Cada motor de combustão interna contém uma cabeça de cilindro (cabeça de cilindro) - uma parte importante que, junto com a cabeça do pistão, forma uma câmara de combustão e desempenha um papel importante na operação de sistemas individuais da unidade de potência.Leia tudo sobre cabeçotes, seus tipos, design, aplicabilidade, manutenção e reparo neste artigo.
O que é uma cabeça de cilindro?
A cabeça do cilindro (cabeça do cilindro) é uma unidade do motor de combustão interna montada na parte superior do bloco de cilindros.
A cabeça do cilindro é uma das partes principais do motor de combustão interna, garante o seu funcionamento e determina as suas principais características de desempenho.Mas o chefe tem uma série de funções:
• Formação de câmaras de combustão - na parte inferior do cabeçote, localizada diretamente acima do cilindro, é realizada uma câmara de combustão (parcial ou totalmente), cujo volume total é formado quando o pistão TDC é atingido;
• Fornecimento de ar ou mistura ar-combustível à câmara de combustão - os canais correspondentes (admissão) são feitos no cabeçote;
• Remoção dos gases de escape das câmaras de combustão - os canais correspondentes (exaustão) são feitos no cabeçote;
• Resfriamento da unidade motriz - no cabeçote existem canais da camisa d'água por onde circula o líquido refrigerante;
• Garantir o funcionamento do mecanismo de distribuição de gás (sincronização) - as válvulas estão localizadas no cabeçote (com todas as peças relacionadas - buchas, sedes) que abrem e fecham os canais de admissão e escape de acordo com os cursos do motor.Além disso, todo o sincronismo pode estar localizado no cabeçote - a árvore de cames (eixos) com seus rolamentos e engrenagens, o acionamento da válvula, as molas das válvulas e outras peças relacionadas;
• Lubrificação das peças de distribuição - são feitos canais e recipientes no cabeçote, por onde o óleo flui para as superfícies das peças em atrito;
• Garantir o funcionamento do sistema de injeção de combustível (em motores diesel e de injeção) e/ou do sistema de ignição (em motores a gasolina) - injetores de combustível e/ou velas de ignição com peças relacionadas (bem como velas de incandescência diesel) são montados no cabeça;
• Atuar como peça de carroceria para montagem de diversos componentes - coletores de admissão e escapamento, sensores, tubos, suportes, roletes, tampas e outros.
Devido a uma gama tão ampla de funções, são impostos requisitos rigorosos à cabeça do cilindro e seu design pode ser bastante complexo.Também hoje existem muitos tipos de cabeçotes nos quais a funcionalidade descrita é implementada de uma forma ou de outra.
Tipos de cabeçotes
Os cabeçotes diferem no design, tipo e localização da câmara de combustão, presença e tipo de distribuição, bem como finalidade e alguns recursos.
cabeçotes de cilindro podem ter um dos quatro designs:
• Cabeçote comum para todos os cilindros em motores em linha;
• Cabeçotes comuns para uma fileira de cilindros em motores em V;
• Cabeçotes separados para vários cilindros de motores multicilindros em linha;
• Cabeçotes individuais em motores em linha de um, dois e múltiplos cilindros, em forma de V e outros.
Os principais tipos de câmaras de combustão de motores de combustão interna
Em motores convencionais de 2 a 6 cilindros em linha, cabeçotes comuns são mais frequentemente usados para cobrir todos os cilindros.Nos motores em forma de V, são usados cabeçotes comuns a uma fileira de cilindros e cabeçotes individuais para cada cilindro (por exemplo, motores KAMAZ 740 de oito cilindros usam cabeçotes separados para cada cilindro).Cabeçotes de cilindro separados de motores em linha são usados com muito menos frequência, geralmente um cabeçote cobre 2 ou 3 cilindros (por exemplo, dois cabeçotes são instalados em motores diesel de seis cilindros MMZ D-260 - um para 3 cilindros).Cabeçotes de cilindro individuais são usados em potentes motores diesel em linha (por exemplo, em motores diesel Altai A-01), bem como em unidades de potência de design especial (boxer de dois cilindros, estrela, etc.).E, naturalmente, apenas cabeçotes individuais podem ser usados em motores monocilíndricos, que também desempenham as funções de um radiador refrigerado a ar.
De acordo com a localização da câmara de combustão, existem três tipos de cabeçotes:
• Com câmara de combustão no cabeçote - neste caso utiliza-se pistão com fundo plano ou com deslocador;
• Com câmara de combustão no cabeçote e no pistão - neste caso, parte da câmara de combustão é realizada no cabeçote;
• Com câmara de combustão no pistão - neste caso, a superfície inferior do cabeçote é plana (mas pode haver reentrâncias para instalação de válvulas em posição inclinada).
Ao mesmo tempo, as câmaras de combustão podem ter diferentes formas e configurações: esféricas e hemisféricas, quadriculadas, em cunha e semi-cunha, planas-ovais, cilíndricas, complexas (combinadas).
De acordo com a presença de peças de distribuição, os chefes da unidade são:
• Sem sincronismo - cabeçotes de motores multicilindros de baixa válvula e monocilíndricos dois tempos sem válvula;
• Com válvulas, balancins e componentes relacionados - cabeçotes de motores com eixo de comando inferior, todas as peças estão localizadas na parte superior do cabeçote;
• Com sincronização completa - eixo de comando, acionamento de válvula e válvulas com peças relacionadas, todas as peças estão localizadas na parte superior do cabeçote.
Finalmente, os cabeçotes podem ser divididos de acordo com sua finalidade em vários tipos - para motores a diesel, gasolina e gás, para motores de baixa velocidade e forçados, para motores de combustão interna refrigerados a água e a ar, etc. , os cabeçotes têm certas características de design - dimensões, presença de canais de resfriamento ou aletas, formato das câmaras de combustão, etc. Mas, em geral, o design de todos esses cabeçotes é fundamentalmente o mesmo.
projeto da cabeça do cilindro
Seção da cabeça do cilindro
Estruturalmente, o cabeçote do cilindro é uma peça fundida sólida feita de um material com alta condutividade térmica - hoje também são utilizadas ligas de alumínio, ferro fundido branco e algumas outras ligas.Todas as partes dos sistemas localizados nele são formadas no cabeçote - canais de admissão e exaustão, orifícios de válvula (as buchas guia de válvula são pressionadas neles), câmaras de combustão, sedes de válvula (podem ser feitas de ligas mais duras), superfícies de suporte para montagem peças de distribuição, poços e furos roscados de montagem para instalação de velas e/ou bicos, canais do sistema de refrigeração, canais do sistema de lubrificação. Se o cabeçote for destinado a um motor com árvore de cames no cabeçote, então em sua superfície superior é formado um leito para assentamento do eixo (através dos forros).
Nas superfícies laterais do cabeçote, são formadas superfícies de enchimento para montagem dos coletores de admissão e escape.A instalação dessas peças é realizada através de juntas de vedação que excluem vazamentos de ar e escapamento.Nos motores modernos, a instalação desses e de outros componentes no cabeçote é feita por meio de pinos e porcas.
Na superfície inferior do cabeçote é feita uma superfície de preenchimento para montagem no bloco.Para garantir a estanqueidade das câmaras de combustão e canais do sistema de refrigeração, uma junta é localizada entre o cabeçote e o centro de negócios.A vedação pode ser realizada com gaxetas convencionais feitas de paronita, materiais à base de borracha, etc., mas nos últimos anos, os chamados pacotes de metal têm sido cada vez mais utilizados - gaxetas compostas à base de cobre com inserções sintéticas.
A parte superior do cabeçote é fechada por uma tampa (metal estampado ou plástico) com gargalo de enchimento de óleo e rolha.A instalação da tampa é feita através da junta.A tampa protege as peças de distribuição, válvulas e molas contra sujeira e danos, e também evita derramamento de óleo enquanto o carro está em movimento.
Projeto da cabeça do cilindro
A instalação do cabeçote no bloco é feita por meio de pinos ou parafusos.Os pinos são mais preferíveis para blocos de alumínio, pois fornecem uma fixação confiável na cabeça e distribuem uniformemente as cargas no corpo do bloco.
Os cabeçotes dos motores refrigerados a ar (motocicletas, scooters e outros) possuem aletas na superfície externa - a presença de aletas aumenta muito a área de superfície do cabeçote, garantindo seu resfriamento efetivo pelo fluxo de ar que se aproxima.
Questões de manutenção, reparo e substituição da cabeça do cilindro
A cabeça do cilindro e os componentes nela montados estão sujeitos a cargas significativas, o que leva ao seu intenso desgaste e quebra.Como regra, o mau funcionamento do próprio cabeçote é raro - são várias deformações, rachaduras, danos devido à corrosão, etc. Para substituição, você deve selecionar um cabeçote do mesmo tipo e número de catálogo, caso contrário a peça simplesmente não cairá local (sem modificações).
Na maioria das vezes, ocorrem quebras no cabeçote do cilindro nos sistemas instalados nele - sincronização, lubrificação, etc. Geralmente, isso é desgaste das sedes e buchas das válvulas, das próprias válvulas, peças de acionamento, eixo de comando, etc. ou reparado.Porém, em uma garagem, alguns tipos de reparos são difíceis de realizar, por exemplo, prensar e prensar as buchas guia da válvula, lapidar sedes de válvula e outros trabalhos só são possíveis com uma ferramenta especial.
Atenção especial deve ser dada à correta instalação do cabeçote.É importante lembrar que a junta do cabeçote é descartável, deve ser trocada caso o cabeçote seja desmontado, a reinstalação desta peça é inaceitável.Na instalação do cabeçote, deve-se observar a ordem correta de aperto dos fixadores (pernos ou parafusos): normalmente o trabalho começa do meio do cabeçote com movimento em direção às bordas.Com este aperto, a carga na cabeça é distribuída uniformemente e são evitadas deformações inaceitáveis.
Durante a operação do carro, a manutenção do cabeçote e dos sistemas nele localizados deve ser realizada de acordo com as instruções e recomendações do fabricante.Com manutenção e reparo oportunos, o cabeçote do cilindro e todo o motor funcionarão de maneira confiável e eficiente.
Horário da postagem: 21 de agosto de 2023