U pístových spalovacích motorů je hlava válce (hlava válce, často označovaná jednoduše jako hlava) namontována na bloku válců , blokuje válec (válce) a tvoří uzavřené spalovací komory. Spojení hlavy a bloku je utěsněno těsněním hlavy [1] . V hlavě jsou obvykle namontovány ventily s pružinami, zapalovací svíčky , vstřikovače . V závislosti na typu motoru (zdvih, zapalovací systém, typ chlazení, systém rozvodu plynu ) se může zařízení hlavy do značné míry lišit. Některé vzduchem chlazené (většinou dvoudobé) motory nemají hlavy, jejich jednoválce jsou upevněny na klikové skříni.
Lehké automobilové motory mohou mít hlavu z hliníkové slitiny, zejména zážehové motory. Typicky se takový díl získá litím do formy nebo pod tlakem (s následným zpracováním kanálků) lze použít tyčové formy.
Těžké motory a významná část automobilových dieselových motorů má litinovou hlavu, rovněž získanou odléváním. Sedla ventilů (pokud existují) jsou zalisována s jejich předchlazením v páře kapalného dusíku; vířivé komory, ventilová pouzdra jsou také instalována s přesahem. Hlava má obvykle průchody pro plyny, chladicí kapalinu, olejové kanály a velké množství průchozích otvorů pro šrouby / čepy, které přitahují hlavu k bloku [1] .
Hlava se k bloku připevňuje silovými šrouby nebo svorníky s maticemi a podložkami (v případě šroubů mají i podložky). Jak samostatné, tak společné pro řadu válců, hlavy se montují s utažením podle způsobu stanoveného továrnou (pořadí, utahovací moment, rohové úpravy). To je nezbytné pro zajištění těsnosti plynového spoje a bezpečnosti šroubů [2] . Elasticita upevňovacích prvků musí být dostatečná pro udržení utažení během sedání těsnění plynového spoje. Ale překročení tloušťky kov-azbestového (paronitového) těsnění nebo jeho pokles (nízká kvalita, přehřátí motoru) může způsobit proražení plynového kloubu hlavy, to znamená poruchu motoru. Pro zvýšení tuhosti těsnění, a tím zajištění tlaku, jsou u moderních dieselových motorů litinové hlavy namontovány s těsněním z měkkého železa.
U vznětových motorů se tloušťka těsnění u mnoha motorů volí podle vyčnívání pístů. Pokud je tloušťka menší, než je nutné, může se motor začít klepat, více - výkon se sníží na hranici kouřivosti (protože objemový podíl vzduchu ve vířivé komoře / komoře v pístu bude menší a parazitní objem bude větší). Proto je instalace hlavy bloku odpovědnou operací.
Bez ohledu na další vlastnosti má vyvinutou vnější ploutev namísto chladicího pláště. Nejběžnějším materiálem je v tomto případě silumin, protože jeho tepelná vodivost je vyšší než u litiny (motory motorových pil, kultivátorů, nízkovýkonových elektráren, vozidla firmy Tatra , D-37 / D-144), nicméně jsou také litinové na stacionárních a traktorových motorech (kde hmotnost neovlivňuje technický výkon a zvýšená teplota válce neohrožuje detonaci ). Hlavním ukazatelem ploutví je poměr výšky ploutví k jejich šířce u základny, s jejím růstem se zlepšuje chlazení.
Vyznačuje se maximální jednoduchostí - má pouze průchody pro chladicí kapalinu, vrtání pro svorníky a závity pro svíčky. Vždy seskupit, pro určitý počet válců. Nyní se používá zřídka, kvůli nízké účinnosti takových motorů [3] . Příklad motoru: ZIL-157 , GAZ-A , GAZ-51 . V tomto případě jsou všechny ventily se svým pohonem namontovány v bloku.
Stejné zařízení mají hlavy dvoudobých motorů se smyčkou klikové komory nebo proplachem deflektoru. Výhodou je také snadná demontáž a údržba, minimální náklady. Nechybí ani ventilky v hlavě.
Může být individuální pro každý válec, v tomto případě jsou ventily poháněny táhly od vačkového hřídele umístěného v bloku, nebo společné pro více válců (blok může mít jednu nebo více takových řad). V případě společné hlavy se zvyšuje počet možností jejího uspořádání: ovládání ventilů z táhla, vačkový hřídel v hlavě (OHC) nebo dva vačkové hřídele v hlavě (DOHC) [1] .
Jednotlivé hlavy s táhly se častěji používají u dieselových motorů, jelikož setrvačné síly při nižším počtu otáček nejsou tak velké, výhodou je menší hmotnost každé hlavy (usnadněná montáž). Velké motory mají vždy samostatné hlavy.
Běžné hlavy s jedním vačkovým hřídelem zajišťují ovládání dvou (výjimečně čtyř) ventilů na válec, ale jsou obtížně demontovatelné. Nejčastěji mají manuální nastavení mezer.
Dvojité hlavové vačkové hlavy poskytují nejjednodušší způsob instalace 4 ventilů na válec a dodávání oleje do hydraulických zvedáků. Věci komplikuje pouze nutnost pohonu obou hřídelí z řetězu / ozubeného řemene. Ale v některých konstrukcích jsou hřídele spojeny ozubenými koly a jeden z nich je poháněn; rané verze měly převodový pohon od klikové hřídele přes svislé válečky [2] .
Možné poruchy: [4]
Poruchy hlavového složení můžete také považovat za poruchy / opotřebení součástí obsažených v sestavě (ventily, pružiny, vahadla, kompenzátory).
V případě průrazu plynu se nejčastěji frézuje hlava, přípustná odchylka od roviny (u středně velkých motorů asi 0,15 mm) se kontroluje pravítkem se sadou sond. Přetržení závitu pod svíčkou se eliminují instalací šroubováku, roztrhané spojovací prvky jsou nahrazeny opravnými čepy. Opotřebená vodítka ventilů jsou vyměněna, praskliny mimo plynový spoj lze obvykle přivařit.
Vzniklé trhliny mezi sedlem vedou k průniku plynů do chladicího pláště a k poruše motoru. Obvykle tyto praskliny a další procházející plynovým spojem slouží jako základ pro výměnu hlavy. Ale v některých případech je lze na vlastní nebezpečí i uvařit.
Opotřebení lůžek pod vačkovým hřídelem vede k klepání a poklesu tlaku oleje. Průměr je obnoven bronzovými nebo duralovými pouzdry, nasazenými na místě (obvykle se jako výstružník používá starý vačkový hřídel s "frézovacími" zuby). V případě snímatelných vík ložisek vačkového hřídele je lze usadit na brusný kámen (s kontrolou průměru po dotažení).
V případě zničení pístu, kroužků, sedla ventilu je hlava vážně poškozena, což obvykle vede k její výměně. Silná koroze vodou nebo poškození detonací mohou také znemožnit opravy. Spadlé sedlo se při absenci jiných potíží vymění za nové nebo se odvrtá z jiné hlavy. Pro instalaci jsou ochlazeny v parách kapalného dusíku a poté dodatečně raženy. Prasklina mezi sedlem vždy oslabí jejich přizpůsobení.
Hlava válců se dvěma vačkovými hřídeli a hydraulickými zvedáky
Hlava válců s vačkovým hřídelem nahoře, ovládání ventilů přes vahadla
Hlava (DOHC) motor Honda K20Z3 .
Nejjednodušší hlava dvoudobého motoru