Cap cilíndric. Finalitat i dispositiu

Un motor de combustió interna modern és una unitat molt complexa, que inclou un gran nombre de components i peces. El component clau del motor de combustió interna és la culata (culata). La culata, o simplement la culata, serveix com una mena de coberta que tanca la part superior dels cilindres del motor de combustió interna. Tanmateix, això està lluny de ser l'únic propòsit funcional del cap. La culata té un disseny força complex i el seu estat és fonamental per al funcionament normal del motor de combustió interna.

Tots els motoristes han d'entendre el dispositiu del cap i comprendre com funciona aquest element.

Les culatades es produeixen mitjançant la fosa de ferro colat aliat o aliatges a base d'alumini. Els productes d'aliatge d'alumini no són tan forts com el ferro colat, però són més lleugers i menys propensos a la corrosió, motiu pel qual s'utilitzen en els motors de combustió interna de la majoria de turismes.

Per eliminar la tensió residual del metall, la peça es processa mitjançant una tecnologia especial. seguit de fresat i trepat.

Depenent de la configuració del motor de combustió interna (disposició de cilindres, cigonyal i arbres de lleves), pot tenir un nombre diferent de culatas. En una unitat d'una sola fila, hi ha un cap, en motors de combustió interna d'un altre tipus, per exemple, en forma de V o en forma de W, hi pot haver dos. Els motors grans solen tenir capçals separats per a cada cilindre.

El disseny de la culata també difereix segons el nombre i la ubicació dels arbres de lleves. Els arbres de lleves es poden muntar en un compartiment addicional del capçal i es poden instal·lar al bloc de cilindres.

Són possibles altres característiques de disseny, que depenen del nombre i la disposició dels cilindres i vàlvules, la forma i el volum de les cambres de combustió, la ubicació de les espelmes o els broquets.

En ICE amb una disposició de vàlvula inferior, el capçal té un dispositiu molt més senzill. Només disposa de canals de circulació anticongelant, seients per a bugies i elements de fixació. No obstant això, aquestes unitats tenen una eficiència baixa i fa molt de temps que no s'utilitzen a la indústria de l'automòbil, tot i que encara es poden trobar en equips especials.

La culata, d'acord amb el seu nom, es troba a la part superior del motor de combustió interna. De fet, es tracta d'una carcassa en la qual es munten les parts del mecanisme de distribució de gas (sincronització), que controla l'entrada de la mescla aire-combustible als cilindres i als gasos d'escapament. La part superior de les cambres de combustió es troba al capçal. Disposa de forats roscats per cargolar bugies i injectors, així com forats per connectar els col·lectors d'admissió i d'escapament.

Per a la circulació del refrigerant, s'utilitzen canals especials (l'anomenada jaqueta de refrigeració). La lubricació es subministra a través de canals d'oli.

A més, hi ha seients per a vàlvules amb molles i actuadors. En el cas més senzill, hi ha dues vàlvules per cilindre (entrada i sortida), però pot haver-hi més. Les vàlvules d'entrada addicionals permeten augmentar l'àrea total de la secció transversal, així com reduir les càrregues dinàmiques. I amb vàlvules d'escapament addicionals, es pot millorar la dissipació de calor.

El seient de la vàlvula (seient), de bronze, ferro colat o acer resistent a la calor, es pressiona a la carcassa de la culata o es pot fer al mateix capçal.

Les guies de vàlvules proporcionen un seient precís. El material per a la seva fabricació pot ser ferro colat, bronze, cermet.

El capçal de la vàlvula té un xamfrà cònic fet en un angle de 30 o 45 graus. Aquest xamfrà és la superfície de treball de la vàlvula i és adjacent al xamfrà del seient de la vàlvula. Els dos bisells estan curosament mecanitzats i solapats per a un ajustament perfecte.

Per al tancament fiable de la vàlvula, s'utilitza una molla, que està feta d'acer aliat amb un processament especial posterior. El valor del seu apretament preliminar afecta significativament els paràmetres del motor de combustió interna.

Controla l'obertura/tancament de les vàlvules de l'arbre de lleves. Disposa de dues lleves per a cada cilindre (una per a l'admissió, l'altra per a la vàlvula d'escapament). Encara que són possibles altres opcions, inclosa la presència de dos arbres de lleves, un dels quals controla l'admissió, l'altre controla l'escapament. En els motors de combustió interna dels cotxes de passatgers moderns, sovint s'utilitzen exactament dos arbres de lleves muntats a la part superior i el nombre de vàlvules és de 4 per a cada cilindre.

Com a mecanisme d'accionament per controlar les vàlvules, s'utilitzen palanques (balancins, balancins) o empenta en forma de cilindres curts. En aquesta darrera versió, la bretxa de l'accionament s'ajusta automàticament mitjançant compensadors hidràulics, la qual cosa millora la seva qualitat i allarga la seva vida útil.

La superfície inferior de la culata, que es troba al costat del bloc de cilindres, es fa uniforme i es processa amb cura. Per evitar l'entrada d'anticongelant al sistema de lubricació o l'oli de motor al sistema de refrigeració, així com la penetració d'aquests fluids de treball a la cambra de combustió, s'instal·la una junta especial entre el capçal i el bloc de cilindres durant la instal·lació. Pot ser de material compost d'amiant-cautxú (paronita), coure o acer amb capes intercalades de polímer. Aquesta junta proporciona un alt grau d'estanquitat, evita la barreja dels fluids de treball dels sistemes de lubricació i refrigeració i aïlla els cilindres entre si.

El capçal s'uneix al bloc de cilindres amb cargols o tacs amb femelles. L'estrenyiment dels cargols s'ha d'abordar amb molta responsabilitat. S'ha de produir d'acord estrictament amb les instruccions del fabricant d'automòbils segons un esquema determinat, que pot diferir per a diferents motors de combustió interna. Assegureu-vos d'utilitzar una clau de torsió i observeu el parell de torsió especificat, que s'ha d'indicar a les instruccions de reparació.

L'incompliment del procediment comportarà una violació de l'estanquitat, l'alliberament de gasos a través de l'articulació, una disminució de la compressió dels cilindres i una violació de l'aïllament entre si dels canals dels sistemes de lubricació i refrigeració. Tot això es manifestarà pel funcionament inestable del motor de combustió interna, pèrdua de potència, consum excessiu de combustible. Com a mínim, haureu de canviar la junta, l'oli del motor i l'anticongelant amb sistemes de rentat. Són possibles problemes més greus, fins a la necessitat d'una reparació seriosa del motor de combustió interna.

cal recordar que la junta de culata no és adequada per a la reinstal·lació. Si es retira el capçal, s'ha de substituir la junta, independentment del seu estat. El mateix s'aplica als cargols de muntatge.

Des de dalt, la culata es tanca amb una tapa protectora (també s'anomena tapa de la vàlvula) amb un segell de goma. Pot ser de xapa d'acer, alumini o plàstic. La tapa sol tenir un coll per abocar oli de motor. Aquí també cal observar certs parells de tensió quan s'ajusten els cargols de fixació i canviar la goma de segellat cada vegada que s'obre la coberta.

Els problemes de prevenció, diagnòstic, reparació i substitució de la culata s'han de prendre el més seriosament possible, ja que aquest és un element crític del motor de combustió interna, que, a més, està sotmès a càrregues mecàniques i tèrmiques molt importants.

Els problemes tard o d'hora sorgeixen fins i tot amb el correcte funcionament del cotxe. Accelereu l'aparició de mal funcionament del motor, i en particular del capçal, els factors següents:

• ignorant el canvi periòdic;
• l'ús de lubricants o olis de baixa qualitat que no compleixen els requisits d'aquest motor de combustió interna;
• ús de combustible de mala qualitat;
• filtres obstruïts (aire, oli);
• absència prolongada de manteniment rutinari;
• estil de conducció agut, abús de les altes velocitats;
• sistema d'injecció defectuós o no regulat;
• estat insatisfactori del sistema de refrigeració i, com a resultat, sobreescalfament del motor de combustió interna.

L'avaria de la junta de la culata i altres problemes relacionats ja s'han esmentat anteriorment. Podeu llegir més sobre això en un altre. Altres possibles fallades del cap:

• seients de vàlvules esquerdats;
• guies de vàlvules gastades;
• seients de l'arbre de lleves trencats;
• fixacions o fils danyats;
• esquerdes directament a la carcassa de la culata.

Els seients i els casquilles de guia es poden substituir, però això s'ha de fer mitjançant una tecnologia especial amb equips especials. Els intents de fer aquestes reparacions en un entorn de garatge probablement comportaran la necessitat d'un canvi complet de capçal. Pots intentar netejar i rectificar pel teu compte els xamfrans dels seients, sense oblidar que s'han d'ajustar perfectament als xamfrans d'acoblament de les vàlvules.

Per restaurar els llits desgastats sota l'arbre de lleves, s'utilitzen casquilles de reparació de bronze.

Si el fil de la presa de l'espelma està trencat, podeu instal·lar un tornavís. S'utilitzen tacs de reparació en comptes de fixacions danyades.

Les esquerdes a la carcassa del capçal es poden intentar soldar si no es troben a les juntes de gas. No té sentit utilitzar eines com la soldadura en fred, ja que tenen un coeficient d'expansió tèrmica diferent i simplement s'esquerden molt ràpidament. L'ús de la soldadura per eliminar les esquerdes que passen per la junta de gas no és pràctic; en aquest cas, és millor substituir el capçal.

Juntament amb el capçal, és imprescindible canviar la seva junta, així com el segell de goma de la tapa.

En solucionar problemes de la culata, no oblideu diagnosticar també les peces de cronometratge instal·lades en ella: vàlvules, molles, balancins, balancins, polsadors i, per descomptat, l'arbre de lleves. Si necessiteu comprar peces de recanvi noves per substituir-ne les gastades, podeu fer-ho a la botiga en línia.

És més còmode i més fàcil comprar i muntar el conjunt de la culata quan les parts del mecanisme de distribució de gas (arbre de lleves, vàlvules amb molles i actuadors, etc.) ja hi estan instal·lades. Això eliminarà la necessitat d'ajustament i ajust, que serà necessari si els components de cronometratge de la culata antiga s'instal·len a la nova carcassa de la culata.