Glava cilindra. Namen in naprava
Sodobni motor z notranjim zgorevanjem je zelo zapletena enota, ki vključuje veliko število komponent in delov. Ključni sestavni del motorja z notranjim zgorevanjem je glava valja (cilindra). Glava valja ali preprosto glava služi kot nekakšen pokrov, ki zapira zgornji del valjev motorja z notranjim zgorevanjem. Vendar to še zdaleč ni edini funkcionalni namen glave. Glava valja ima precej zapleteno zasnovo in njeno stanje je kritično za normalno delovanje motorja z notranjim zgorevanjem.
Vsak avtomobilist bi moral razumeti napravo glave in razumeti, kako ta element deluje.
Glave cilindrov so izdelane z ulivanjem iz legiranega litega železa ali zlitin na osnovi aluminija. Izdelki iz aluminijevih zlitin niso tako trdni kot litoželezni, so pa lažji in manj dovzetni za korozijo, zato se uporabljajo v motorjih z notranjim izgorevanjem večine osebnih avtomobilov.
Za odpravo preostale napetosti kovine je del obdelan s posebno tehnologijo. sledi rezkanje in vrtanje.
Odvisno od konfiguracije motorja z notranjim zgorevanjem (razporeditev valjev, ročične gredi in odmičnih gredi) ima lahko različno število glav cilindrov. V enoredni enoti je ena glava, v motorjih z notranjim zgorevanjem drugega tipa, na primer v obliki črke V ali W, sta lahko dve. Veliki motorji imajo običajno ločene glave za vsak valj.
Zasnova glave valja se razlikuje tudi glede na število in lokacijo odmičnih gredi. Odmične gredi je mogoče namestiti v dodatni predel glave in jih je mogoče namestiti v blok cilindrov.
Možne so tudi druge konstrukcijske značilnosti, ki so odvisne od števila in razporeditve valjev in ventilov, oblike in prostornine zgorevalnih komor, lokacije sveč ali šob.
V ICE z nižjo razporeditvijo ventilov ima glava veliko preprostejšo napravo. Ima samo kanale za obtok proti zmrzovanju, sedeže za svečke in pritrdilne elemente. Vendar imajo takšne enote nizko učinkovitost in se že dolgo ne uporabljajo v avtomobilski industriji, čeprav jih je še vedno mogoče najti v posebni opremi.
Glava valja je v skladu z imenom nameščena na vrhu motorja z notranjim zgorevanjem. Pravzaprav je to ohišje, v katerem so nameščeni deli mehanizma za distribucijo plina (časovno krmiljenje), ki nadzoruje vnos mešanice zraka in goriva v jeklenke in izpušne pline. Zgornji del zgorevalnih komor se nahaja v glavi. Ima navojne luknje za privijanje svečk in injektorjev ter luknje za povezavo sesalnega in izpušnega kolektorja.
Za kroženje hladilne tekočine se uporabljajo posebni kanali (tako imenovani hladilni plašč). Mazanje se dovaja skozi oljne kanale.
Poleg tega so sedeži za ventile z vzmetmi in aktuatorji. V najpreprostejšem primeru sta dva ventila na valj (vstopni in izstopni), lahko pa jih je tudi več. Dodatni dovodni ventili omogočajo povečanje skupne površine prečnega prereza in zmanjšanje dinamičnih obremenitev. Z dodatnimi izpušnimi ventili je mogoče izboljšati odvajanje toplote.
Sedež ventila (sedež), izdelan iz brona, litega železa ali toplotno odpornega jekla, je vtisnjen v ohišje glave valja ali pa je izdelan v sami glavi.
Vodila ventilov zagotavljajo natančno namestitev. Material za njihovo izdelavo je lahko lito železo, bron, kermet.
Glava ventila ima stožčasto posnetje, narejeno pod kotom 30 ali 45 stopinj. Ta rob je delovna površina ventila in je poleg roba sedeža ventila. Oba poševnika sta skrbno obdelana in prekrita za tesno prileganje.
Za zanesljivo zapiranje ventila se uporablja vzmet, ki je izdelana iz legiranega jekla z naknadno posebno obdelavo. Vrednost njegovega predhodnega zategovanja bistveno vpliva na parametre motorja z notranjim zgorevanjem.
Nadzoruje odpiranje/zapiranje ventilov odmične gredi. Ima dva odmikača za vsak valj (enega za sesalni, drugega za izpušni ventil). Čeprav so možne druge možnosti, vključno s prisotnostjo dveh odmičnih gredi, od katerih ena nadzoruje dovod, druga pa izpušne. V motorjih z notranjim zgorevanjem sodobnih osebnih avtomobilov se najpogosteje uporabljata natanko dve odmični gredi, nameščeni na vrhu, število ventilov pa je 4 za vsak valj.
Kot pogonski mehanizem za krmiljenje ventilov se uporabljajo vzvodi (zibne roke, gugalnice) ali potiskala v obliki kratkih valjev. Pri slednji različici se reža v pogonu samodejno prilagaja s pomočjo hidravličnih kompenzatorjev, kar izboljša njihovo kakovost in podaljša življenjsko dobo.
Spodnja površina glave valja, ki meji na blok valja, je enakomerna in skrbno obdelana. Da bi preprečili vdor antifriza v mazalni sistem ali motornega olja v hladilni sistem, pa tudi prodiranje teh delovnih tekočin v zgorevalno komoro, je med namestitvijo med glavo in blokom cilindrov nameščeno posebno tesnilo. Lahko je iz azbestno-gumijastega kompozitnega materiala (paronita), bakra ali jekla s polimernimi vmesnimi sloji. Takšno tesnilo zagotavlja visoko stopnjo tesnosti, preprečuje mešanje delovnih tekočin mazalnih in hladilnih sistemov ter izolira cilindre drug od drugega.
Glava je pritrjena na blok cilindra s sorniki ali čepi z maticami. K zategovanju vijakov je treba pristopiti zelo odgovorno. Izdelati ga je treba strogo v skladu z navodili proizvajalca avtomobilov po določeni shemi, ki se lahko razlikuje za različne motorje z notranjim zgorevanjem. Obvezno uporabite momentni ključ in upoštevajte predpisani navor privijanja, ki mora biti naveden v navodilih za popravilo.
Neupoštevanje postopka bo povzročilo kršitev tesnosti, sproščanje plinov skozi spoj, zmanjšanje kompresije v valjih in kršitev izolacije kanalov mazalnega in hladilnega sistema drug od drugega. Vse to se bo pokazalo z nestabilnim delovanjem motorja z notranjim zgorevanjem, izgubo moči, prekomerno porabo goriva. Najmanj boste morali zamenjati tesnilo, motorno olje in antifriz s sistemi za izpiranje. Možne so resnejše težave, vse do potrebe po resnem popravilu motorja z notranjim zgorevanjem.
ne smemo pozabiti, da tesnilo glave valja ni primerno za ponovno namestitev. Če je glava odstranjena, je treba tesnilo zamenjati, ne glede na njegovo stanje. Enako velja za pritrdilne vijake.
Od zgoraj je glava valja zaprta z zaščitnim pokrovom (imenuje se tudi pokrov ventila) z gumijastim tesnilom. Lahko je iz jeklene pločevine, aluminija ali plastike. Pokrovček ima običajno vrat za dolivanje motornega olja. Pri tem je treba upoštevati tudi določene zatezne momente pri zategovanju pritrdilnih vijakov in zamenjati tesnilno gumo ob vsakem odpiranju pokrova.
Vprašanja preprečevanja, diagnosticiranja, popravila in zamenjave glave valja je treba jemati čim bolj resno, saj je to kritičen element motorja z notranjim zgorevanjem, ki je poleg tega izpostavljen zelo velikim mehanskim in toplotnim obremenitvam.
Težave se prej ali slej pojavijo tudi pri pravilnem delovanju avtomobila. Naslednji dejavniki pospešijo pojav motenj v delovanju motorja - in zlasti glave:
- ignoriranje periodičnega premika;
- uporaba nizkokakovostnih maziv ali olj, ki ne izpolnjujejo zahtev za ta motor z notranjim zgorevanjem;
- uporaba goriva slabe kakovosti;
- zamašeni filtri (zrak, olje);
- dolgotrajna odsotnost rednega vzdrževanja;
- oster slog vožnje, zloraba visokih hitrosti;
- okvarjen ali nereguliran sistem vbrizgavanja;
- nezadovoljivo stanje hladilnega sistema in posledično pregrevanje motorja z notranjim zgorevanjem.
Razčlenitev tesnila glave valja in druge s tem povezane težave so bile že omenjene zgoraj. Več o tem si lahko preberete v posebnem. Druge možne okvare glave:
- počeni sedeži ventilov;
- obrabljena vodila ventilov;
- zlomljeni sedeži odmične gredi;
- poškodovani pritrdilni elementi ali niti;
- razpoke neposredno v ohišju glave valja.
Sedeže in vodilne puše je mogoče zamenjati, vendar je to treba storiti s posebno tehnologijo z uporabo posebne opreme. Poskusi takšnih popravil v garažnem okolju bodo najverjetneje povzročili potrebo po popolni zamenjavi glave. Sami lahko poskusite očistiti in zbrusiti robove sedežev, pri tem pa ne pozabite, da se morajo tesno prilegati spojnim robom ventilov.
Za obnovo obrabljenih postelj pod odmično gredjo se uporabljajo bronaste popravilne puše.
Če je navoj v vtičnici sveče pokvarjen, lahko namestite izvijač. Namesto poškodovanih pritrdilnih elementov se uporabljajo popravljalni čepi.
Razpoke v ohišju glave lahko poskusite zavariti, če niso na plinskih spojih. Nesmiselno je uporabljati orodja, kot je hladno varjenje, saj imajo drugačen koeficient toplotnega raztezanja in preprosto zelo hitro počijo. Uporaba varjenja za odpravo razpok, ki potekajo skozi plinski spoj, je nepraktična - v tem primeru je bolje zamenjati glavo.
Skupaj z glavo je nujno zamenjati tesnilo, pa tudi gumijasto tesnilo pokrova.
Pri odpravljanju težav z glavo valja ne pozabite diagnosticirati tudi krmilnih delov, ki so v njej nameščeni - ventili, vzmeti, nihajne roke, zibke, potiskala in seveda odmična gred. Če morate kupiti nove rezervne dele za zamenjavo obrabljenih, lahko to storite v spletni trgovini.
Bolj priročno in lažje je kupiti in montirati sklop glave cilindra, ko so deli mehanizma za distribucijo plina (odmična gred, ventili z vzmetmi in aktuatorji itd.) V njem že nameščeni. To bo odpravilo potrebo po vgradnji in prilagajanju, ki bo potrebno, če so komponente krmiljenja iz stare glave valja nameščene v novo ohišje glave.
