Hlava válce

Hlava válců běžného čtyřválcového, dvouventilového, čtyřtaktního motoru Otto se zpětným proplachováním
Hlava válce 16-ventilového motoru po poškození rozvodového řetězu

Hlavy válců uzavírá spalovacího prostoru spalovacího motoru v horní části. Pojem „horní“ je třeba chápat z hlediska oscilačního pístu. V případě motorů typu boxer i motorů, které jsou instalovány zavěšeně (například letecké motory), se hovoří o hlavě válců, i když to není prostorově výše. Ve všech moderních čtyřtaktních motorů je zde vstupní a výstupní kanály a ovládání ventilu pro výměnné plynem , olejové kanálky pro mazání vlaku ventilu a ve vodou chlazených motorů také chladicí kanálky, v benzínových motorů se zapalovacích svíček , v přímé vstřikování benzínu také vstřikovacích ventilů nebo vznětových motorů se vstřikovací trysky a zástrčky záře . Kvůli komplikované výrobě je hlava válce spolu s blokem motoru jednou z nejsložitějších a nejdražších částí motoru .

U dvoutaktních a bočně řízených čtyřtaktních motorů je horní konec válce, který neobsahuje žádné ovládací prvky, často označován jako kryt válce . Na druhé straně kryt hlavy válců , lépe a běžněji nazývaný kryt ventilu , sedí na hlavě válců spalovacího motoru. Tvoří odnímatelný kryt pouzdra pro ovládání ventilu a zabraňuje úniku mazacího oleje a vnikání nečistot. U některých velmi starých motorů chybí toto pouzdro a tím i kryt, takže během provozu je vidět pružiny ventilu a v případě potřeby ovládání ventilu.

Typologie

Hlavy válců lze klasifikovat podle následujících charakteristik:

Součásti

Řez hlavou válce DOHC s proplachováním s příčným průtokem

V závislosti na kombinaci výše uvedených kritérií obsahuje hlava válce:

  • Sací ventily: Cez ně je nasáván vzduch (u vznětových motorů) nebo směs vzduchu a paliva generovaná karburátorem nebo vstřikovacím systémem . Protože je tento nasávaný plyn studený (maximální teplota motoru v atmosféře sání nebo teplota plnicího vzduchu v přeplňovaných motorech ), nejsou sací ventily tak vystaveny vysokým teplotám, jako jsou výfukové ventily.
  • Výfukové ventily: jimi unikají výfukové plyny do výfukového potrubí (výfukového potrubí ), známého také familiárně jako výfuk . Výfukové ventily jsou proto vystaveny vysokým teplotám.
  • Vačkový hřídel : U moderních motorů jsou vačkové hřídele nad hlavou a sedí v hlavě válců. Například jsou poháněny klikovým hřídelem s rozvodovým řetězem . U čtyřtaktních motorů je rychlost vačkových hřídelů poloviční než u klikového hřídele, protože pro každý pracovní cyklus potřebuje dvě otáčky klikového hřídele. Rozlišují se motory s jedním nebo dvěma vačkovými hřídeli nad hlavou. ( OHC = horní vačkový hřídel nebo DOHC = dvojitý vačkový hřídel). Otevřete vačkové hřídele ventily přes beran , tažné nebo vahadlo , obvykle jsou uzavřeny ventilovými pružinami.
  • Zapalovací svíčky: U čtyřtaktních benzinových motorů vydávají zapalovací jiskru každou druhou otáčku klikového hřídele k zahájení spalování , u dvoutaktních motorů každou otáčku klikového hřídele. Vznětové motory jsou samozápalné a nemají žádné zapalovací svíčky, ale žhavicí svíčky jako pomůcka pro studený start .
  • Poloha vstřikovacích trysek: U vznětových motorů s přímým vstřikováním vstřikují přímo do spalovací komory pod vysokým tlakem. U vznětových motorů s předkomorou nebo vířivou komorou vstřikují do předkomory; vstřikovací tlak může být nižší.
  • Vstřikovací ventily benzínu: některé jsou trvale namontovány na hlavě válců (často s jednotlivými tryskami pro každý válec, „vícebodové“), ale někdy také na sacím potrubí před hlavou válců (s „jednobodovými“ vstřiky) . U konvenčních benzínových vstřikovacích motorů jsou umístěny v oblasti chladného sacího potrubí, v hlavě válců nebo v potrubí před ní a jsou odděleny od spalovací komory sacími ventily. U novějších benzínových motorů s přímým vstřikováním však sedí v hlavě válců a vstřikují se přímo do spalovací komory, kde jsou vystaveny vyšším teplotám a riziku koksování.
  • Vstupní a výstupní potrubí: Pro výměnu plynů , tj. Vytlačování výfukových plynů z lahve a plnění lahve čerstvým plynem, vedou kanály z vnějšku k ventilům, kterými jsou plyny směrovány. Při zpětném proplachování jsou vstupní a výstupní porty na stejné straně hlavy válců, proplachování s příčným tokem na opačných stranách hlavy válců. Sací potrubí je zřídka vedeno nahoru. Otevírají se vedle víka válce nebo v případě protilehlých ventilů mezi víky válce. Pokud je sací potrubí integrováno do hlavy válců, lze karburátor umístit přímo na kryt válce.

Designové vlastnosti

Během procesu spalování ve válci působí na hlavu válce stejný tlak jako na píst . Hlava válce je proto vystavena velmi vysokým silám, které ji tlačí ven. Z tohoto důvodu se často nešroubuje na válec , ale přímo na skříň klikového hřídele, s dlouhými spojovacími tyčemi nebo čepy, které procházejí blokem motoru odpovídajícími dlouhými otvory. Předpínací síla vytvářená utažením šroubového spojení má na dlouhé šrouby pružně pružný účinek. Výsledkem je, že blok motoru mezi nimi je spolehlivě sevřen pomocí těsnění a motor zůstává napnutý.

Dilatační šrouby se napínají tak, jak je zamýšleno, a lze je použít pouze jednou. Je proto velmi důležité, aby byl při montáži použit momentový klíč , aby byl dodržen utahovací moment specifikovaný konstrukčním návrhem a předpínací síla sestavy tohoto vysoce namáhaného šroubového spojení. Je také nutné dodržet předepsaný postup s ohledem na sekvenci šroubování, úrovně točivého momentu a případnou povinnost kontroly po uplynutí doby.

Pohyblivé části jsou součástí olejového okruhu u všech moderních motorů. Mazací olej je obvykle přiváděn kanálem válce a těsněním hlavy válců do hlavy válců, ve vzácných případech a u starých typů motorů samostatným šroubovacím olejovým vedením. Jednoduchý, tenkostěnný kryt hlavy válce s gumovým nebo korkovým těsněním je dostatečný k ochraně před únikem beztlakového stříkacího oleje na hlavu válce .

Když je vačkový hřídel umístěn níže, jsou vahadla ventilů obecně spojena s vačkovým hřídelem umístěným mimo hlavu válců pomocí zdvihátek a tlačných tyčí , které probíhají rovnoběžně s válci a přenášejí axiální pohyb. Horní vačkové hřídele jsou poháněny buď rozvodovým řetězem, nebo ozubeným řemenem. Méně často se používají kaskády čelních ozubených kol nebo hřídele běžící podélně na válci s pohony s kuželovými převody, takzvané „ vertikální hřídele “.

U čtyřtaktních motorů existují také velmi jednoduché hlavy válců: u motorů s bočními ventily ( uspořádání SV , „boční ventily “). Tyto hlavy válců jsou svým plochým provedením podobné dvoutaktním hlavám, protože ventilové uspořádání je součástí válce a nikoli hlavy válce. Motory SV již dávno přestaly být moderní, i když se stále vyrábějí v ojedinělých případech ( Rusko , Čínská lidová republika ).

Chlazení probíhá prostřednictvím podélně nebo příčně tekoucí chladicí vody. Při příčném proudění proudí chladicí médium z výstupu na stranu vstupu nebo naopak; v případě podélného proudění v podstatě zezadu v podélném směru klikového hřídele dopředu. Příčný průtok je výhodnější, protože jednotlivé válce jsou chlazeny téměř stejně dobře a tlaková ztráta je nižší, což znamená, že vodní čerpadlo potřebuje menší hnací sílu.

Hlavy válců lodních motorů jsou často obklopeny průchozí galerií, aby mohly pohodlně pracovat, a jsou vybaveny senzory tlaku a teploty, které integrují hlavy válců do informačního systému, ze kterého je motor vzdáleně monitorován a ovládán můstek nebo kormidelní místo.

Sousední části

Hlava válce je nahoře uzavřena víkem ventilu ( víkem hlavy). Chrání horní ovládací prvky ventilového rozvodu a zabraňuje úniku mazacího oleje. Mezi nimi je těsnění krytu ventilu .

Blok motoru nebo blok válců následuje dolů, pokud je kliková skříň samostatnou součástí. Mezi nimi je těsnění hlavy válců . V případě pytlových válců jsou válec a hlava válce spojeny do jedné součásti; těsnění hlavy není nutné.

Typická práce na hlavě válců

  • Zkontrolujte zapalovací svíčky
  • Upravte vůli ventilů : Buď pomocí příslušných seřizovacích šroubů nebo pomocí podložek vhodné tloušťky ("podložky") (nyní kvůli hydraulickým zdvihátkům ventilů často zbytečné)
  • Broušení ventilů pro obnovení dostatečné komprese (zřídka nutné, pouze pokud je motor opotřebovaný nebo je vadný jeden ventil)
  • Vyměňte těsnění hlavy válců
  • Výměna ozubeného řemenu / rozvodového řetězu a napínacího zařízení ( napínáku řetězu ) - pro ozubené řemeny: napínací řemenice
  • Zkouška komprese : Místo zapalovací svíčky se používá zařízení pro měření tlaku. To umožňuje posoudit obecný stav motoru; do jaké míry jsou ventily, válce, písty a pístní kroužky opotřebované a čeká na generální opravu. Nejdůležitější je především absolutní úroveň komprese, ale přibližně stejná hodnota na všech válcích. Test komprese je užitečný při nákupu ojetého vozidla s vysokým počtem kilometrů.
  • V rámci opravy motoru : vystružování nebo honování vedení ventilů, výměna pružin ventilů , vrtání ložisek vačkového hřídele, ploché broušení těsnicích ploch.

galerie

  • Sejmutý kryt válce, strana obrácená k válci s těsnicími plochami, spalovací komorou a kanály chladicí vody

  • Jednoduchý kryt válce 6,9 ​​cm³ modelu leteckého motoru se závitem žhavicí svíčky a čtyřmi šrouby

  • Kryt válce na Piaggio-Ciao -ofa, s konektorem zapalovací svíčky

  • Kryt válce s dekompresním ventilem na motoru NSU Rychle

  • Hlava válců u Mazdy 323 BG 1,3 l 16V - po poškození vodního čerpadla se hlava válce na několika místech přehřála a praskla. Trhliny mezi výstupem a závitem zapalovací svíčky ve spalovací komoře zcela vpravo a trhliny ve druhé spalovací komoře zprava od vstupu k výstupu a dále od výstupu k okraji jsou jasně viditelné

literatura

  • Richard van Basshuysen, Fred Schäfer: Příručka Základy spalovacích motorů, komponenty, systémy, perspektivy. 3. Vydání. Friedrich Vieweg & Sohn Verlag / GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden 2005, ISBN 3-528-23933-6 .
  • Wilfried Staudt: Handbook Vehicle Technology Volume 2, 1. vydání. Bildungsverlag EINS, Troisdorf 2005, ISBN 3-427-04522-6 .
  • Max Bohner, Richard Fischer, Rolf Gscheidle: Odbornost v automobilové technologii. 27. vydání, Verlag Europa-Lehrmittel, Haan-Gruiten 2001, ISBN 3-8085-2067-1 .
  • Peter A. Wellers, Hermann Strobel, Erich Auch-Schwelk: Odborné znalosti v oblasti technologie vozidel. 5. vydání. Holland + Josenhans Verlag, Stuttgart 1997, ISBN 3-7782-3520-6 .

webové odkazy

Commons : hlavy válců  - sbírka obrázků, videí a zvukových souborů
Wikislovník: hlava válce  - vysvětlení významů, původ slov, synonyma, překlady

Individuální důkazy

  1. ↑ Kvalitní a zkušební předpisy pro opravy motorů (PDF; 616 kB).