Glava valja (motorja) z notranjim zgorevanjem

Izraz "glava cilindra" ni nastal po naključju. Tako kot v človeški glavi se najbolj zapletena in pomembna dejanja motorja z notranjim zgorevanjem odvijajo v glavi valja. Glava valja je torej del motorja z notranjim zgorevanjem, ki se nahaja v njegovem zgornjem (zgornjem) delu. Prepleten je z zračnimi kanali sesalnega in izpušnega trakta, vsebuje dele mehanizma ventilov, injektorje in vžigalne ali žarilne svečke. Glava valja pokriva zgornji del bloka valja. Glava je lahko ena za cel motor, posebej za vsak valj ali posebej za posamezno vrsto valjev (motor v obliki črke V). Pritrjen na blok cilindra z vijaki ali sorniki.

Funkcije glave valja

• Tvori zgorevalni prostor - tvori kompresijski prostor ali njegov del.
• Zagotavlja menjavo polnjenja cilindra (4-taktni motor).
• Zagotavlja hlajenje zgorevalne komore, svečk in ventilov.
• Zapira zgorevalno komoro neprepustno in vodotesno.
• Zagotavlja namestitev vžigalne svečke ali injektorja.
• Zajame in usmerja zgorevalni tlak - visoka napetost.

Razdelitev glav valja

• Glave cilindrov za dvotaktne in štiritaktne motorje.
• Glave cilindrov za motorje z vžiganjem na iskre in motorje s kompresijskim vžigom.
• Zračno ali vodno hlajene glave.
• Ločene glave za en valj, glava za vrstni motor ali motor v obliki črke V.
• Krmiljenje glave valja in ventila.

Tesnilo glave valja (motorja)

Med glavo valja in blokom valja je tesnilo, ki hermetično tesni zgorevalno komoro in preprečuje uhajanje olja in hladilne tekočine (mešanje). Tesnila delimo na tako imenovane kovinske in kombinirane.

Kovinska, torej bakrena ali aluminijasta tesnila, se uporabljajo v majhnih, hitrih, zračno hlajenih motorjih (skuterji, dvotaktna motorna kolesa do 250 ccm). Motorji z vodnim hlajenjem uporabljajo tesnilo, ki je sestavljeno iz organskih vlaken, bogatih z grafitom, vezanih na plastično podlago, podprto s kovinskim nosilcem.

Pokrov glave valja

Pomemben del glave valja je tudi pokrov, ki pokriva sklop ventilov in preprečuje iztekanje olja v okolje motorja.

Glavne značilnosti glave valja pri dvotaktnem motorju

Glava valja za dvotaktne motorje je običajno preprosta, zračno hlajena (na površini plavuti) ali tekoča. Zgorevalna komora je lahko simetrična, bikonveksna ali okrogla, pogosto z razpoko proti udarcem. Navoj svečke se nahaja na osi valja. Lahko je izdelan iz sive litine (stare izvedbe motorjev) ali aluminijeve zlitine (trenutno se uporablja). Priključitev dvotaktne glave motorja na blok valja je lahko navojna, prirobljena, povezana z zateznimi vijaki ali celo enodelno glavo.

Glavne značilnosti glave valja štiritaktnega motorja

Zasnova glave štiritaktnih motorjev mora zagotoviti tudi spremembo gibne prostornine valjev motorja. Vsebuje vstopne in izstopne kanale, dele mehanizma za distribucijo plina, ki krmilijo ventile, same ventile, skupaj z njihovimi sedeži in vodili, navoje za pritrditev svečke in šob, kanale za pretok mazalnih in hladilnih medijev. Je tudi del zgorevalne komore. Zato je konstrukcijsko in oblikovno neprimerno bolj zapletena v primerjavi z glavo valja dvotaktnega motorja. Glava valja štiritaktnega motorja je izdelana iz sive drobnozrnate litine ali legirane litine ali kovanega jekla - tako imenovane litine ali aluminijeve zlitine za tekočinsko hlajene motorje. Zračno hlajeni motorji uporabljajo aluminijeve zlitine ali lito železo. Lito železo se skoraj nikoli ne uporablja kot material za glavo in ga je nadomestila aluminijeva zlitina. Odločilni vidik proizvodnje lahkih kovin ni toliko majhna teža kot odlična toplotna prevodnost. Ker proces zgorevanja poteka v glavi valja, kar povzroči močno toploto v tem delu motorja, je treba toploto čim prej prenesti na hladilno tekočino. In potem je aluminijeva zlitina zelo primeren material.

Zgorevalna komora

Zgorevalna komora je tudi zelo pomemben del glave valja. Biti mora pravilne oblike. Glavne zahteve za zgorevalno komoro so:

• Kompaktnost, ki omejuje toplotne izgube.
• Dovolite uporabo največjega števila ventilov ali zadostne velikosti ventila.
• Optimalno odpiranje polnjenja jeklenke.
• Svečo postavite na najbogatejše mesto na koncu stiskanja.
• Preprečevanje vžiga detonacije.
• Zatiranje vročih točk.

Te zahteve so zelo pomembne, ker zgorevalna komora vpliva na nastanek ogljikovodikov, določa potek zgorevanja, porabo goriva, hrup pri zgorevanju in navor. Zgorevalna komora določa tudi največje kompresijsko razmerje in vpliva na toplotne izgube.

Oblike zgorevalne komore

a - kopalnica, b - polkrogla, c – klin, d – asimetrična polkrogla, e - čaplje v batu

Vhod in izhod

Tako sesalni kot izpušni priključki se končajo s sedežem ventila neposredno v glavi valja ali z vstavljenim sedežem. Raven sedež ventila nastane neposredno v materialu glave ali pa ga lahko imenujemo tako. linijsko sedlo iz visoko kakovostnih zlitinskih materialov. Kontaktne površine so natančno brušene po velikosti. Kot nagiba sedeža ventila je najpogosteje 45 °, saj ta vrednost doseže dobro tesnost, ko je ventil zaprt in se sedež samočisti. Sesalni ventili so včasih nagnjeni za 30 ° za boljši pretok v predelu sedeža.

Vodila za ventile

Ventili se premikajo v vodilih ventilov. Vodila ventilov so lahko izdelana iz litega železa, aluminijevo-bronaste zlitine ali pa neposredno iz materiala glave valja.

Ventili v glavi valja motorja

Premikajo se po vodilih, sami ventili pa počivajo na sedežih. Ventil kot del krmilnega ventila za batna motorja z notranjim izgorevanjem je med delovanjem izpostavljen mehanskim in toplotnim obremenitvam. Z mehanskega vidika je najbolj obremenjen s pritiskom dimnih plinov v zgorevalni komori, pa tudi s krmilno silo, usmerjeno z odmikača (vtičnice), vztrajnostno silo med povratnim gibanjem, pa tudi mehansko trenje. sebe. Toplotna obremenitev je prav tako pomembna, saj na ventil vpliva predvsem temperatura v zgorevalni komori in temperatura okoli pretočnih vročih dimnih plinov (izpušni ventili). Prav izpušni ventili, zlasti pri motorjih s polnjenjem, so izpostavljeni ekstremnim toplotnim obremenitvam, lokalna temperatura pa lahko doseže 900 ° C. Toploto lahko prenesete na sedež z zaprtim ventilom in na steblo ventila. Prenos toplote od glave do stebla je mogoče povečati z napolnjenjem votline v ventilu z ustreznim materialom. Najpogosteje se uporablja utekočinjen natrijev plin, ki napolni votlino stebla le za polovico, tako da se ob premiku ventila notranjost intenzivno spere s tekočino. Vdolbino stebla v manjših (potniških) motorjih naredimo z vrtanjem luknje; pri večjih motorjih je lahko del glave ventila tudi votel. Steblo ventila je običajno kromirano. Tako toplotna obremenitev pri različnih ventilih ni enaka, odvisna je tudi od samega procesa zgorevanja in povzroča toplotne obremenitve v ventilu.

Glave vstopnih ventilov so običajno večjega premera kot izpušni ventili. Pri lihem številu ventilov (3, 5) je več sesalnih ventilov na valj kot izpušnih ventilov. To je posledica zahteve po doseganju največje možne - optimalne specifične moči in s tem čim boljšega polnjenja cilindra z gorljivo mešanico goriva in zraka.

Za proizvodnjo sesalnih ventilov se večinoma uporabljajo jekla s strukturo iz perlita, legirana s silicijem, nikljem, volframom itd. Včasih se uporablja titanova zlitina. Izpušni ventili, izpostavljeni toplotnim obremenitvam, so izdelani iz visoko legiranih jekel (krom-nikelj) z avstenitno strukturo. Kaljeno orodno jeklo ali drug poseben material je privarjen na sedež sedeža. stelit (kovna zlitina kobalta s kromom, ogljikom, volframom ali drugimi elementi).

Glava valja z dvema ventiloma

Glava valja s tremi ventili

Glava valja s štirimi ventili

Glava valja s petimi ventili