Setiap mesin pembakaran internal berisi kepala silinder (cylinder head) - bagian penting yang, bersama dengan kepala piston, membentuk ruang bakar, dan memainkan peran penting dalam pengoperasian sistem individual unit daya.Baca semua tentang kepala silinder, jenis, desain, penerapan, pemeliharaan, dan perbaikannya di artikel ini.
Apa itu kepala silinder?
Kepala silinder (cylinder head) merupakan suatu unit mesin pembakaran dalam yang dipasang pada bagian atas blok silinder.
Kepala silinder adalah salah satu bagian utama dari mesin pembakaran internal, yang memastikan fungsinya dan menentukan karakteristik kinerja utamanya.Namun kepala diserahi beberapa fungsi:
• Pembentukan ruang bakar - di bagian bawah kepala, terletak tepat di atas silinder, ruang bakar dilakukan (sebagian atau seluruhnya), volume penuhnya terbentuk ketika TMA piston tercapai;
• Pasokan campuran udara atau bahan bakar-udara ke ruang bakar - saluran (asupan) yang sesuai dibuat di kepala silinder;
• Penghapusan gas buang dari ruang bakar - saluran yang sesuai (knalpot) dibuat di kepala silinder;
• Pendinginan unit daya - di kepala silinder terdapat saluran jaket air yang melaluinya cairan pendingin bersirkulasi;
• Memastikan pengoperasian mekanisme distribusi gas (timing) - katup terletak di kepala (dengan semua bagian terkait - bushing, jok) yang membuka dan menutup saluran masuk dan keluar sesuai dengan langkah mesin.Selain itu, seluruh timing dapat ditempatkan di kepala - poros bubungan (poros) dengan bantalan dan roda giginya, penggerak katup, pegas katup, dan bagian terkait lainnya;
• Pelumasan bagian pengatur waktu - saluran dan wadah dibuat di kepala, melalui mana oli mengalir ke permukaan bagian yang bergesekan;
• Memastikan pengoperasian sistem injeksi bahan bakar (pada mesin diesel dan injeksi) dan/atau sistem pengapian (pada mesin bensin) - injektor bahan bakar dan/atau busi dengan bagian terkait (serta busi pijar diesel) dipasang pada kepala;
• Bertindak sebagai bagian bodi untuk memasang berbagai komponen – intake dan exhaust manifold, sensor, pipa, bracket, roller, penutup dan lain-lain.
Karena beragamnya fungsi, persyaratan ketat diberlakukan pada kepala silinder, dan desainnya bisa sangat rumit.Juga saat ini ada banyak jenis kepala di mana fungsi yang dijelaskan diimplementasikan dengan satu atau lain cara.
Jenis kepala silinder
Kepala silinder berbeda dalam desain, jenis dan lokasi ruang bakar, keberadaan dan jenis pengaturan waktu, serta tujuan dan beberapa fitur.
kepala silinder dapat memiliki salah satu dari empat desain:
• Head umum untuk semua silinder pada mesin in-line;
• Head umum untuk satu baris silinder pada mesin berbentuk V;
• Pisahkan kepala untuk beberapa silinder mesin multi-silinder segaris;
• Kepala silinder individual pada mesin satu, dua, dan multi silinder segaris, berbentuk V, dan mesin lainnya.
Jenis utama ruang bakar mesin pembakaran internal
Pada mesin in-line 2-6 silinder konvensional, head umum paling sering digunakan untuk menutupi semua silinder.Pada mesin berbentuk V, digunakan kepala silinder yang umum untuk satu baris silinder dan kepala individual untuk setiap silinder (misalnya, mesin KAMAZ 740 delapan silinder menggunakan kepala terpisah untuk setiap silinder).Kepala silinder terpisah dari mesin in-line lebih jarang digunakan, biasanya satu kepala menutupi 2 atau 3 silinder (misalnya, pada mesin diesel enam silinder MMZ D-260 dipasang dua kepala - satu untuk 3 silinder).Kepala silinder individual digunakan pada mesin diesel in-line yang bertenaga (misalnya, pada mesin diesel Altai A-01), serta pada unit daya dengan desain khusus (boxer dua silinder, bintang, dll.).Dan tentu saja, hanya kepala individu yang dapat digunakan pada mesin satu silinder, yang juga menjalankan fungsi radiator berpendingin udara.
Menurut letak ruang bakar, ada tiga jenis kepala:
• Dengan ruang bakar di kepala silinder - dalam hal ini, piston dengan dasar datar digunakan, atau memiliki pemindah;
• Dengan ruang bakar di kepala silinder dan di piston - dalam hal ini, sebagian ruang bakar dilakukan di kepala piston;
• Dengan ruang bakar di dalam piston - dalam hal ini, permukaan bawah kepala silinder rata (tetapi mungkin terdapat ceruk untuk memasang katup pada posisi miring).
Pada saat yang sama, ruang bakar dapat memiliki bentuk dan konfigurasi yang berbeda: bulat dan hemisferis, berpinggul, berbentuk baji dan semi-baji, oval datar, silindris, kompleks (gabungan).
Menurut keberadaan bagian pengatur waktu, kepala unit adalah:
• Tanpa timing - kepala mesin tanpa katup dua langkah multi-silinder katup rendah dan satu silinder;
• Dengan katup, lengan ayun, dan komponen terkait - kepala mesin dengan poros bubungan lebih rendah, semua bagian terletak di bagian atas kepala silinder;
• Dengan timing penuh - poros bubungan, penggerak katup, dan katup dengan bagian terkait, semua bagian terletak di bagian atas kepala.
Terakhir, kepala dapat dibagi menurut tujuannya menjadi banyak jenis - untuk unit tenaga diesel, bensin dan gas, untuk mesin kecepatan rendah dan paksa, untuk mesin pembakaran internal berpendingin air dan berpendingin udara, dll. , kepala silinder memiliki ciri desain tertentu - dimensi, keberadaan saluran pendingin atau sirip, bentuk ruang bakar, dll. Namun secara umum, desain semua kepala ini pada dasarnya sama.
desain kepala silinder
Bagian kepala silinder
Secara struktural, kepala silinder adalah bagian cor padat yang terbuat dari bahan dengan konduktivitas termal yang tinggi - saat ini paduan aluminium, besi cor putih, dan beberapa paduan lainnya juga paling sering digunakan.Semua bagian sistem yang terletak di dalamnya dibentuk di kepala - saluran masuk dan keluar, lubang katup (bushing pemandu katup ditekan ke dalamnya), ruang bakar, dudukan katup (dapat dibuat dari paduan yang lebih keras), permukaan pendukung untuk pemasangan bagian pengatur waktu, sumur dan lubang pemasangan berulir untuk memasang lilin dan/atau nozel, saluran sistem pendingin, saluran sistem pelumasan, Jika kepala ditujukan untuk mesin dengan poros bubungan di atas, maka pada permukaan atasnya dibentuk alas untuk meletakkan poros (melalui liner).
Pada permukaan samping kepala silinder, dibentuk permukaan pengisi untuk memasang manifold masuk dan buang.Pemasangan bagian-bagian ini dilakukan melalui gasket penyegel yang mencegah kebocoran udara dan kebocoran gas buang.Pada mesin modern, pemasangan komponen ini dan komponen lainnya di kepala dilakukan dengan menggunakan stud dan mur.
Pada permukaan bawah kepala silinder dibuat permukaan pengisi untuk dipasang pada blok.Untuk memastikan kekencangan ruang bakar dan saluran sistem pendingin, terdapat gasket di antara kepala silinder dan pusat bisnis.Penyegelan dapat dilakukan dengan gasket konvensional yang terbuat dari paronit, bahan berbahan dasar karet, dll., namun dalam beberapa tahun terakhir, apa yang disebut paket logam semakin banyak digunakan - gasket komposit berbahan dasar tembaga dengan sisipan sintetis.
Bagian atas kepala ditutup dengan penutup (logam atau plastik yang dicap) dengan leher pengisi oli dan sumbat.Pemasangan penutup dilakukan melalui paking.Penutup melindungi bagian timing, katup, dan pegas dari kotoran dan kerusakan, serta mencegah tumpahan oli saat mobil bergerak.
Desain kepala silinder
Pemasangan kepala silinder pada blok dilakukan dengan menggunakan stud atau baut.Kancing lebih disukai untuk balok aluminium, karena memberikan penjepitan yang andal di kepala dan mendistribusikan beban secara merata di badan balok.
Kepala silinder mesin berpendingin udara (sepeda motor, skuter, dan lainnya) memiliki sirip di permukaan luarnya - keberadaan sirip sangat meningkatkan luas permukaan kepala, memastikan pendinginan efektif melalui aliran udara yang datang.
Masalah pemeliharaan, perbaikan dan penggantian kepala silinder
Kepala silinder dan komponen yang terpasang di atasnya mengalami beban yang signifikan, yang menyebabkan keausan dan kerusakan yang intensif.Biasanya, malfungsi kepala itu sendiri jarang terjadi - ini adalah berbagai deformasi, retakan, kerusakan akibat korosi, dll. Untuk penggantian, Anda harus memilih kepala dengan jenis dan nomor katalog yang sama, jika tidak, bagian tersebut tidak akan masuk ke dalam tempat (tanpa modifikasi).
Paling sering, kerusakan kepala silinder terjadi pada sistem yang terpasang di dalamnya - pengaturan waktu, pelumasan, dll. Biasanya ini adalah keausan pada dudukan katup dan selongsong, katup itu sendiri, bagian penggerak, poros bubungan, dll. atau diperbaiki.Namun pada bengkel, beberapa jenis perbaikan sulit dilakukan, misalnya pengepresan dan pengepresan bushing pemandu katup, pemukulan dudukan katup dan pekerjaan lainnya hanya dapat dilakukan dengan alat khusus.
Perhatian khusus harus diberikan pada pemasangan kepala silinder yang benar.Penting untuk diingat bahwa paking kepala silinder dapat dibuang, harus diganti jika kepala dibongkar, pemasangan ulang bagian ini tidak dapat diterima.Saat memasang kepala silinder, urutan pengencangan pengencang (kancing atau baut) yang benar harus diperhatikan: biasanya pekerjaan dimulai dari tengah kepala dengan gerakan ke arah tepi.Dengan pengencangan ini, beban pada kepala didistribusikan secara merata dan deformasi yang tidak dapat diterima dapat dicegah.
Selama pengoperasian mobil, perawatan kepala dan sistem yang terletak di dalamnya harus dilakukan sesuai dengan instruksi dan rekomendasi pabrikan.Dengan perawatan dan perbaikan yang tepat waktu, kepala silinder dan seluruh mesin akan bekerja dengan andal dan efisien.
Waktu posting: 21 Agustus-2023