Cabeza de cilindro. PropĆ³sito y dispositivo
Un motor de combustiĆ³n interna moderno es una unidad muy compleja, que incluye una gran cantidad de componentes y piezas. El componente clave del motor de combustiĆ³n interna es la culata (culata). La culata, o simplemente la culata, sirve como una especie de tapa que cierra la parte superior de los cilindros del motor de combustiĆ³n interna. Sin embargo, esto estĆ” lejos de ser el Ćŗnico propĆ³sito funcional de la cabeza. La culata tiene un diseƱo bastante complejo y su estado es crĆtico para el funcionamiento normal del motor de combustiĆ³n interna.
Todo automovilista debe comprender el dispositivo de la cabeza y comprender cĆ³mo funciona este elemento.
Las culatas se fabrican mediante fundiciĆ³n de hierro fundido aleado o aleaciones a base de aluminio. Los productos de aleaciĆ³n de aluminio no son tan fuertes como el hierro fundido, pero son mĆ”s livianos y menos propensos a la corrosiĆ³n, razĆ³n por la cual se utilizan en los motores de combustiĆ³n interna de la mayorĆa de los automĆ³viles de pasajeros.
Para eliminar la tensiĆ³n residual del metal, la pieza se procesa utilizando una tecnologĆa especial. seguido de fresado y taladrado.
Dependiendo de la configuraciĆ³n del motor de combustiĆ³n interna (disposiciĆ³n de cilindros, cigĆ¼eƱal y Ć”rboles de levas), puede tener un nĆŗmero diferente de culatas. En una unidad de una sola fila, hay una cabeza, en motores de combustiĆ³n interna de otro tipo, por ejemplo, en forma de V o en forma de W, puede haber dos. Los motores grandes suelen tener cabezas separadas para cada cilindro.
El diseƱo de la culata tambiĆ©n difiere segĆŗn el nĆŗmero y la ubicaciĆ³n de los Ć”rboles de levas. Los Ć”rboles de levas se pueden montar en un compartimento adicional de la cabeza y se pueden instalar en el bloque de cilindros.
Son posibles otras caracterĆsticas de diseƱo, que dependen del nĆŗmero y disposiciĆ³n de cilindros y vĆ”lvulas, la forma y volumen de las cĆ”maras de combustiĆ³n, la ubicaciĆ³n de velas o boquillas.
En ICE con disposiciĆ³n de vĆ”lvula inferior, la cabeza tiene un dispositivo mucho mĆ”s simple. Tiene solo canales de circulaciĆ³n de anticongelante, asientos para bujĆas y tornillerĆa. Sin embargo, dichas unidades tienen una baja eficiencia y no se han utilizado en la industria automotriz durante mucho tiempo, aunque todavĆa se pueden encontrar en equipos especiales.
La culata, de acuerdo con su nombre, se encuentra en la parte superior del motor de combustiĆ³n interna. De hecho, esta es una carcasa en la que estĆ”n montadas las partes del mecanismo de distribuciĆ³n de gas (sincronizaciĆ³n), que controla la admisiĆ³n de la mezcla de aire y combustible en los cilindros y los gases de escape. La parte superior de las cĆ”maras de combustiĆ³n se encuentran en la cabeza. Dispone de orificios roscados para atornillar bujĆas e inyectores, asĆ como orificios para conectar los colectores de admisiĆ³n y escape.
Para la circulaciĆ³n del refrigerante se utilizan canales especiales (la llamada camisa de refrigeraciĆ³n). La lubricaciĆ³n se suministra a travĆ©s de canales de aceite.
AdemĆ”s, hay asientos para vĆ”lvulas con resortes y actuadores. En el caso mĆ”s sencillo, hay dos vĆ”lvulas por cilindro (entrada y salida), pero puede haber mĆ”s. Las vĆ”lvulas de entrada adicionales permiten aumentar el Ć”rea transversal total, asĆ como reducir las cargas dinĆ”micas. Y con vĆ”lvulas de escape adicionales, se puede mejorar la disipaciĆ³n de calor.
El asiento de la vƔlvula (asiento), hecho de bronce, hierro fundido o acero resistente al calor, se presiona en la carcasa de la culata o se puede hacer en la culata misma.
Las guĆas de vĆ”lvula proporcionan un asiento preciso. El material para su fabricaciĆ³n puede ser hierro fundido, bronce, cermet.
La cabeza de la vĆ”lvula tiene un chaflĆ”n cĆ³nico hecho en un Ć”ngulo de 30 o 45 grados. Este chaflĆ”n es la superficie de trabajo de la vĆ”lvula y estĆ” adyacente al chaflĆ”n del asiento de la vĆ”lvula. Ambos biseles estĆ”n cuidadosamente maquinados y pulidos para un ajuste perfecto.
Para un cierre confiable de la vĆ”lvula, se utiliza un resorte, que estĆ” hecho de acero aleado con un procesamiento especial posterior. El valor de su apriete preliminar afecta significativamente los parĆ”metros del motor de combustiĆ³n interna.
Controla la apertura/cierre de las vĆ”lvulas del Ć”rbol de levas. Tiene dos levas para cada cilindro (una para la vĆ”lvula de admisiĆ³n y otra para la vĆ”lvula de escape). Aunque son posibles otras opciones, incluida la presencia de dos Ć”rboles de levas, uno de los cuales controla la admisiĆ³n, el otro controla el escape. En los motores de combustiĆ³n interna de los turismos modernos, la mayorĆa de las veces se utilizan exactamente dos Ć”rboles de levas montados en la parte superior, y el nĆŗmero de vĆ”lvulas es de 4 para cada cilindro.
Como mecanismo de accionamiento para controlar vĆ”lvulas, se utilizan palancas (balancines, balancines) o empujadores en forma de cilindros cortos. En esta Ćŗltima versiĆ³n, la brecha en la transmisiĆ³n se ajusta automĆ”ticamente mediante compensadores hidrĆ”ulicos, lo que mejora su calidad y prolonga su vida Ćŗtil.
La superficie inferior de la culata, que se encuentra junto al bloque de cilindros, estĆ” nivelada y cuidadosamente procesada. Para evitar la entrada de anticongelante en el sistema de lubricaciĆ³n o aceite de motor en el sistema de refrigeraciĆ³n, asĆ como la penetraciĆ³n de estos fluidos de trabajo en la cĆ”mara de combustiĆ³n, se instala una junta especial entre la culata y el bloque de cilindros durante la instalaciĆ³n. Puede estar hecho de material compuesto de asbesto y caucho (paronita), cobre o acero con capas intermedias de polĆmero. Tal junta proporciona un alto grado de hermeticidad, evita que se mezclen los fluidos de trabajo de los sistemas de lubricaciĆ³n y refrigeraciĆ³n, y aĆsla los cilindros entre sĆ.
La cabeza estĆ” unida al bloque de cilindros con pernos o espĆ”rragos con tuercas. El apriete de los pernos debe abordarse con mucha responsabilidad. Debe ser producido en estricta conformidad con las instrucciones del fabricante de automĆ³viles de acuerdo con un esquema determinado, que puede diferir para diferentes motores de combustiĆ³n interna. AsegĆŗrese de utilizar una llave dinamomĆ©trica y observe el par de apriete especificado, que debe indicarse en las instrucciones de reparaciĆ³n.
El incumplimiento del procedimiento darĆ” lugar a una violaciĆ³n de la estanqueidad, la liberaciĆ³n de gases a travĆ©s de la junta, una disminuciĆ³n de la compresiĆ³n en los cilindros y una violaciĆ³n del aislamiento entre sĆ de los canales de los sistemas de lubricaciĆ³n y refrigeraciĆ³n. Todo esto se manifestarĆ” por el funcionamiento inestable del motor de combustiĆ³n interna, pĆ©rdida de potencia, consumo excesivo de combustible. Como mĆnimo, deberĆ” cambiar la junta, el aceite del motor y el anticongelante con sistemas de lavado. Son posibles problemas mĆ”s serios, hasta la necesidad de una reparaciĆ³n seria del motor de combustiĆ³n interna.
debe recordarse que la junta de la culata no es adecuada para la reinstalaciĆ³n. Si se quita la cabeza, se debe reemplazar la junta, independientemente de su estado. Lo mismo se aplica a los pernos de montaje.
Desde arriba, la culata se cierra con una cubierta protectora (tambiĆ©n llamada tapa de vĆ”lvula) con un sello de goma. Puede ser de chapa de acero, aluminio o plĆ”stico. La tapa suele tener un cuello para verter aceite de motor. AquĆ tambiĆ©n es necesario observar ciertos pares de apriete al apretar los pernos de fijaciĆ³n y cambiar la goma de sellado cada vez que se abre la tapa.
Las cuestiones de prevenciĆ³n, diagnĆ³stico, reparaciĆ³n y sustituciĆ³n de la culata deben tomarse con la mayor seriedad posible, ya que se trata de un elemento crĆtico del motor de combustiĆ³n interna que, ademĆ”s, estĆ” sometido a cargas mecĆ”nicas y tĆ©rmicas muy importantes.
Los problemas tarde o temprano surgen incluso con el funcionamiento adecuado del automĆ³vil. Acelera la apariciĆ³n de averĆas en el motor - y en el cabezal en particular - los siguientes factores:
- ignorando el cambio periĆ³dico;
- el uso de lubricantes de baja calidad o aceites que no cumplan con los requisitos para este motor de combustiĆ³n interna;
- uso de combustible de mala calidad;
- filtros obstruidos (aire, aceite);
- ausencia prolongada de mantenimiento de rutina;
- estilo de conducciĆ³n brusco, abuso de altas velocidades;
- sistema de inyecciĆ³n defectuoso o no regulado;
- condiciĆ³n insatisfactoria del sistema de enfriamiento y, como resultado, sobrecalentamiento del motor de combustiĆ³n interna.
La averĆa de la junta de la culata y otros problemas relacionados ya se han mencionado anteriormente. Puede leer mĆ”s sobre esto en uno separado. Otras posibles fallas en la cabeza:
- asientos de vƔlvulas agrietados;
- guĆas de vĆ”lvula desgastadas;
- asientos del Ɣrbol de levas rotos;
- sujetadores o hilos daƱados;
- grietas directamente en la carcasa de la culata.
Los asientos y los casquillos guĆa se pueden reemplazar, pero esto debe hacerse utilizando una tecnologĆa especial con un equipo especial. Los intentos de realizar tales reparaciones en un entorno de garaje probablemente conducirĆ”n a la necesidad de un cambio completo de la cabeza. Por su cuenta, puede intentar limpiar y pulir los chaflanes de los asientos, sin olvidar que deben encajar perfectamente contra los chaflanes de las vĆ”lvulas.
Para restaurar las camas desgastadas debajo del Ć”rbol de levas, se utilizan bujes de reparaciĆ³n de bronce.
Si el hilo en el casquillo de la vela estĆ” roto, puede instalar un destornillador. Se utilizan espĆ”rragos de reparaciĆ³n en lugar de sujetadores daƱados.
Las grietas en la carcasa del cabezal se pueden intentar soldar si no estĆ”n en las juntas de gas. No tiene sentido usar herramientas como la soldadura en frĆo, ya que tienen un coeficiente de expansiĆ³n tĆ©rmica diferente y simplemente se agrietan muy rĆ”pidamente. El uso de soldadura para eliminar las grietas que pasan a travĆ©s de la junta de gas no es prĆ”ctico; en este caso, es mejor reemplazar la cabeza.
Junto con el cabezal, es imprescindible cambiar su junta, asĆ como la junta de goma de la tapa.
Al solucionar problemas de la culata, no olvide diagnosticar tambiĆ©n las piezas de sincronizaciĆ³n instaladas en ella: vĆ”lvulas, resortes, balancines, balancines, empujadores y, por supuesto, el Ć”rbol de levas. Si necesita comprar repuestos nuevos para reemplazar los desgastados, puede hacerlo en la tienda en lĆnea.
Es mĆ”s conveniente y fĆ”cil comprar y montar el conjunto de la culata cuando las partes del mecanismo de distribuciĆ³n de gas (Ć”rbol de levas, vĆ”lvulas con resortes y actuadores, etc.) ya estĆ”n instaladas en Ć©l. Esto eliminarĆ” la necesidad de montaje y ajuste, que serĆ” necesario si los componentes de sincronizaciĆ³n de la culata vieja se instalan en la nueva carcasa de la culata.
