Kepala silinder. Tujuan dan perangkat

Mesin pembakaran internal modern adalah unit yang sangat kompleks, yang mencakup sejumlah besar komponen dan suku cadang. Komponen kunci dari mesin pembakaran dalam adalah kepala silinder ( cylinder head ). Kepala silinder, atau hanya kepala, berfungsi sebagai semacam penutup yang menutup bagian atas silinder mesin pembakaran internal. Namun, ini jauh dari satu-satunya tujuan fungsional kepala. Kepala silinder memiliki desain yang agak rumit, dan kondisinya sangat penting untuk pengoperasian normal mesin pembakaran internal.

Setiap pengendara harus memahami perangkat kepala dan memahami bagaimana elemen ini berfungsi.

Kepala silinder diproduksi dengan pengecoran dari besi cor paduan atau paduan berbasis aluminium. Produk paduan aluminium tidak sekuat besi tuang, tetapi lebih ringan dan kurang rentan terhadap korosi, itulah sebabnya mereka digunakan dalam mesin pembakaran internal sebagian besar mobil penumpang.

Untuk menghilangkan tegangan sisa logam, bagian tersebut diproses menggunakan teknologi khusus. dilanjutkan dengan penggilingan dan pemboran.

Tergantung pada konfigurasi mesin pembakaran internal (pengaturan silinder, poros engkol dan poros bubungan), mungkin memiliki jumlah kepala silinder yang berbeda. Dalam unit baris tunggal, ada satu kepala, di mesin pembakaran internal jenis lain, misalnya, berbentuk V atau berbentuk W, mungkin ada dua. Mesin besar biasanya memiliki kepala terpisah untuk setiap silinder.

Desain kepala silinder juga berbeda tergantung pada jumlah dan lokasi camshaft. Camshaft dapat dipasang di kompartemen tambahan di kepala, dan dapat dipasang di blok silinder.

Fitur desain lainnya dimungkinkan, yang bergantung pada jumlah dan susunan silinder dan katup, bentuk dan volume ruang bakar, lokasi lilin atau nozel.

Di ICE dengan pengaturan katup yang lebih rendah, kepala memiliki perangkat yang jauh lebih sederhana. Ini hanya memiliki saluran sirkulasi antibeku, kursi untuk busi dan pengencang. Namun, unit tersebut memiliki efisiensi yang rendah dan sudah lama tidak digunakan dalam industri otomotif, meskipun masih dapat ditemukan pada peralatan khusus.

Kepala silinder, sesuai dengan namanya, terletak di bagian atas mesin pembakaran internal. Sebenarnya, ini adalah rumah di mana bagian-bagian dari mekanisme distribusi gas (waktu) dipasang, yang mengontrol asupan campuran udara-bahan bakar ke dalam silinder dan gas buang. Bagian atas ruang bakar terletak di kepala. Ini memiliki lubang berulir untuk memasang busi dan injektor, serta lubang untuk menghubungkan intake dan exhaust manifold.

Untuk sirkulasi cairan pendingin, saluran khusus (yang disebut jaket pendingin) digunakan. Pelumasan disuplai melalui saluran oli.

Selain itu, ada kursi untuk katup dengan pegas dan aktuator. Dalam kasus yang paling sederhana, ada dua katup per silinder (masuk dan keluar), tetapi mungkin ada lebih banyak. Katup saluran masuk tambahan memungkinkan untuk meningkatkan total luas penampang, serta mengurangi beban dinamis. Dan dengan katup buang tambahan, pembuangan panas dapat ditingkatkan.

Dudukan katup (seat), terbuat dari perunggu, besi tuang atau baja tahan panas, ditekan ke dalam rumah kepala silinder atau dapat dibuat di kepala itu sendiri.

Panduan katup menyediakan tempat duduk yang tepat. Bahan untuk pembuatannya bisa berupa besi tuang, perunggu, sermet.

Kepala katup memiliki talang meruncing yang dibuat pada sudut 30 atau 45 derajat. Talang ini adalah permukaan kerja katup dan bersebelahan dengan talang dudukan katup. Kedua bevel dikerjakan dengan hati-hati dan disusun agar pas.

Untuk penutupan katup yang andal, pegas digunakan, yang terbuat dari baja paduan dengan pemrosesan khusus berikutnya. Nilai pengetatan pendahuluannya secara signifikan mempengaruhi parameter mesin pembakaran internal.

Mengontrol pembukaan/penutupan katup camshaft. Ini memiliki dua Cams untuk setiap silinder (satu untuk intake, yang lain untuk katup buang). Meskipun opsi lain dimungkinkan, termasuk kehadiran dua camshaft, salah satunya mengontrol asupan, yang lain mengontrol knalpot. Dalam mesin pembakaran internal mobil penumpang modern, paling sering digunakan tepat dua camshaft yang dipasang di atas, dan jumlah katup adalah 4 untuk setiap silinder.

Sebagai mekanisme penggerak untuk mengendalikan katup, digunakan tuas (lengan ayun, rocker) atau pendorong dalam bentuk silinder pendek. Pada versi terakhir, celah pada drive secara otomatis disesuaikan menggunakan kompensator hidraulik, yang meningkatkan kualitasnya dan memperpanjang masa pakainya.

Permukaan bawah kepala silinder, yang berdekatan dengan blok silinder, dibuat rata dan diproses dengan hati-hati. Untuk mencegah masuknya antibeku ke dalam sistem pelumasan atau oli mesin ke dalam sistem pendingin, serta penetrasi cairan kerja ini ke dalam ruang bakar, gasket khusus dipasang di antara kepala dan blok silinder selama pemasangan. Itu dapat dibuat dari bahan komposit asbes-karet (paronit), tembaga atau baja dengan interlayer polimer. Gasket semacam itu memberikan tingkat keketatan yang tinggi, mencegah pencampuran cairan kerja sistem pelumasan dan pendinginan, dan mengisolasi silinder satu sama lain.

Kepala terpasang ke blok silinder dengan baut atau stud dengan mur. Pengencangan baut harus didekati dengan sangat bertanggung jawab. Itu harus diproduksi sesuai dengan instruksi dari pembuat mobil sesuai dengan skema tertentu, yang mungkin berbeda untuk mesin pembakaran internal yang berbeda. Pastikan untuk menggunakan kunci momen dan perhatikan torsi pengencangan yang ditentukan, yang harus ditunjukkan dalam petunjuk perbaikan.

Kegagalan untuk mematuhi prosedur akan menyebabkan pelanggaran kekencangan, pelepasan gas melalui sambungan, penurunan kompresi dalam silinder, dan pelanggaran isolasi satu sama lain dari saluran sistem pelumasan dan pendinginan. Semua ini akan dimanifestasikan oleh pengoperasian mesin pembakaran internal yang tidak stabil, kehilangan daya, konsumsi bahan bakar yang berlebihan. Minimal, Anda harus mengganti gasket, oli mesin, dan antibeku dengan sistem pembilasan. Masalah yang lebih serius mungkin terjadi, hingga perlunya perbaikan serius pada mesin pembakaran internal.

harus diingat bahwa paking kepala silinder tidak cocok untuk pemasangan ulang. Jika kepala dilepas, paking harus diganti, apa pun kondisinya. Hal yang sama berlaku untuk baut pemasangan.

Dari atas, kepala silinder ditutup dengan penutup pelindung (juga disebut penutup katup) dengan segel karet. Itu bisa terbuat dari baja lembaran, aluminium atau plastik. Tutup biasanya memiliki leher untuk menuangkan oli mesin. Di sini juga perlu diperhatikan torsi pengencangan tertentu saat mengencangkan baut pengencang dan mengganti karet penyegel setiap kali penutup dibuka.

Masalah pencegahan, diagnosis, perbaikan, dan penggantian kepala silinder harus ditanggapi seserius mungkin, karena ini adalah elemen penting dari mesin pembakaran internal, yang, apalagi, mengalami beban mekanis dan termal yang sangat signifikan.

Masalah cepat atau lambat muncul bahkan dengan pengoperasian mobil yang benar. Percepat munculnya malfungsi di mesin - dan kepala khususnya - faktor-faktor berikut:

• mengabaikan pergeseran periodik;
• penggunaan pelumas atau oli berkualitas rendah yang tidak memenuhi persyaratan untuk mesin pembakaran internal ini;
• penggunaan bahan bakar berkualitas buruk;
• filter tersumbat (udara, oli);
• tidak adanya perawatan rutin yang berkepanjangan;
• gaya mengemudi yang tajam, penyalahgunaan kecepatan tinggi;
• sistem injeksi yang salah atau tidak diatur;
• kondisi sistem pendingin yang tidak memuaskan dan, sebagai akibatnya, mesin pembakaran internal terlalu panas.

Kerusakan paking kepala silinder dan masalah terkait lainnya telah disebutkan di atas. Anda dapat membaca lebih lanjut tentang ini dalam satu terpisah. Kemungkinan kegagalan kepala lainnya:

• kursi katup retak;
• pemandu katup yang aus;
• kursi camshaft rusak;
• pengencang atau ulir yang rusak;
• retak langsung di rumah kepala silinder.

Kursi dan busing pemandu dapat diganti, tetapi ini harus dilakukan dengan menggunakan teknologi khusus menggunakan peralatan khusus. Upaya untuk melakukan perbaikan seperti itu di lingkungan garasi kemungkinan besar akan mengarah pada kebutuhan akan perubahan kepala yang lengkap. Anda sendiri, Anda dapat mencoba membersihkan dan menggiling talang kursi, sambil tidak lupa bahwa mereka harus pas dengan talang kawin dari katup.

Untuk mengembalikan tempat tidur yang aus di bawah camshaft, busing perbaikan perunggu digunakan.

Jika ulir di soket lilin putus, Anda dapat memasang obeng. Kancing perbaikan digunakan sebagai pengganti pengencang yang rusak.

Retakan pada rumah kepala dapat dicoba dilas jika tidak pada sambungan gas. Tidak ada gunanya menggunakan alat seperti pengelasan dingin, karena mereka memiliki koefisien ekspansi termal yang berbeda dan mudah retak dengan sangat cepat. Penggunaan pengelasan untuk menghilangkan retakan yang melewati sambungan gas tidak praktis - dalam hal ini, lebih baik mengganti kepala.

Bersama dengan kepala, sangat penting untuk mengganti pakingnya, serta segel karet penutupnya.

Saat memecahkan masalah kepala silinder, jangan lupa juga mendiagnosis bagian waktu yang dipasang di dalamnya - katup, pegas, lengan ayun, rocker, pendorong, dan, tentu saja, camshaft. Jika Anda perlu membeli suku cadang baru untuk menggantikan yang aus, Anda dapat melakukannya di toko online.

Lebih nyaman dan lebih mudah untuk membeli dan memasang rakitan kepala silinder ketika bagian-bagian dari mekanisme distribusi gas (camshaft, katup dengan pegas dan aktuator, dll.) Sudah terpasang di dalamnya. Ini akan menghilangkan kebutuhan untuk pemasangan dan penyetelan, yang akan diperlukan jika komponen pengatur waktu dari kepala silinder lama dipasang di rumah kepala baru.