Testata motore a combustione interna
Articoli

Testata motore a combustione interna

Testata motore a combustione internaIl termine "testata" non è nato per caso. Come nella testa umana, nella testata del cilindro si svolgono le azioni più complesse e importanti di un motore a combustione interna. La testata è quindi parte del motore a combustione interna, situata nella sua parte superiore (superiore). È intrecciato con i condotti dell'aria dei tratti di aspirazione e scarico, contiene parti del meccanismo della valvola, iniettori e candele o candelette. La testata copre la parte superiore del blocco cilindri. La testata può essere una per l'intero motore, separatamente per ogni cilindro o separatamente per una fila di cilindri separata (motore a V). Fissato al blocco cilindri con viti o bulloni.

Funzioni della testata del cilindro

  • Forma lo spazio di combustione - forma lo spazio di compressione o parte di esso.
  • Fornisce la sostituzione della carica del cilindro (motore a 4 tempi).
  • Fornisce il raffreddamento della camera di combustione, delle candele e delle valvole.
  • Chiude la camera di combustione a tenuta di gas e impermeabile.
  • Prevede il posizionamento della candela o dell'iniettore.
  • Cattura e dirige la pressione di combustione - alta tensione.

Divisione delle teste dei cilindri

  • Testate cilindri per motori a due e quattro tempi.
  • Testate cilindri per motori ad accensione comandata e ad accensione spontanea.
  • Teste raffreddate ad aria o ad acqua.
  • Testate separate per un cilindro, testata per motore in linea oa V.
  • Testata e fasatura valvole.

Guarnizione testata

C'è una guarnizione tra la testata e il blocco cilindri che sigilla ermeticamente la camera di combustione e impedisce la fuoriuscita di olio e liquido di raffreddamento (miscelazione). Dividiamo i sigilli nel cosiddetto metallo e li combiniamo.

Le guarnizioni metalliche, ovvero in rame o in alluminio, sono utilizzate nei piccoli motori raffreddati ad aria ad alta velocità (scooter, moto a due tempi fino a 250 cc). I motori raffreddati ad acqua utilizzano una guarnizione costituita da fibre organiche ricche di grafite legate su una base di plastica supportata su un supporto metallico.

Testata motore a combustione interna Testata motore a combustione interna

Testata motore a combustione interna

Coperchio della testata del cilindro

Una parte importante della testata è anche un coperchio che copre il treno valvole e impedisce all'olio di fuoriuscire nell'ambiente del motore.

Testata motore a combustione interna

Le principali caratteristiche della testata di un motore a due tempi

La testata per motori a due tempi è solitamente semplice, raffreddata ad aria (alettata sulla superficie) oa liquido. La camera di combustione può essere simmetrica, biconvessa o rotonda, spesso con intercapedine antidetonante. La filettatura della candela si trova sull'asse del cilindro. Può essere realizzato in ghisa grigia (vecchi modelli di motori) o in lega di alluminio (attualmente utilizzata). Il collegamento della testata di un motore a due tempi al monoblocco può essere filettato, flangiato, accoppiato con viti di serraggio, o anche testata monoblocco.

Testata motore a combustione interna

Principali caratteristiche della testata di un motore a quattro tempi

Il progetto della testata per i motori a quattro tempi deve prevedere anche una modifica della cilindrata dei cilindri del motore. Contiene canali di ingresso e uscita, parti del meccanismo di distribuzione del gas che controllano le valvole, le valvole stesse, insieme alle loro sedi e guide, filettature per il fissaggio della candela e degli ugelli, canali per il flusso di fluidi lubrificanti e di raffreddamento. Fa anche parte della camera di combustione. Pertanto, è sproporzionatamente più complesso nel design e nella forma rispetto alla testata di un motore a due tempi. La testata di un motore a quattro tempi è realizzata in ghisa grigia a grana fine, ghisa legata o acciaio forgiato, il cosiddetto acciaio fuso o leghe di alluminio per motori raffreddati a liquido. I motori raffreddati ad aria utilizzano leghe di alluminio o ghisa. La ghisa non viene quasi mai utilizzata come materiale di testa ed è stata sostituita dalla lega di alluminio. L'aspetto decisivo della produzione di metalli leggeri non è tanto il peso ridotto quanto l'ottima conducibilità termica. Poiché il processo di combustione avviene nella testata, con conseguente calore intenso in questa parte del motore, il calore deve essere trasferito al liquido di raffreddamento il prima possibile. E poi la lega di alluminio è un materiale molto adatto.

Testata motore a combustione interna

La camera di combustione

La camera di combustione è anche una parte molto importante della testata. Deve essere della forma corretta. I requisiti principali per una camera di combustione sono:

  • Compattezza che limita la dispersione di calore.
  • Consentire l'uso del numero massimo di valvole o di una dimensione della valvola sufficiente.
  • Apertura ottimale del riempimento del cilindro.
  • Posiziona la candela nel punto più ricco alla fine della compressione.
  • Prevenzione dell'accensione per detonazione.
  • Soppressione degli hotspot.

Questi requisiti sono molto importanti perché la camera di combustione influenza la formazione di idrocarburi, determina l'andamento della combustione, il consumo di carburante, il rumore di combustione e la coppia. La camera di combustione determina anche il rapporto di compressione massimo e influenza la dispersione termica.

Forme della camera di combustione

Testata motore a combustione interna

a - bagno, b - semisferico, c – cuneo, d – Semisferico asimmetrico, e - Aironi nel pistone

Ingresso e uscita

Sia le luci di aspirazione che di scarico terminano con una sede della valvola direttamente nella testata o con una sede inserita. Una sede della valvola diritta è formata direttamente nel materiale della testa o può essere così chiamata. sella in linea realizzata con materiali in lega di alta qualità. Le superfici di contatto sono rettificate a misura. L'angolo di inclinazione della sede della valvola è molto spesso di 45 °, poiché questo valore raggiunge una buona tenuta quando la valvola è chiusa e la sede è autopulente. Le valvole di aspirazione sono talvolta inclinate di 30° per un migliore flusso nella zona della sede.

Testata motore a combustione interna

Guide valvole

Le valvole si muovono nelle guide valvole. Le guide valvole possono essere realizzate in ghisa, lega di alluminio-bronzo o realizzate direttamente nel materiale della testata.

Testata motore a combustione interna

Valvole nella testata del motore

Si muovono su guide e le valvole stesse poggiano sui sedili. La valvola come parte della valvola di controllo per motori alternativi a combustione interna è soggetta a sollecitazioni meccaniche e termiche durante il funzionamento. Da un punto di vista meccanico, è caricato soprattutto dalla pressione dei fumi nella camera di combustione, nonché dalla forza di comando diretta dalla camma (martinetto), dalla forza d'inerzia durante il movimento alternativo, nonché attrito meccanico. io stesso. Altrettanto importante è lo stress termico, poiché la valvola è influenzata principalmente dalla temperatura nella camera di combustione e dalla temperatura intorno ai fumi caldi che scorrono (valvole di scarico). Sono le valvole di scarico, soprattutto nei motori sovralimentati, ad essere esposte a carichi termici estremi, e la temperatura locale può raggiungere i 900°C. Il calore può essere trasferito alla sede con la valvola chiusa e allo stelo della valvola. Il trasferimento di calore dalla testa allo stelo può essere aumentato riempiendo la cavità all'interno della valvola con un materiale idoneo. Molto spesso viene utilizzato gas di sodio liquefatto, che riempie la cavità dello stelo solo a metà, in modo che quando la valvola si muove, la parte interna viene lavata intensamente con liquido. La cavità dello stelo nei motori più piccoli (passeggeri) viene realizzata praticando un foro; nel caso di motori più grandi, anche parte della testa della valvola può essere cava. Lo stelo della valvola è solitamente cromato. Pertanto, il carico termico non è lo stesso per valvole diverse, dipende anche dal processo di combustione stesso e provoca sollecitazioni termiche nella valvola.

Le teste delle valvole di aspirazione hanno generalmente un diametro maggiore rispetto alle valvole di scarico. Con un numero dispari di valvole (3, 5), ci sono più valvole di aspirazione per cilindro che valvole di scarico. Ciò è dovuto alla necessità di ottenere la massima potenza specifica possibile - ottimale e, quindi, il miglior riempimento possibile del cilindro con una miscela combustibile di carburante e aria.

Per la produzione di valvole di aspirazione vengono utilizzati principalmente acciai con struttura perlite, legati con silicio, nichel, tungsteno, ecc.. Talvolta viene utilizzata una lega di titanio. Le valvole di scarico esposte a sollecitazioni termiche sono realizzate in acciai alto legati (cromo-nichel) con struttura austenitica. L'acciaio per utensili temprato o altro materiale speciale è saldato alla sede del sedile. stellite (lega malleabile di cobalto con cromo, carbonio, tungsteno o altri elementi).

Testata a due valvole

Testata motore a combustione interna

Testata motore a combustione interna

Testata a tre valvole

Testata motore a combustione interna

Testata motore a combustione interna

Testata a quattro valvole

Testata motore a combustione interna

Testata motore a combustione interna

Testata a cinque valvole

Testata motore a combustione interna

Testata motore a combustione interna

Aggiungi un commento