Цилиндрична глава. Предназначение и устройство

Модерният двигател с вътрешно горене е много сложен агрегат, който включва голям брой компоненти и части. Ключовият компонент на двигателя с вътрешно горене е главата на цилиндъра (главата на цилиндъра). Главата на цилиндъра или просто главата служи като вид капак, който затваря горната част на цилиндрите на двигателя с вътрешно горене. Това обаче далеч не е единственото функционално предназначение на главата. Цилиндровата глава има доста сложен дизайн и нейното състояние е критично за нормалната работа на двигателя с вътрешно горене.

Всеки автомобилист трябва да разбере устройството на главата и да разбере как функционира този елемент.

Цилиндровите глави се произвеждат чрез отливане от легиран чугун или сплави на базата на алуминий. Продуктите от алуминиева сплав не са толкова здрави, колкото чугуна, но са по-леки и по-малко податливи на корозия, поради което се използват в двигателите с вътрешно горене на повечето леки автомобили.

За да се елиминира остатъчното напрежение на метала, детайлът се обработва по специална технология. последвано от фрезоване и пробиване.

В зависимост от конфигурацията на двигателя с вътрешно горене (разположение на цилиндрите, колянов вал и разпределителни валове), той може да има различен брой цилиндрови глави. В едноредов агрегат има една глава, в двигатели с вътрешно горене от друг тип, например V-образна или W-образна, може да има две. Големите двигатели обикновено имат отделни глави за всеки цилиндър.

Дизайнът на главата на цилиндъра също се различава в зависимост от броя и разположението на разпределителните валове. Разпределителните валове могат да бъдат монтирани в допълнително отделение на главата и могат да бъдат монтирани в цилиндровия блок.

Възможни са и други конструктивни характеристики, които зависят от броя и разположението на цилиндрите и клапаните, формата и обема на горивните камери, разположението на свещи или дюзи.

В ICE с долно разположение на клапана главата има много по-просто устройство. Има само канали за циркулация на антифриз, гнезда за свещи и крепежни елементи. Такива агрегати обаче имат ниска ефективност и отдавна не се използват в автомобилната индустрия, въпреки че все още могат да бъдат намерени в специално оборудване.

Цилиндровата глава, в съответствие с името си, е разположена в горната част на двигателя с вътрешно горене. Всъщност това е корпус, в който са монтирани частите на газоразпределителния механизъм (синхронизация), който контролира приема на сместа въздух-гориво в цилиндрите и изгорелите газове. Горната част на горивните камери се намира в главата. Има отвори с резба за завинтване на свещи и инжектори, както и отвори за свързване на всмукателния и изпускателния колектор.

За циркулацията на охлаждащата течност се използват специални канали (така наречената охлаждаща риза). Смазването се подава през маслени канали.

Освен това има седалки за клапани с пружини и задвижки. В най-простия случай има два клапана на цилиндър (вход и изход), но може да има и повече. Допълнителните входящи клапани позволяват да се увеличи общата площ на напречното сечение, както и да се намалят динамичните натоварвания. А с допълнителни изпускателни клапани може да се подобри разсейването на топлината.

Седалката на клапана (седалката), изработена от бронз, чугун или топлоустойчива стомана, се пресова в корпуса на главата на цилиндъра или може да бъде направена в самата глава.

Водачите на клапаните осигуряват прецизно поставяне. Материалът за тяхното производство може да бъде чугун, бронз, металокерамика.

Главата на клапана има заострена фаска, направена под ъгъл от 30 или 45 градуса. Тази фаска е работната повърхност на клапана и е в съседство с фаската на леглото на клапана. И двете фаски са внимателно обработени и припокрити за плътно прилягане.

За надеждно затваряне на клапана се използва пружина, която е изработена от легирана стомана с последваща специална обработка. Стойността на предварителното му затягане значително влияе върху параметрите на двигателя с вътрешно горене.

Управлява отварянето/затварянето на клапаните на разпределителния вал. Има по две гърбици за всеки цилиндър (едната за всмукателния, другата за изпускателния клапан). Въпреки че са възможни и други опции, включително наличието на два разпределителни вала, единият от които контролира всмукването, а другият контролира изпускателната. В двигателите с вътрешно горене на съвременните леки автомобили най-често се използват точно два разпределителни вала, монтирани отгоре, а броят на клапаните е 4 за всеки цилиндър.

Като задвижващ механизъм за управление на клапани се използват лостове (кобилици, кобилици) или тласкачи под формата на къси цилиндри. В последната версия празнината в задвижването се регулира автоматично с помощта на хидравлични компенсатори, което подобрява тяхното качество и удължава експлоатационния им живот.

Долната повърхност на главата на цилиндъра, която е в съседство с цилиндровия блок, е направена равномерна и внимателно обработена. За да се предотврати навлизането на антифриз в системата за смазване или двигателно масло в охладителната система, както и проникването на тези работни течности в горивната камера, по време на монтажа се монтира специално уплътнение между главата и цилиндровия блок. Може да бъде изработен от азбесто-каучуков композитен материал (паронит), мед или стомана с полимерни междинни слоеве. Такова уплътнение осигурява висока степен на плътност, предотвратява смесването на работните течности на системите за смазване и охлаждане и изолира цилиндрите един от друг.

Главата е прикрепена към цилиндровия блок с болтове или шпилки с гайки. Към затягането на болтовете трябва да се подхожда много отговорно. Той трябва да се произвежда в строго съответствие с инструкциите на автомобилния производител по определена схема, която може да е различна за различните двигатели с вътрешно горене. Уверете се, че използвате динамометричен ключ и спазвайте определения момент на затягане, който трябва да бъде посочен в инструкциите за ремонт.

Неспазването на процедурата ще доведе до нарушаване на херметичността, изпускане на газове през съединението, намаляване на компресията в цилиндрите и нарушаване на изолацията един от друг на каналите на системите за смазване и охлаждане. Всичко това ще се прояви чрез нестабилна работа на двигателя с вътрешно горене, загуба на мощност, прекомерен разход на гориво. Като минимум ще трябва да смените уплътнението, двигателното масло и антифриза със системи за промиване. Възможни са по-сериозни проблеми, чак до необходимостта от сериозен ремонт на двигателя с вътрешно горене.

трябва да се помни, че уплътнението на главата на цилиндъра не е подходящо за повторно инсталиране. Ако главата е свалена, уплътнението трябва да се смени, независимо от състоянието му. Същото важи и за монтажните болтове.

Отгоре главата на цилиндъра е затворена със защитен капак (наричан още капак на клапана) с гумено уплътнение. Може да бъде изработен от стоманена ламарина, алуминий или пластмаса. Капачката обикновено има гърловина за наливане на двигателно масло. Тук също е необходимо да се спазват определени моменти на затягане при затягане на закрепващите болтове и да се сменя уплътнителната гума при всяко отваряне на капака.

Въпросите за профилактика, диагностика, ремонт и подмяна на главата на цилиндъра трябва да се вземат възможно най-сериозно, тъй като това е критичен елемент на двигателя с вътрешно горене, който освен това е подложен на много значителни механични и топлинни натоварвания.

Проблеми рано или късно възникват дори при правилна работа на автомобила. Ускоряват появата на неизправности в двигателя - и по-специално в главата - следните фактори:

• игнориране на периодичната смяна;
• използването на нискокачествени смазочни материали или масла, които не отговарят на изискванията за този двигател с вътрешно горене;
• използване на гориво с лошо качество;
• запушени филтри (въздушен, маслен);
• продължителна липса на рутинна поддръжка;
• остър стил на шофиране, злоупотреба с високи скорости;
• дефектна или нерегулирана инжекционна система;
• незадоволително състояние на охладителната система и в резултат на това прегряване на двигателя с вътрешно горене.

Повредата на уплътнението на главата на цилиндъра и други свързани проблеми вече бяха споменати по-горе. Можете да прочетете повече за това в отделна. Други възможни повреди на главата:

• спукани легла на клапани;
• износени водачи на клапани;
• счупени легла на разпределителния вал;
• повредени крепежни елементи или резби;
• пукнатини директно в корпуса на цилиндровата глава.

Седалките и направляващите втулки могат да бъдат сменени, но това трябва да стане по специална технология с помощта на специално оборудване. Опитите да се направят такива ремонти в гаражна среда най-вероятно ще доведат до необходимостта от пълна смяна на главата. Можете сами да опитате да почистите и шлайфате фаските на седалките, като същевременно не забравяте, че те трябва да прилягат плътно към свързващите фаски на клапаните.

За възстановяване на износените легла под разпределителния вал се използват бронзови ремонтни втулки.

Ако резбата в гнездото на свещта е счупена, можете да инсталирате отвертка. Вместо повредени крепежни елементи се използват ремонтни шпилки.

Пукнатините в корпуса на главата могат да се опитат да бъдат заварени, ако не са при газовите съединения. Безсмислено е да се използват инструменти като студено заваряване, тъй като те имат различен коефициент на топлинно разширение и просто се напукват много бързо. Използването на заваряване за премахване на пукнатини, преминаващи през газовото съединение, е непрактично - в този случай е по-добре да смените главата.

Заедно с главата е наложителна смяна на нейното уплътнение, както и гуменото уплътнение на капака.

Когато отстранявате неизправностите на главата на цилиндъра, не забравяйте да диагностицирате и монтираните в нея части за синхронизация - клапани, пружини, кобилици, кобилици, тласкачи и, разбира се, разпределителния вал. Ако трябва да закупите нови резервни части, за да замените износените, можете да го направите в онлайн магазина.

По-удобно и по-лесно е да закупите и монтирате блока на цилиндровата глава, когато частите на газоразпределителния механизъм (разпределителен вал, клапани с пружини и задвижващи механизми и др.) Вече са монтирани в него. Това ще елиминира необходимостта от монтаж и настройка, които ще бъдат необходими, ако компонентите за синхронизация от старата глава на цилиндъра се монтират в корпуса на новата глава.