Glava motora motora s unutarnjim izgaranjem

Pojam "glava cilindra" nije nastao slučajno. Kao iu ljudskoj glavi, najsloženije i najvažnije radnje motora s unutarnjim izgaranjem odvijaju se u glavi cilindra. Glava cilindra je tako dio motora s unutarnjim izgaranjem, smještena u njegovom gornjem (gornjem) dijelu. Isprepleten je sa zračnim kanalima usisnog i ispušnog trakta, sadrži dijelove mehanizma ventila, brizgaljke i svjećice ili žarnice. Glava cilindra prekriva gornji dio bloka cilindra. Glava može biti jedna za cijeli motor, posebno za svaki cilindar ili posebno za poseban red cilindara (motor u obliku slova V). Pričvršćen na blok cilindra vijcima ili vijcima.

Funkcije glave cilindra

• Formira prostor izgaranja - čini kompresijski prostor ili njegov dio.
• Omogućuje zamjenu punjenja cilindra (4-taktni motor).
• Omogućuje hlađenje komore za izgaranje, svjećica i ventila.
• Zatvara komoru za izgaranje plino nepropusnom i vodootpornom.
• Omogućuje postavljanje svjećice ili mlaznice.
• Hvata i usmjerava tlak izgaranja - visoki napon.

Podjela glava cilindara

• Glave cilindara za dvotaktne i četverotaktne motore.
• Glave cilindara za motore s paljenjem na iskrenje i kompresiju.
• Glave hlađene zrakom ili vodom.
• Odvojene glave za jedan cilindar, glava za linijski ili V-oblik motora.
• Glava cilindra i razvod ventila.

Zaptivka glave motora

Između glave motora i bloka cilindra nalazi se brtva koja hermetički zatvara komoru za izgaranje i sprječava istjecanje ulja i rashladne tekućine (miješanje). Brtve dijelimo na takozvane metalne i kombinirane.

Metalne, odnosno bakrene ili aluminijske brtve, koriste se u malim, brzim motorima sa zračnim hlađenjem (skuteri, dvotaktni motocikli do 250 ccm). Motori s vodenim hlađenjem koriste brtvu koja se sastoji od organskih vlakana bogatih grafitom vezanih na plastičnoj podlozi oslonjenoj na metalnu podlogu.

Poklopac glave motora

Važan dio glave motora je i poklopac koji prekriva sklop ventila i sprječava istjecanje ulja u okruženje motora.

Glavne karakteristike glave motora dvotaktnog motora

Glava cilindra za dvotaktne motore obično je jednostavna, zračno hlađena (na površini peraja) ili tekuća. Komora za izgaranje može biti simetrična, bikonveksna ili kružna, često s razmakom protiv udarca. Navoj svjećice nalazi se na osi cilindra. Može se izrađivati ​​od sivog lijevanog željeza (stari dizajn motora) ili aluminijske legure (trenutno se koristi). Priključak glave dvotaktnog motora na blok cilindra može biti s navojem, prirubnicom, spojen zateznim vijcima ili čak jednodijelnom glavom.

Glavne karakteristike glave motora četverotaktnog motora

Dizajn glave četverotaktnih motora također mora osigurati promjenu zapremine cilindara motora. Sadrži ulazne i izlazne kanale, dijelove mehanizma za distribuciju plina koji upravljaju ventilima, same ventile, zajedno sa svojim sjedištima i vodilicama, navoje za pričvršćivanje svjećice i mlaznica, kanale za protok medija za podmazivanje i hlađenje. Također je dio komore za izgaranje. Stoga je nesrazmjerno složenije konstrukcije i oblika u usporedbi s glavom cilindra dvotaktnog motora. Glava cilindra četverotaktnog motora izrađena je ili od sivog sitnozrnatog lijevanog željeza, ili od legiranog lijevanog željeza, ili od kovanog čelika - takozvanih lijevanih čeličnih ili aluminijskih legura za motore s tekućinskim hlađenjem. Zračno hlađeni motori koriste aluminijske legure ili lijevano željezo. Lijevano željezo se gotovo nikada ne koristi kao materijal za glavu i zamijenjeno je legurom aluminija. Odlučujući aspekt proizvodnje lakih metala nije toliko mala težina koliko izvrsna toplinska vodljivost. Budući da se proces izgaranja odvija u glavi cilindra, što rezultira intenzivnom toplinom u ovom dijelu motora, toplina se mora što prije prenijeti na rashladnu tekućinu. A onda je aluminijska legura vrlo prikladan materijal.

Komora za izgaranje

Komora za izgaranje također je vrlo važan dio glave motora. Mora biti ispravnog oblika. Glavni zahtjevi za komoru za izgaranje su:

• Kompaktnost koja ograničava gubitke topline.
• Dopustite uporabu najvećeg broja ventila ili dovoljne veličine ventila.
• Optimalno otvaranje punjenja cilindra.
• Svijeću postavite na najbogatije mjesto na kraju stiskanja.
• Sprječavanje detonacijskog paljenja.
• Suzbijanje žarišnih točaka.

Ti su zahtjevi vrlo važni jer komora za izgaranje utječe na stvaranje ugljikovodika, određuje tijek izgaranja, potrošnju goriva, buku izgaranja i zakretni moment. Komora za izgaranje također određuje maksimalni omjer kompresije i utječe na gubitak topline.

Oblici komore za izgaranje

a - kupaonica, b - polukugla, c – klin, d – asimetrična hemisfera, e - Čaplje u klipu

Ulaz i izlaz

I usisni i ispušni priključci završavaju sa sjedištem ventila ili izravno u glavi motora ili s umetnutim sjedalom. Ravno sjedalo ventila formira se izravno u materijalu glave ili se može tzv. linijsko sedlo izrađeno od visokokvalitetnih legura. Kontaktne površine su precizno brušene prema veličini. Kut nagiba sjedišta ventila je najčešće 45 °, budući da ta vrijednost postiže dobru nepropusnost kada je ventil zatvoren i sjedalo se samočišćava. Usisni ventili ponekad su nagnuti za 30 ° radi boljeg protoka u području sjedala.

Vodiči ventila

Ventili se kreću u vodilicama ventila. Vodilice ventila mogu biti izrađene od lijevanog željeza, legure aluminija i bronce ili izrađene izravno iz materijala glave cilindra.

Ventili u glavi motora

Kreću se u vodilicama, a sami ventili leže na sjedalima. Ventil kao dio upravljačkog ventila za klipne motore s unutarnjim izgaranjem tijekom rada je izložen mehaničkom i toplinskom naprezanju. S mehaničkog gledišta, on je ponajviše opterećen pritiskom dimnih plinova u komori za izgaranje, kao i upravljačkom silom usmjerenom od brega (dizalice), inercijalnom silom pri klipnom kretanju, kao i mehaničko trenje. sebe. Toplinsko naprezanje je jednako važno, jer na ventil uglavnom utječe temperatura u komori za izgaranje, kao i temperatura oko tekućih vrućih dimnih plinova (ispušni ventili). Izduvni ventili, osobito u motorima s kompresorom, izloženi su ekstremnim toplinskim opterećenjima, a lokalna temperatura može doseći 900 ° C. Toplina se može prenijeti na sjedalo sa zatvorenim ventilom i na stablo ventila. Prijenos topline od glave do stabljike može se povećati ispunom šupljine unutar ventila odgovarajućim materijalom. Najčešće se koristi ukapljeni natrijev plin koji ispuni šupljinu stabljike samo do polovice, pa se pri pomicanju ventila unutrašnjost intenzivno ispire tekućinom. Šupljina stabljike u manjim (putničkim) motorima izrađena je bušenjem rupe; u slučaju većih motora, dio glave ventila također može biti šupalj. Stablo ventila obično je kromirano. Dakle, toplinsko opterećenje nije isto za različite ventile, već ovisi i o samom procesu izgaranja te uzrokuje toplinska naprezanja u ventilu.

Glave ulaznih ventila obično su većeg promjera od ispušnih ventila. S neparnim brojem ventila (3, 5), postoji više usisnih nego ispušnih ventila po cilindru. To je zbog zahtjeva da se postigne najveća moguća - optimalna specifična snaga, a time i što bolje punjenje cilindra zapaljivom smjesom goriva i zraka.

Za proizvodnju usisnih ventila uglavnom se koriste čelici sa perlitnom strukturom, legirani silicijom, niklom, volframom itd. Ponekad se koristi i legura titana. Ispušni ventili izloženi toplinskom naprezanju izrađeni su od visokolegiranih čelika (krom-nikal) austenitne strukture. Očvrsli alatni čelik ili drugi poseban materijal zavaren je na sjedalo sjedala. stelit (kovna legura kobalta s kromom, ugljikom, volframom ili drugim elementima).

Glava cilindra s dva ventila

Glava cilindra s tri ventila

Glava cilindra s četiri ventila

Glava cilindra s pet ventila