Головки (крышки) цилиндров

02/03/2012 в 09:01

Головка (крышка) цилиндров вместе с днищем поршня и стенками гильзы, образуя камеру сгорания.двигателя, подвергается действию высоких температур и давлению газов, поэтому должна иметь податливое днище с жесткой опорной частью и интенсивно охлаждаться водой. Толщина стенок головки должна быть равномерной во избежание возникновения больших внутренних напряжений, а выходы клапанных стаканов на внутреннюю поверхность необходимо выполнять плавно Z большими радиусами закруглений.

У двигателей большой мощности головки отливают обычно для каждого цилиндра. У двигателей с диаметром цилиндра менее-200 мм делают общую крышку для нескольких цилиндров (двух, четырех) или для всего двигателя. Головки выполняют цилиндрическими, квадратными и восьмигранными.

У карбюраторных двигателей с верхним расположением клапанов перемычки между клапанами и клапаны наиболее сильно нагреваются в процессе работы двигателя. Для предотвращения детонации свечи зажигания помещают вблизи нагретой зоны у выпускного клапана. В этом случае в первую очередь воспламеняется более нагретая часть рабочей смеси. При верхнем расположении клапанов в карбюраторном двигателе свечи зажигания располагают наклонно сбоку в углублении в наиболее нагретом месте стенки головки цилиндра.

Свечи зажигания имеют резьбу 10, 14 и 18 мм, причем, чем больше тепловая напряженность двигателя, тем меньше должен быть диаметр резьбы. Свечи зажигания ввертывают в бобышки головки цилиндроз, которые интенсивно омываются охлаждающей жидкостью. Камера сгорания должна быть компактной, что ведет к снижению тепловых потерь и повышению экономичности двигателя.

Широкое распространение у карбюраторных двигателей получили головки цилиндров с клиновидной камерой сгорания и двусторонним размещением клапанов (рис. 17). При нижнем расположении клапанов применяют головки цилиндров с Y-образной камерой сгорания (рис.18).

Головки (крышки) цилиндров

Рис. 17. Головка цилиндров карбюраторного двигателя с клиновидной камерой сгорания

Головки цилиндров четырехтактных дизелей (рис. 19, а) состоят из Двух плоских днищ (верхнего и нижнего), соединенных вертикальными стенками. В головке имеются отверстия под форсунку , пусковой и иногда предохранительные клапаны, а также под впускные и выпускные клапаны с соответствующими воздушными и газовыми каналами. В некоторых двигателях в головку устанавливают вспомогательные камеры для смесеобразования.
Головки рабочих цилиндров у двухтактных двигателей (рис. 19, б) с контурной продувкой значительно проще по конструкции, чем у двигателей с клапанной щелевой продувкой, так как у первых нет выпускных и впускных клапанов.

Для лучшего охлаждения головок стенки их внутренних полостей выполнены в виде системы перегородок, которые направляют воду к нагреваемым местам. Скорость движения воды между перегородками увеличена вследствие сужения проходных сечений в крышке. Это способствует более интенсивному охлаждению деталей. В некоторых случаях для усиления циркуляции воды нижнее днище делают двухполостным.

В связи с тем, что головки цилиндров работают при высоких температурах, в нижних днищах, так называемых «огневых досках», во время эксплуатации образуются трещины, главным образом около форсунок. Поэтому головки крупных дизелей с диаметром цилиндров более 600 мм изготовляют из двух частей, причем нижнюю часть делают из жаропрочного материала. Это позволяет легко заменять одну из частей головки в случае появления трещины.

Головки (крышки) цилиндров

Рис. 18. Головка цилиндров карбюраторного двигателя с Г-образной камерой сгорания
Головки цилиндров четырехтактных дизелей изготовляют из серого чугуна перлитного класса и чугуна с легирующими присадками. Материалом для крышек двухтактных двигателей с напряженным рабочим процессом служит литая сталь с присадкой молибдена и ванадия для повышения термической стойкости. Составные крышки двигателей отливают: нижнюю часть - из молибденовой стали, а верхнюю - из серого чугуна.

Головки (крышки) цилиндров

Рис. 19. Головки цилиндров дизелей: а - четырехтактного, 6 - двухтактного; 1 и 6 - отверстия под впускной и выпускной клапаны, 2 и 5 - каналы для воздуха и выхлопных газов, 3 и 7 - отверстия под форсунку и шпильку, 4 и 8 - отверстия под предохранительный и пусковой клапаны, 9 и 10 - места установки пускового клапана и предкамеры с форсункой

Для быстроходных двигателей небольшой мощности крышки отливают из алюминиевых сплавов АЛ-4 и АЛ-5, обладающих повышенной термической стойкостью. Стойкость крышки цилиндров против температурных воздействий повышают, подбирая соответствующий материал, увеличивающий податливость «огневой доски» температурному расширению.

Еще по теме

  • Масляные охладители
    Масляные охладители служат для охлаждения картерного масла и подразделяются на водяные (холодильники) и воздушные (радиаторы). Наибольшее распространение на стационарных двигателях получили масляные холодильники. Они обладают рядом преимуществ перед радиаторами - имеют меньшие габаритные размеры, более компактны (их удобнее располагать ня двигателе), обеспечивают поддержание более стабильной температуры. Преимуществом масляных радиаторов является[..]
  • Общее устройство системы топливоподачи
    Дизели относят к двигателям с внутренним смесеобразованием. Впрыск топлива в цилиндр двигателя производится в конце процесса сжатия через форсунку, скорость струи топлива достигает 150- 400 м/с. Трение о воздух струи топлива и его гидродинамическое воздействие вызывают разрушение струи на капельки диаметром 2-3 мкм. Хорошее протекание процесса сгорания будет в том[..]
  • Фильтр-отстойник
    У карбюраторных двигателей применяют отстойник топлива, совмещенный с фильтром предварительной очистки. Фильтр-отстойник устанавливают перед топливоподкачивающим насосом. Фильтрующий элемент фильтра-отстойника представляет собой набор пластин или сеток с проходными щелями или ячейками 0,10 - 0,15 мм. Рис. 115. Фильтр-отстойник карбюраторного двигателя: 1- головка, 2 -сержень, 3 - пружина. 4 - болт. 5[..]