Cabeça do cilindro. Finalidade e dispositivo

Um motor de combustão interna moderno é uma unidade muito complexa, que inclui um grande número de componentes e peças. O componente chave do motor de combustão interna é a cabeça do cilindro (cabeça do cilindro). O cabeçote, ou simplesmente o cabeçote, serve como uma espécie de tampa que fecha a parte superior dos cilindros do motor de combustão interna. No entanto, isso está longe de ser o único propósito funcional da cabeça. A cabeça do cilindro tem um design bastante complexo e sua condição é crítica para o funcionamento normal do motor de combustão interna.

Todo motorista deve entender o dispositivo da cabeça e entender como esse elemento funciona.

As cabeças dos cilindros são produzidas por fundição de ligas de ferro fundido ou ligas à base de alumínio. Os produtos de liga de alumínio não são tão fortes quanto o ferro fundido, mas são mais leves e menos propensos à corrosão, razão pela qual são usados ​​nos motores de combustão interna da maioria dos carros de passeio.

Para eliminar a tensão residual do metal, a peça é processada usando uma tecnologia especial. seguido de fresagem e furação.

Dependendo da configuração do motor de combustão interna (disposição dos cilindros, virabrequim e árvores de cames), pode ter um número diferente de cabeçotes. Em uma unidade de linha única, há uma cabeça, em motores de combustão interna de outro tipo, por exemplo, em forma de V ou em forma de W, pode haver duas. Motores grandes geralmente têm cabeçotes separados para cada cilindro.

O design da cabeça do cilindro também difere dependendo do número e localização das árvores de cames. As árvores de cames podem ser montadas em um compartimento adicional do cabeçote e podem ser instaladas no bloco de cilindros.

Outras características de projeto são possíveis, que dependem do número e disposição dos cilindros e válvulas, da forma e volume das câmaras de combustão, da localização das velas ou bicos.

No ICE com um arranjo de válvulas mais baixo, a cabeça possui um dispositivo muito mais simples. Possui apenas canais de circulação anticongelante, sedes para velas e fixadores. No entanto, tais unidades têm baixa eficiência e não são utilizadas na indústria automotiva há muito tempo, embora ainda possam ser encontradas em equipamentos especiais.

A cabeça do cilindro, de acordo com seu nome, está localizada na parte superior do motor de combustão interna. Na verdade, esta é uma caixa na qual são montadas as partes do mecanismo de distribuição de gás (sincronização), que controla a entrada da mistura ar-combustível nos cilindros e nos gases de escape. A parte superior das câmaras de combustão está localizada na cabeça. Possui furos rosqueados para aparafusar as velas e injetores, além de furos para conexão dos coletores de admissão e escape.

Para a circulação do refrigerante, são utilizados canais especiais (a chamada camisa de resfriamento). A lubrificação é fornecida através de canais de óleo.

Além disso, existem sedes para válvulas com molas e atuadores. No caso mais simples, há duas válvulas por cilindro (entrada e saída), mas pode haver mais. Válvulas de entrada adicionais permitem aumentar a área total da seção transversal, bem como reduzir as cargas dinâmicas. E com válvulas de escape adicionais, a dissipação de calor pode ser melhorada.

A sede da válvula (sede), feita de bronze, ferro fundido ou aço resistente ao calor, é prensada na carcaça do cabeçote ou pode ser feita no próprio cabeçote.

As guias das válvulas proporcionam um assentamento preciso. O material para sua fabricação pode ser ferro fundido, bronze, cermet.

A cabeça da válvula tem um chanfro cônico feito em um ângulo de 30 ou 45 graus. Este chanfro é a superfície de trabalho da válvula e é adjacente ao chanfro da sede da válvula. Ambos os chanfros são cuidadosamente usinados e lapidados para um ajuste confortável.

Para o fechamento confiável da válvula, é usada uma mola, feita de liga de aço com processamento especial subsequente. O valor de seu aperto preliminar afeta significativamente os parâmetros do motor de combustão interna.

Controla a abertura/fechamento das válvulas da árvore de cames. Possui dois cames para cada cilindro (um para a admissão e outro para a válvula de escape). Embora outras opções sejam possíveis, incluindo a presença de duas árvores de cames, uma das quais controla a admissão, a outra controla o escape. Nos motores de combustão interna dos carros de passeio modernos, é mais frequentemente usado exatamente duas árvores de cames montadas no topo, e o número de válvulas é 4 para cada cilindro.

Como mecanismo de acionamento para controle de válvulas, são utilizadas alavancas (balancins, balancins) ou empurradores na forma de cilindros curtos. Nesta última versão, a folga no acionamento é ajustada automaticamente por meio de compensadores hidráulicos, o que melhora sua qualidade e prolonga sua vida útil.

A superfície inferior da cabeça do cilindro, adjacente ao bloco de cilindros, é uniforme e cuidadosamente processada. Para evitar a entrada de anticongelante no sistema de lubrificação ou óleo do motor no sistema de refrigeração, bem como a penetração desses fluidos de trabalho na câmara de combustão, uma junta especial é instalada entre o cabeçote e o bloco de cilindros durante a instalação. Pode ser feito de material compósito de amianto-borracha (paronita), cobre ou aço com camadas de polímero. Essa junta fornece um alto grau de estanqueidade, evita a mistura dos fluidos de trabalho dos sistemas de lubrificação e refrigeração e isola os cilindros uns dos outros.

A cabeça é fixada ao bloco de cilindros com parafusos ou pinos com porcas. O aperto dos parafusos deve ser abordado com muita responsabilidade. Deve ser produzido em estrita conformidade com as instruções da montadora de acordo com um determinado esquema, que pode diferir para diferentes motores de combustão interna. Certifique-se de usar uma chave de torque e observe o torque de aperto especificado, que deve ser indicado nas instruções de reparo.

O não cumprimento do procedimento levará a uma violação da estanqueidade, liberação de gases através da junta, diminuição da compressão nos cilindros e violação do isolamento um do outro dos canais dos sistemas de lubrificação e refrigeração. Tudo isso se manifestará pela operação instável do motor de combustão interna, perda de potência, consumo excessivo de combustível. No mínimo, você terá que trocar a junta, o óleo do motor e o anticongelante com sistemas de lavagem. Problemas mais sérios são possíveis, até a necessidade de um reparo sério do motor de combustão interna.

deve-se lembrar que a junta do cabeçote não é adequada para reinstalação. Se o cabeçote for removido, a gaxeta deve ser substituída, independentemente de sua condição. O mesmo se aplica aos parafusos de montagem.

De cima, a cabeça do cilindro é fechada com uma tampa protetora (também chamada de tampa da válvula) com uma vedação de borracha. Pode ser feito de chapa de aço, alumínio ou plástico. A tampa geralmente tem um gargalo para derramar óleo de motor. Aqui também é necessário observar certos torques de aperto ao apertar os parafusos de fixação e trocar a borracha de vedação cada vez que a tampa for aberta.

As questões de prevenção, diagnóstico, reparo e substituição do cabeçote devem ser levadas o mais a sério possível, pois este é um elemento crítico do motor de combustão interna, que, além disso, está sujeito a cargas mecânicas e térmicas muito significativas.

Problemas mais cedo ou mais tarde surgem mesmo com a operação adequada do carro. Acelere o aparecimento de avarias no motor - e na cabeça em particular - os seguintes fatores:

• ignorando o deslocamento periódico;
• o uso de lubrificantes ou óleos de baixa qualidade que não atendam aos requisitos deste motor de combustão interna;
• uso de combustível de má qualidade;
• filtros entupidos (ar, óleo);
• ausência prolongada de manutenção de rotina;
• estilo de condução afiado, abuso de altas velocidades;
• sistema de injeção defeituoso ou não regulamentado;
• condição insatisfatória do sistema de refrigeração e, como resultado, superaquecimento do motor de combustão interna.

A quebra da junta da cabeça do cilindro e outros problemas relacionados já foram mencionados acima. Você pode ler mais sobre isso em um separado. Outras possíveis falhas de cabeçote:

• sedes de válvulas rachadas;
• guias de válvula desgastadas;
• assentos da árvore de cames quebrados;
• fixadores ou roscas danificados;
• rachaduras diretamente na carcaça do cabeçote.

As sedes e buchas de guia podem ser substituídas, mas isso deve ser feito usando uma tecnologia especial usando equipamentos especiais. As tentativas de fazer esses reparos em um ambiente de garagem provavelmente levarão à necessidade de uma troca completa do cabeçote. Por conta própria, você pode tentar limpar e lixar os chanfros das sedes, sem esquecer que eles devem se encaixar perfeitamente nos chanfros correspondentes das válvulas.

Para restaurar as camas desgastadas sob a árvore de cames, são usadas buchas de reparo de bronze.

Se a rosca no soquete da vela estiver quebrada, você poderá instalar uma chave de fenda. Pinos de reparo são usados ​​em vez de fixadores danificados.

Rachaduras na carcaça do cabeçote podem ser tentadas para serem soldadas se não estiverem nas juntas de gás. Não faz sentido usar ferramentas como soldagem a frio, pois elas têm um coeficiente de expansão térmica diferente e simplesmente racham muito rapidamente. O uso de soldagem para eliminar rachaduras que passam pela junta de gás é impraticável - neste caso, é melhor substituir o cabeçote.

Juntamente com o cabeçote, é imprescindível a troca de sua junta, assim como a vedação de borracha da tampa.

Ao solucionar problemas da cabeça do cilindro, não se esqueça de diagnosticar também as peças de distribuição instaladas nela - válvulas, molas, balancins, balancins, empurradores e, é claro, o eixo de comando. Se necessitar de adquirir novas peças sobresselentes para substituir as desgastadas, pode fazê-lo na loja online.

É mais conveniente e fácil comprar e montar o conjunto do cabeçote quando as peças do mecanismo de distribuição de gás (árvore de cames, válvulas com molas e atuadores, etc.) já estão instaladas nele. Isso eliminará a necessidade de encaixe e ajuste, que serão necessários se os componentes de sincronização do cabeçote antigo forem instalados na nova carcaça do cabeçote.