Конструкция головки цилиндра

На конструкцию головки оказывают влияние форма камеры сгорания, расположение свечи или форсунки, их ориентация относительно оси цилиндра, количество и расположение клапанов, форма и расположение каналов для подвода и отвода газов.

Головки цилиндров выполняют в виде единой отливки для одного ряда цилиндров или индивидуально для каждого цилиндра.

Индивидуальные головки обеспечивают более надежный газовый стык. Их применение облегчает выполнение монтажно-демонтаж-ных работ при производстве и ремонте. Они обычно используются в двигателях, форсированных наддувом.

Ввиду высоких газовых и термических нагрузок для обеспечения необходимой жесткости нижнюю опорную стенку головки со стороны привалочной плоскости делают достаточно массивной. Это снижает вероятность коробления седел клапанов и повышает надежность газового стыка.

В головках из алюминиевого сплава свечи зажигания ввертывают в бобышки головки, которые со всех сторон омываются охлаждающей жидкостью.

Для снижения теплонапряженности в головке создают систему каналов и полостей для циркуляции охлаждающей жидкости. Из блока жидкость поступает к наиболее нагретым зонам головки: к форсунке или свече, к седлу и приливам направляющей втулки выпускного клапана, к перемычкам между клапанами, к выпускным патрубкам, к вихревой камере или предкамере. Для интенсификации теплообмена в системе охлаждения головки организуют направленное движение жидкости с помощью специальных запрессованных распределительных трубок, направляющих ребер и т.п. В головках из чугуна температура поверхности камеры сгорания достигает 350 °С, перепады температур между отдельными точками доходят до 150 "С. В головках из алюминиевых сплавов, обладающих хорошей теплопроводностью, максимальные температуры и перепады температур несколько ниже. Изготовление головки из алюминиевых сплавов улучшает ее охлаждение и снижает вероятность возникновения детонации в двигателях с искровым зажиганием.

Уплотнение газового стыка между головкой цилиндра и гильзой в целях предупреждения прорыва газов и просачивания ьчлаждающей жидкости осуществляется прокладкой (рис. 10.5). Условия работы уплотнения газового стыка: высокие, циклически изменяющиеся параметры рабочего тела (температура и давление) в камере сгорания; наличие химически активной среды.

Конструкция уплотнения должна соответствовать следующим требованиям:

сохранять работоспособность в течение длительного периода эксплуатации при воздействии высоких температур и коррозион-но-активных элементов;

обладать достаточной пластичностью для заполнения неровностей на опорных поверхностях головки и блока цилиндров;

иметь необходимую упругость для обеспечения нераскрытия газового стыка при реализации в цилиндре рабочего процесса, а также высокую усталостную прочность.

Упругость и толщина прокладки определяются размерами неровностей стыкуемых поверхностей, жесткостью стягиваемых деталей, механическими свойствами материала прокладки. В автотракторных двигателях в основном используют прокладки следующих конструкций:

цельнометаллические в виде листа из стали либо, более податливые, из меди или алюминия;

металлические, состоящие из набора нескольких тонких листов;

прокладки с основой в виде сетки или перфорированного листа из стали или алюминия с наполнителем из листов графитизирован-ного термостойкого картона. Для повышения прочности асбестовые волокна пропитывают резиной или специальными связующими жаростойкими материалами.