Kepala silinder enjin pembakaran dalaman

Istilah "kepala silinder" tidak muncul secara kebetulan. Seperti dalam kepala manusia, tindakan paling kompleks dan penting bagi enjin pembakaran dalaman berlaku di kepala silinder. Oleh itu, kepala silinder adalah sebahagian daripada enjin pembakaran dalaman, terletak di bahagian atasnya (atas). Ia saling berkaitan dengan saluran udara saluran masuk dan ekzos, mengandungi bahagian mekanisme injap, penyuntik dan palam pencucuh atau palam cahaya. Kepala silinder menutup bahagian atas blok silinder. Kepala boleh menjadi satu untuk keseluruhan enjin, secara berasingan untuk setiap silinder atau berasingan untuk barisan silinder yang berasingan (enjin berbentuk V). Diikat pada blok silinder dengan skru atau bolt.

Fungsi kepala silinder

• Ia membentuk ruang pembakaran - ia membentuk ruang mampatan atau sebahagian daripadanya.
• Menyediakan penggantian cas silinder (enjin 4 lejang).
• Menyediakan penyejukan untuk ruang pembakaran, palam pencucuh dan injap.
• Menutup ruang pembakaran yang ketat dan kalis air.
• Menyediakan penempatan palam pencucuh atau penyuntik.
• Menangkap dan mengarahkan tekanan pembakaran - voltan tinggi.

Pembahagian kepala silinder

• Kepala silinder untuk enjin dua lejang dan empat lejang.
• Kepala silinder untuk pencucuhan percikan dan mesin pencucuhan mampatan.
• Kepala yang disejukkan dengan udara atau air.
• Kepala berasingan untuk satu silinder, kepala untuk mesin selaras atau berbentuk V.
• Pemasaan silinder dan pemasa injap.

Gasket kepala silinder

Terdapat segel antara kepala silinder dan blok silinder yang menutup ruang pembakaran secara hermetik dan mencegah minyak dan penyejuk keluar (bercampur). Kami membahagikan meterai menjadi logam yang disebut dan digabungkan.

Logam, iaitu meterai tembaga atau aluminium, digunakan dalam enjin berpendingin udara berkelajuan tinggi dan kecil (skuter, motosikal dua lejang hingga 250 cc). Enjin yang disejukkan dengan air menggunakan meterai yang terdiri daripada serat organik kaya grafit yang terikat pada pangkalan plastik yang disokong pada sokongan logam.

Penutup kepala silinder

Bahagian penting dari kepala silinder juga merupakan penutup yang menutupi injap kereta api dan mencegah minyak bocor ke persekitaran mesin.

Ciri utama kepala silinder enjin dua lejang

Kepala silinder untuk mesin dua lejang biasanya sederhana, disejukkan udara (disirip di permukaan) atau cair. Ruang pembakaran boleh simetri, biconvex atau bulat, selalunya dengan jurang anti-ketukan. Benang palam pencucuh terletak di paksi silinder. Ia boleh dibuat dari besi tuang kelabu (reka bentuk mesin lama) atau aloi aluminium (kini digunakan). Sambungan kepala enjin dua lejang ke blok silinder dapat diikat, dilekatkan, ditambah dengan skru pengetat, atau bahkan kepala satu bahagian.

Ciri utama kepala silinder enjin empat lejang

Reka bentuk kepala untuk enjin empat lejang juga mesti memberikan perubahan dalam anjakan silinder enjin. Ia mengandungi saluran masuk dan keluar, bahagian mekanisme pengagihan gas yang mengawal injap, injap itu sendiri, bersama tempat duduk dan pemandunya, benang untuk memasang palam pencucuh dan muncung, saluran untuk aliran media pelincir dan penyejukan. Ia juga merupakan sebahagian daripada kebuk pembakaran. Oleh itu, reka bentuk dan bentuknya secara tidak seimbang lebih kompleks berbanding dengan kepala silinder enjin dua lejang. Kepala silinder bagi enjin empat lejang diperbuat daripada sama ada besi tuang berbutir halus kelabu, atau besi tuang beraloi, atau keluli tempa - yang dipanggil keluli tuang atau aloi aluminium untuk enjin yang disejukkan cecair. Enjin penyejuk udara menggunakan aloi aluminium atau besi tuang. Besi tuang hampir tidak pernah digunakan sebagai bahan kepala dan telah digantikan dengan aloi aluminium. Aspek penentu penghasilan logam ringan bukanlah berat rendah tetapi kekonduksian terma yang sangat baik. Oleh kerana proses pembakaran berlaku di kepala silinder, mengakibatkan haba yang kuat di bahagian enjin ini, haba mesti dipindahkan ke penyejuk secepat mungkin. Dan kemudian aloi aluminium adalah bahan yang sangat sesuai.

Ruang pembakaran

Ruang pembakaran juga merupakan bahagian yang sangat penting dari kepala silinder. Ia mesti mempunyai bentuk yang betul. Keperluan utama untuk ruang pembakaran adalah:

• Kekompakan yang menghadkan kehilangan haba.
• Benarkan penggunaan bilangan injap maksimum atau ukuran injap yang mencukupi.
• Pembukaan silinder pengisian yang optimum.
• Letakkan lilin di tempat terkaya di hujung peras.
• Pencegahan penyalaan mengetuk.
• Penindasan kawasan panas.

Keperluan ini sangat penting kerana ruang pembakaran mempengaruhi pembentukan hidrokarbon, menentukan perjalanan pembakaran, penggunaan bahan bakar, bunyi dan tork pembakaran. Ruang pembakaran juga menentukan nisbah mampatan maksimum dan mempengaruhi kehilangan haba.

Bentuk ruang pembakaran

a - bilik air, b - hemisfera, c - baji, d - hemisfera asimetri, e - Heronov-v pieste

Saluran masuk dan keluar

Kedua-dua port masuk dan keluar diakhiri dengan tempat duduk injap sama ada secara langsung di kepala silinder atau dengan tempat duduk yang dimasukkan. Kerusi injap lurus terbentuk secara langsung di bahan kepala atau boleh disebut. pelana sebaris yang diperbuat daripada bahan aloi berkualiti tinggi. Permukaan sentuhan tepat ke ukuran. Sudut serong kerusi injap paling kerap 45 °, kerana nilai ini mencapai ketahanan yang baik ketika injap ditutup dan tempat duduk membersihkan diri. Injap sedutan kadang-kadang condong pada suhu 30 ° untuk aliran yang lebih baik di kawasan tempat duduk.

Petunjuk injap

Injap bergerak di panduan injap. Pemandu injap boleh dibuat dari besi tuang, aloi-aluminium-gangsa, atau dibuat langsung dalam bahan kepala silinder.

Injap di kepala silinder enjin

Mereka bergerak dalam panduan, dan injap itu sendiri terletak di tempat duduk. Injap sebagai sebahagian daripada injap kawalan untuk mesin pembakaran dalaman yang berulang akan mengalami tekanan mekanikal dan terma semasa operasi. Dari sudut pandang mekanikal, ini terutama dimuat dengan tekanan gas serombong di ruang pembakaran, serta kekuatan kawalan yang diarahkan dari cam (jack), daya inersia semasa pergerakan berulang, serta geseran mekanikal. saya sendiri. Tekanan terma sama pentingnya, kerana injap dipengaruhi terutamanya oleh suhu di ruang pembakaran dan juga suhu di sekitar gas serombong panas yang mengalir (injap ekzos). Injap ekzos, terutama pada mesin supercharged, terkena beban termal yang melampau, dan suhu setempat dapat mencapai 900 ° C. Panas dapat dipindahkan ke tempat duduk dengan injap ditutup dan ke batang injap. Pemindahan haba dari kepala ke batang dapat ditingkatkan dengan mengisi rongga di dalam injap dengan bahan yang sesuai. Selalunya, gas natrium cair digunakan, yang mengisi rongga batang hanya di tengah jalan, sehingga ketika injap bergerak, bahagian dalam secara intensif disiram dengan cairan. Rongga batang pada enjin (penumpang) yang lebih kecil dibuat dengan menggerudi lubang; untuk enjin yang lebih besar, bahagian kepala injap juga mungkin berlubang. Batang injap biasanya berlapis krom. Oleh itu, beban haba tidak sama untuk injap yang berbeza, ia juga bergantung pada proses pembakaran itu sendiri dan menyebabkan tekanan termal pada injap.

Kepala injap masuk biasanya lebih besar diameter daripada injap ekzos. Dengan bilangan injap ganjil (3, 5), terdapat lebih banyak injap masukan bagi setiap silinder daripada injap ekzos. Ini disebabkan oleh keperluan untuk mencapai maksimum yang mungkin - kuasa spesifik optimum dan, oleh itu, pengisian silinder yang terbaik dengan campuran bahan api dan udara yang mudah terbakar.

Untuk pengeluaran injap sedutan, baja dengan struktur mutiara, paduan dengan silikon, nikel, tungsten, dll digunakan terutamanya.Kadang-kadang aloi titanium digunakan. Injap ekzos yang terdedah kepada tekanan haba dibuat dari keluli aloi tinggi (kromium-nikel) dengan struktur austenit. Keluli alat yang dikeraskan atau bahan khas lain dikimpal ke tempat duduk tempat duduk. satelit (aloi kobalt yang lunak dengan kromium, karbon, tungsten atau unsur lain).

Kepala silinder dua injap

Kepala silinder tiga injap

Kepala silinder empat injap

Kepala silinder lima injap