Silindir kafası - Cylinder head
Bir içten yanmalı motorda , silindir kafası (genellikle gayri resmi olarak sadece kafa olarak kısaltılır ) , silindir bloğunun üstündeki silindirlerin üzerinde bulunur . Silindirin üst kısmında kapanır ve yanma odasını oluşturur . Bu bağlantı bir kafa contası ile kapatılmıştır . Çoğu motorda, kafa ayrıca silindire hava ve yakıt besleyen ve egzozun kaçmasına izin veren geçitler için alan sağlar . Başlık ayrıca valfleri , bujileri ve yakıt enjektörlerini monte etmek için bir yer olabilir .
yan valf motorları
Bir de düz başlı ya da sidevalve motor, mekanik parçaları supap her blok içinde bulunan ve bir 'lapa baş' bloğun üst cıvatalı basit bir metal plaka esas olduğu kullanılabilmektedir.
Tüm hareketli parçaları blok içinde tutmak , eksantrik mili tahrik dişlisinin küçük olması ve dolayısıyla silindir bloğundaki termal genleşmenin etkilerinden daha az etkilenmesi bakımından fiziksel olarak büyük motorlar için bir avantaja sahiptir. Üstten eksantrik miline bir zincir tahriki ile, bir üstten kam tasarımı için gereken ekstra zincir uzunluğu, sık bakım gerektirmeden zincirde aşınma ve eğilme sorunlarına neden olabilir.
Erken yan valf motorları, basit yakıt kimyası, düşük oktan oranları ve bu nedenle düşük sıkıştırma oranları gerektiren bir zamanda kullanılıyordu . Bu, yanma odası tasarımlarını daha az kritik hale getirdi ve portlarını ve hava akışını dikkatli bir şekilde tasarlamaya daha az ihtiyaç vardı.
Bu sırada yaşanan bir zorluk, düşük sıkıştırma oranının aynı zamanda güç darbesi sırasında düşük bir genişleme oranı anlamına gelmesiydi. Egzoz gazları bu nedenle hala sıcaktı, çağdaş bir motordan daha sıcaktı ve bu, yanmış egzoz valflerinde sık sık sorunlara yol açtı.
Sidevalve motoruna önemli bir gelişme ortaya çıkışı oldu Ricardo 'ın çalkantılı kafa tasarımı. Bu, yanma odası ve portlar içindeki alanı azalttı, ancak içlerindeki hava akış yolları üzerinde dikkatli bir şekilde düşünüldüğünde, odanın içine ve dışına daha verimli bir akış sağlandı. En önemlisi, yakıt ve hava karışımını iyice karıştırmak için hazne içindeki türbülansı kullandı. Bu, kendi başına, daha yüksek sıkıştırma oranlarının kullanılmasına ve daha verimli motor çalışmasına izin verdi.
Sidevalve performansına sınırı olmayan valf içinden gaz akışı, bunun yerine, yanma odasının şekli. Yüksek hızlı motorlar ve yüksek sıkıştırma ile, sınırlayıcı zorluk, istenmeyen ön patlama problemlerinden kaçınırken, tam ve verimli yanma elde etme zorluğu haline gelir. Valf portlarına ulaşmak için kaçınılmaz olarak silindirden daha geniş olan bir yan valf yanma odasının şekli, hem yanma için ideal bir şeklin hem de yüksek sıkıştırma için gereken küçük hacmin (ve düşük yüksekliğin) elde edilmesiyle çelişir. Modern, verimli motorlar bu nedenle, valflerin alanın merkezine yaklaştırıldığı çatı veya yarı tasarımlara yönelir.
Yakıt kalitesinin düşük ve oktan oranının düşük olduğu durumlarda sıkıştırma oranları sınırlandırılacaktır. Bu durumlarda, yan valf motorunun hala sunabileceği çok şey var. Özellikle düşük yakıtlı bir pazar için geliştirilmiş IOE motoru durumunda, Rolls-Royce B serisi veya Land-Rover gibi motorlar , eğimli valflerin karmaşık bir düzenini, deliğe açılı bir silindir kafası hattını ve buna karşılık gelen açıyı kullanır. yarı küresel ideale yaklaşan kompakt bir yanma odası sağlamak için pistonlar. Bu tür motorlar 1990'larda üretimde kaldılar, ancak "sahada" mevcut olan yakıtların benzinden ziyade dizel olma olasılığı daha yüksek olduğunda nihayet değiştirildi.
Detay
Dahili olarak, silindir kafası, yakıt/hava karışımının emme manifoldundan giriş valflerine gitmesi ve egzoz gazlarının egzoz valflerinden egzoz manifolduna gitmesi için portlar veya yollar adı verilen geçitlere sahiptir . Bir de su ile soğutulan bir motor, silindir kafası aynı zamanda entegre kanalları ve geçitleri su ve motorların soğutucu-genelde bir karışımı içeren antifriz kafadan uzağa aşırı ısı transferini kolaylaştırmak -to ve bu nedenle genel olarak motor.
Üstten supaplı (OHV) tasarımında, silindir kapağı , giriş ve egzoz gazları için kanallar veya 'portlar' ile birlikte popet supapları ve bujileri içerir . Valf çalışma motor tarafından başlatılan kam mili , silindir bloğu içinde oturtulmuş, ve operasyon moment vanalar iletilir biyel ve kol kavrama mili-külbütör kolları ve şaft da olmak rocker monte silindir kapağının içinde bulunur.
Üstten eksantrik mili (OHC) tasarımında, silindir kapağı tıpkı OHV motorunda olduğu gibi supaplar, bujiler ve emme/egzoz yollarını içerir, ancak artık eksantrik mili de silindir kapağının içindedir. Eksantrik mili, her ofset giriş ve egzoz valfi sırası arasına merkezi olarak yerleştirilebilir ve yine de külbütör kolları kullanılarak (ancak herhangi bir itme çubuğu olmadan) veya eksantrik mili, külbütör kolları ortadan kaldırılarak ve 'kova' iticileri kullanılarak doğrudan valflerin üzerine yerleştirilebilir .
uygulama
Bir motordaki silindir kapaklarının sayısı, motor konfigürasyonunun bir fonksiyonudur . Günümüzde neredeyse tüm sıralı (düz) motorlar , tüm silindirlere hizmet eden tek bir silindir kafası kullanır. Bir V (veya Vee) motor, iki silindir kafası, her biri için bir tane olmak silindir grubu 'V' arasında. Volkswagen VR6 gibi birkaç kompakt 'dar açılı' V motor için, silindir sıraları arasındaki açı o kadar dardır ki, iki sırayı kapsayan tek bir kafa kullanır. Bir düz motor (silindir bankalar arasındaki açı dilimi 180 temelde V motoru °) iki kafası vardır. Çoğu radyal motor , her silindir için bir kafaya sahiptir, ancak bu genellikle kafanın silindirin ayrılmaz bir parçası olarak yapıldığı monoblok formdadır. Bu aynı zamanda motosikletler için de yaygındır ve bu tür kafa/silindir bileşenlerine varil adı verilir .
Bazı motorlar, özellikle endüstriyel, denizcilik, enerji üretimi ve ağır çekiş amaçları (büyük kamyonlar , lokomotifler , ağır ekipman , vb.) için üretilmiş orta ve büyük kapasiteli dizel motorlar , her silindir için ayrı silindir kafalarına sahiptir. Bu, tüm silindirlere uyan daha büyük, çok daha pahalı bir ünite yerine tek bir silindirdeki tek bir arızalı kafa değiştirilebildiğinden onarım maliyetlerini azaltır. Böyle bir tasarım aynı zamanda motor üreticilerinin yeni silindir kapağı tasarımları gerektirmeden farklı düzen ve/veya silindir numaralarına sahip bir motor 'ailesini' kolayca üretmelerine olanak tanır.
Yanma odasının şekli, giriş geçitleri ve portları (ve daha az ölçüde egzoz) hacimsel verim ve sıkıştırmanın büyük bir bölümünü belirlediğinden, silindir kapağının tasarımı içten yanmalı motorun performansı ve verimliliği için anahtardır. motorun oranı .
| Ortak isimler | eksantrik mili | Emme Vanaları | Egzoz Vanaları | Notlar |
|---|---|---|---|---|
|
Çift Üst Eksantrik Mili DOHC, Çift Kam, Cammer |
kafa | kafa | kafa | Çapraz akışlı bir silindir kafası için valflerin optimum şekilde konumlandırılmasını sağlar Çift eksantrik milleri, külbütörler olmadan iyi yerleştirilmiş valflerin doğrudan çalıştırılmasına izin vermek için kullanılır Modern otomobil tasarımında yaygın olarak listelenen tasarımların en yüksek devirde çalışmasına izin verir. |
|
Tek Üst Eksantrik Mili OHC, SOHC, Tek Kam, "Tek Jingle", Cammer |
kafa | kafa | kafa | Son yıllarda otomobiller için yaygın olarak kullanılmaktadır, ancak giderek yerini DOHC almıştır. Bazen bazı valfleri harekete geçirmek için külbütör kolları kullanır Bazı tasarımlar, DOHC tasarımları gibi tüm valfleri doğrudan harekete geçirmek için bir eksantrik mili kullanır |
|
Üst Valf OHV, I-Kafalı, İtmeli, Blok İçi Kam |
Blok | kafa | kafa | Genellikle Amerikan, Avustralya veya İngiliz menşeli bazı büyük deplasmanlı V8 motorlarında hala kullanılmaktadır Tek bir eksantrik mili aracılığıyla valfleri harekete geçirmek için itme çubuklarına ve külbütör kollarına ihtiyaç vardır OHV motorları, OHC'ye kıyasla aynı yer değiştirme için genellikle fiziksel olarak daha küçüktür |
|
Sidevalve Flathead, L-Kafa, T-Kafa |
Blok | Blok | Blok | Bir zamanlar evrensel, artık modası geçmiş Mümkün olan en basit konfigürasyon; eksantrik milleri doğrudan valfler üzerinde çalışır Hala dört zamanlı elektrikli ekipmanlarda (yani çim biçme makinesi, yabani ot düzeltici, elektrikli testere) motorlarda bulunur |
|
Giriş-Aşırı-Egzoz IOE, F-Kafası, Emme-Üzeri-Egzoz |
Blok | kafa | Blok | Her zaman nadir, onlarca yıldır modası geçmiş Yan tasarımlardan daha verimli, ancak aynı zamanda daha karmaşık, daha büyük ve üretimi daha pahalı |
Galeri
Emme ve egzoz valflerini, emme ve egzoz portlarını, soğutucu geçişlerini, kamları, iticileri ve valf yaylarını gösteren ikiye bölünmüş bir silindir kafası.
Bir tek üstten kam mili bir mesafede (SOHC), silindir kafası Honda D15A3 .
Bir çift egzantrik kam mili bir Honda dan (DOHC), silindir kafası K20Z3 .
Tek silindirli, iki zamanlı scooterlar için bir Malossi silindir kapağının alt (sol) ve üst (sağ) . Buji için ortada delik, silindir cıvata direkleri için dört delik.
Çift eksantrik millerini, tahrik dişlilerini ve soğutma kanatçıklarını gösteren bir Suzuki GS550'den hava soğutmalı silindir kapağının üstten görünümü .
Bir GMC minibüsünün silindir kapağı . Vana ve bir parçası egzoz manifoldu görebilir.
Ayrıca bakınız
Notlar
Referanslar
Dış bağlantılar
-
İlgili Ortam Silindir kafaları Wikimedia Commons - Ford Duratec Engine 3D simülasyonunun montajı —dört silindirli bir içten yanmalı motorun yapımını ve çalışmasını gösteren video.
