내연 기관 실린더 헤드

"실린더 헤드"라는 용어는 우연히 나온 것이 아닙니다. 인간의 머리와 마찬가지로 내연 기관의 가장 복잡하고 중요한 작용은 실린더 헤드에서 발생합니다. 따라서 실린더 헤드는 상부(상부) 부분에 위치한 내연 기관의 일부입니다. 그것은 흡기 및 배기 관의 공기 덕트와 얽혀 있으며 밸브 메커니즘, 인젝터 및 점화 플러그 또는 예열 플러그의 일부를 포함합니다. 실린더 헤드는 실린더 블록의 상단을 덮습니다. 헤드는 전체 엔진에 대해 하나, 각 실린더에 대해 개별적으로 또는 별도의 실린더 행(V자형 엔진)에 대해 개별적으로 있을 수 있습니다. 나사 또는 볼트로 실린더 블록에 고정됩니다.

실린더 헤드 기능

• 그것은 연소 공간을 형성합니다 - 압축 공간 또는 그 일부를 형성합니다.
• 실린더 차지 교체(4행정 엔진)를 제공합니다.
• 연소실, 점화 플러그 및 밸브에 냉각을 제공합니다.
• 연소실을 기밀 및 방수 처리합니다.
• 점화 플러그 또는 인젝터의 배치를 제공합니다.
• 연소 압력을 포착하고 지시합니다 - 고전압.

실린더 헤드의 분할

• XNUMX행정 및 XNUMX행정 엔진용 실린더 헤드.
• 스파크 점화 및 압축 점화 엔진용 실린더 헤드.
• 공냉식 또는 수냉식 헤드.
• 하나의 실린더에 대한 별도의 헤드, 인라인 또는 V자형 엔진용 헤드.
• 실린더 헤드와 밸브 타이밍.

실린더 헤드 개스킷

실린더 헤드와 실린더 블록 사이에 씰이 있어 연소실을 밀폐하여 오일과 냉각수의 누출(혼합)을 방지합니다. 우리는 씰을 소위 금속으로 나누고 결합합니다.

금속, 즉 구리 또는 알루미늄 씰은 소형의 고속 공랭식 엔진(스쿠터, 최대 250cc의 XNUMX행정 오토바이)에 사용됩니다. 수냉식 엔진은 플라스틱 기반 금속 지지대에 결합된 흑연이 풍부한 유기 섬유로 구성된 씰을 사용합니다.

실린더 헤드 커버

실린더 헤드의 중요한 부분은 밸브 트레인을 덮고 오일이 엔진 환경으로 누출되는 것을 방지하는 덮개이기도 합니다.

XNUMX 행정 엔진 실린더 헤드의 주요 특성

XNUMX행정 엔진의 실린더 헤드는 일반적으로 단순하고 공랭식(표면에 핀이 있음) 또는 액체입니다. 연소실은 대칭형, 양면 볼록형 또는 원형일 수 있으며 종종 안티 노크 갭이 있습니다. 점화 플러그 나사산은 실린더 축에 있습니다. 회주철(오래된 엔진 설계) 또는 알루미늄 합금(현재 사용)으로 만들 수 있습니다. 실린더 블록에 대한 XNUMX행정 엔진 헤드의 연결은 나사산, 플랜지형, 조임 나사 또는 솔리드 헤드로 결합될 수 있습니다.

XNUMX행정 엔진 실린더 헤드의 주요 특성

XNUMX행정 엔진의 헤드 설계는 엔진 실린더의 변위도 변경해야 합니다. 여기에는 입구 및 출구 채널, 밸브를 제어하는 ​​가스 분배 메커니즘의 일부, 밸브 자체, 시트 및 가이드, 점화 플러그 및 노즐 고정용 스레드, 윤활 및 냉각 매체 흐름을 위한 채널이 포함됩니다. 그것은 또한 연소실의 일부입니다. 따라서 XNUMX행정 엔진의 실린더 헤드에 비해 디자인과 모양이 불균형적으로 더 복잡합니다. XNUMX 행정 엔진의 실린더 헤드는 회색 세립 주철 또는 합금 주철 또는 단조 강 (소위 수냉식 엔진 용 주강 또는 알루미늄 합금)으로 만들어집니다. 공랭식 엔진은 알루미늄 합금 또는 주철을 사용합니다. 주철은 헤드 재료로 거의 사용되지 않으며 알루미늄 합금으로 대체되었습니다. 경금속 생산의 결정적인 측면은 우수한 열전도도만큼 가벼운 무게가 아닙니다. 실린더 헤드에서 연소 과정이 일어나 엔진의 이 부분에 강렬한 열이 발생하기 때문에 열은 가능한 한 빨리 냉각수로 전달되어야 합니다. 그리고 알루미늄 합금은 매우 적합한 재료입니다.

연소실

연소실은 실린더 헤드의 매우 중요한 부분이기도 합니다. 올바른 모양이어야 합니다. 연소실의 주요 요구 사항은 다음과 같습니다.

• 열 손실을 제한하는 컴팩트함.
• 최대 밸브 수 또는 충분한 밸브 크기를 사용하십시오.
• 실린더 충전의 최적 개방.
• 짜기의 끝에서 가장 부유한 장소에 양초를 놓습니다.
• 노킹 점화 방지.
• 핫스팟 억제.

이러한 요구 사항은 연소실이 탄화수소의 형성에 영향을 미치고 연소 과정, 연료 소비, 연소 소음 및 토크를 결정하기 때문에 매우 중요합니다. 연소실은 또한 최대 압축비를 결정하고 열 손실에 영향을 미칩니다.

연소실 모양

a - 화장실, b - 반구형, c – 쐐기, d – 비대칭 반구형, e - 피스톤의 왜가리

입구 및 출구

입구 및 출구 포트는 모두 실린더 헤드에 직접 또는 삽입된 시트로 밸브 시트로 끝납니다. 스트레이트 밸브 시트는 헤드 재료에 직접 형성되거나 소위 될 수 있습니다. 고품질 합금 재료로 만든 인라인 안장. 접촉면은 크기에 맞게 정밀하게 연마됩니다. 밸브 시트의 베벨 각도는 밸브가 닫히고 시트가 자동 청소될 때 이 값이 우수한 견고성을 달성하기 때문에 가장 자주 45°입니다. 석션 밸브는 시트 영역에서 더 나은 흐름을 위해 30°로 기울어지는 경우가 있습니다.

밸브 가이드

밸브는 밸브 가이드에서 움직입니다. 밸브 가이드는 주철, 알루미늄-청동 합금으로 만들거나 실린더 헤드 재질로 직접 만들 수 있습니다.

엔진 실린더 헤드의 밸브

그들은 가이드에서 움직이고 밸브 자체는 시트에 놓입니다. 왕복 내연 기관용 제어 밸브의 일부인 밸브는 작동 중에 기계적 및 열적 스트레스를 받습니다. 기계적 관점에서 볼 때 연소실의 연도 가스 압력과 캠 (잭)에서 지시하는 제어력, 왕복 운동 중 관성력 및 기계적 마찰. 내 자신. 밸브는 주로 연소실의 온도와 흐르는 뜨거운 연도 가스(배기 밸브) 주변의 온도에 의해 영향을 받기 때문에 열 응력도 똑같이 중요합니다. 극도의 열 부하에 노출되는 배기 밸브, 특히 과급 엔진의 경우 국부 온도가 900°C에 도달할 수 있습니다. 열은 밸브가 닫힌 시트와 밸브 스템으로 전달될 수 있습니다. 헤드에서 스템으로의 열 전달은 밸브 내부의 공동을 적절한 재료로 채우면 증가할 수 있습니다. 대부분의 경우 액화 나트륨 가스가 사용되어 스템 캐비티를 절반만 채우므로 밸브가 움직일 때 내부 부분이 액체로 집중적으로 플러시됩니다. 소형(승용) 엔진의 스템 캐비티는 구멍을 뚫어 만듭니다. 더 큰 엔진의 경우 밸브 헤드의 일부도 속이 비어 있을 수 있습니다. 밸브 스템은 일반적으로 크롬 도금 처리되어 있습니다. 따라서 열 부하는 다른 밸브에 대해 동일하지 않으며 연소 과정 자체에 따라 달라지며 밸브에 열 응력을 유발합니다.

입구 밸브 헤드는 일반적으로 배기 밸브보다 직경이 더 큽니다. 홀수 밸브(3, 5)를 사용하면 배기 밸브보다 실린더당 흡기 밸브가 더 많습니다. 이는 가능한 최대-최적의 비동력을 달성하기 위한 요구 사항 때문이며, 따라서 연료와 공기의 가연성 혼합물로 실린더를 가장 잘 채울 수 있습니다.

흡입밸브의 생산에는 펄라이트 구조의 강재에 규소, 니켈, 텅스텐 등이 합금된 강이 주로 사용되며 때로는 티타늄 합금이 사용되기도 한다. 열 응력에 노출된 배기 밸브는 오스테나이트 구조의 고합금(크롬-니켈) 강철로 만들어집니다. 경화된 공구강 또는 기타 특수 재료는 시트 시트에 용접됩니다. 스텔라이트(크롬, 탄소, 텅스텐 또는 기타 원소와 코발트의 가단성 합금).

XNUMX 밸브 실린더 헤드

XNUMX 밸브 실린더 헤드

XNUMX밸브 실린더 헤드

XNUMX 밸브 실린더 헤드