacente ao bloque de cilindros, faise uniforme e coidadosamente procesada. Para evitar a entrada de anticongelante no sistema de lubricación ou aceite de motor no sistema de refrixeración, así como a penetración destes fluídos de traballo na cámara de combustión, instálase unha xunta especial entre a cabeza e o bloque de cilindros durante a instalación. Pode ser de material composto de amianto-caucho (paronita), cobre ou aceiro con capas intermedias de polímero. Tal xunta proporciona un alto grao de estanquidade, impide a mestura dos fluídos de traballo dos sistemas de lubricación e refrixeración e illa os cilindros entre si.

A cabeza está unida ao bloque de cilindros con parafusos ou espárragos con porcas. O aperte dos parafusos debe abordarse de forma moi responsable. Debe producirse de acordo coas instrucións do fabricante de automóbiles segundo un esquema determinado, que pode diferir para diferentes motores de combustión interna. Asegúrese de utilizar unha chave dinamométrica e de observar o par de apriete especificado, que debe indicarse nas instrucións de reparación.

O incumprimento do procedemento levará a unha violación da estanquidade, a liberación de gases a través da unión, a diminución da compresión dos cilindros e a violación do illamento entre si das canles dos sistemas de lubricación e refrixeración. Todo isto manifestarase polo funcionamento inestable do motor de combustión interna, a perda de potencia, o consumo excesivo de combustible. Como mínimo, terás que cambiar a xunta, o aceite do motor e o anticongelante con sistemas de lavado. Son posibles problemas máis graves, ata a necesidade dunha reparación seria do motor de combustión interna.

hai que lembrar que a xunta de culata non é apta para a súa reinstalación. Se se retira a cabeza, a xunta debe ser substituída, independentemente do seu estado. O mesmo aplícase aos parafusos de montaxe.

Desde arriba, a culata está pechada cunha tapa protectora (tamén se chama tapa da válvula) cun selo de goma. Pode ser de chapa de aceiro, aluminio ou plástico. O tapón adoita ter un pescozo para verter aceite de motor. Aquí tamén é necesario observar certos pares de apriete ao apretar os parafusos de fixación e cambiar a goma de selado cada vez que se abra a tapa.

Os problemas de prevención, diagnóstico, reparación e substitución da culata deben tomarse o máis en serio posible, xa que este é un elemento crítico do motor de combustión interna, que, ademais, está sometido a cargas mecánicas e térmicas moi importantes.

Os problemas, tarde ou cedo, xorden mesmo co correcto funcionamento do coche. Acelerar a aparición de avarías no motor, e en particular na cabeza, os seguintes factores:

• ignorando o cambio periódico;
• o uso de lubricantes ou aceites de baixa calidade que non cumpran os requisitos deste motor de combustión interna;
• uso de combustible de mala calidade;
• filtros obstruídos (aire, aceite);
• ausencia prolongada de mantemento rutineiro;
• estilo de condución agudo, abuso de altas velocidades;
• sistema de inxección defectuoso ou non regulado;
• estado insatisfactorio do sistema de refrixeración e, como resultado, sobrequecemento do motor de combustión interna.

A avaría da xunta da culata e outros problemas relacionados xa se mencionaron anteriormente. Podes ler máis sobre isto noutro separado. Outros posibles fallos de cabeza:

• asentos de válvulas rachados;
• guías de válvulas desgastadas;
• asentos do árbore de levas rotos;
• fixadores ou fíos danados;
• fisuras directamente na carcasa da culata.

Os asentos e os casquillos guía pódense substituír, pero isto debe facerse mediante unha tecnoloxía especial utilizando equipos especiais. Os intentos de facer tales reparacións nun ambiente de garaxe probablemente farán necesario un cambio de cabeza completo. Podes tentar limpar e moer pola túa conta os chafráns dos asentos, sen esquecer que deben encaixar perfectamente contra os chafráns de acoplamento das válvulas.

Para restaurar as camas desgastadas baixo o árbol de levas, utilízanse casquiños de reparación de bronce.

Se o fío no enchufe da vela está roto, podes instalar un desaparafusador. Utilízanse cravos de reparación en lugar de fixadores danados.

Pódese tentar soldar fendas na carcasa da cabeza se non están nas xuntas de gas. Non ten sentido utilizar ferramentas como a soldadura en frío, xa que teñen un coeficiente de expansión térmica diferente e simplemente rachan moi rapidamente. O uso da soldadura para eliminar as fendas que pasan pola unión do gas non é práctico; neste caso, é mellor substituír a cabeza.

Xunto coa cabeza, é imperativo cambiar a súa xunta, así como o selo de goma da tapa.

Ao resolver os problemas da culata, non esqueza tamén diagnosticar as pezas de sincronización instaladas nela: válvulas, resortes, balancíns, balancíns, empurradores e, por suposto, o árbol de levas. Se necesitas mercar pezas novas para substituír as gastadas, podes facelo na tenda en liña.

É máis cómodo e sinxelo comprar e montar o conxunto de culata cando xa están instaladas nel as partes do mecanismo de distribución de gas (árbol de levas, válvulas con resortes e actuadores, etc.). Isto eliminará a necesidade de montaxe e axuste, que será necesario se os compoñentes de temporización da antiga culata están instalados na nova carcasa da cabeza.