Головки цилиндров на каждый цилиндр лучше отводят тепло, но у них усложнено устройство привода клапанов, затруднена герметизация соединений впускных и выпускных труб. Каждая головка закрывается отдельно литой алюминиевой крышкой, под которой установлена уплотнительная прокладка из маслостойкой резины с пробковой крошкой. На нижней привалочной плоскости головки проточена кольцевая канавка, в которой запрессовано стальное кольцо. При креплении головки это кольцо вжимается в прокладку, деформируя ее, и этим создавая надежный газовый стык. Отверстие для прохода масла и охлаждающей жидкости из блока цилиндров в головку, а также головка по контуру уплотнены специальной резиновой прокладкой.
Конструкция
Самую простую конструкцию имеют головки цилиндров двигателей с нижним расположением клапанов. Эти головки имеют рубашки охлаждения, кроме того, в них находятся камеры сгорания и отверстия для установки свечей зажигания.
Несколько более сложную конструкцию имеют головки цилиндров, выполненные для всего ряда цилиндров. Кроме камер сгорания они имеют каналы для подвода горючей смеси и отвода отработавших газов, гнезда впускных и выпускных клапанов. Они изготавливаются из чугуна и запрессовываются в тело головки. Кроме того, в них выполнены гнезда для установки свечей зажигания или форсунок, запрессованы направляющие втулки клапанов и установлены оси коромысел для открытия клапанов. В головке блока имеются водяные рубашки, отверстия для прохода штанг, каналы для подвода масла и каналы для сообщения рубашки охлаждения головки блока с рубашкой охлаждения блока цилиндров.
Головки цилиндров из алюминиевого сплава улучшают отвод теплоты и дают возможность повысить степень сжатия на 0,2...0,3 единицы без опасности появления детонации рабочей смеси.
Форма камеры сгорания
Конструкция головки блока цилиндров во многом зависит от формы камеры сгорания и расположения клапанов. Форма камеры сгорания оказывает большое влияние на характер протекания рабочего процесса, а именно, смесеобразование, сгорание рабочей смеси, степень сжатия в двигателе. Форма камеры сгорания и место ее выполнения зависят от топлива, на котором работают двигатели. У карбюраторных двигателей камеры сгорания выполняются, как правило, в головке блока, у дизелей — в головке поршня. У некоторых карбюраторных двигателей в днищах поршней выполняются углубления для увеличения объема камер сгорания (двигатель ЗМЗ-4061).
Наибольшее распространение в карбюраторных двигателях получили камеры сгорания полусферические (рис. 3.4, схема II) и клиновые (схема III). При нижнем расположении клапанов камеры сгорания имеют Г-образную форму (схема IV).
Рис. 3.4. Формы камеры сгорания: а - карбюраторных двигателей; б - дизелей; I - цилиндрическая; II - полусферическая; III - клиновая; IV - смещенная (Г-образная); V, VI - неразделенные; РЯ, VIII - разделенные; 1 - клапан; 2 - свеча зажигания; 3 - поршень; 4 - камера сгорания; 5 - форсунка; 6 - предкамера; 7 - основная камера; 8 - вихревая камера
На дизелях применяются неразделенные камеры сгорания (схемы V и VI) и разделенные (схемы VII и VIII).
Неразделенные камеры сгорания выполняются в головке поршня. Им придается форма, обеспечивающая завихрение впрыскиваемого топлива, что необходимо для ускорения распыления и испарения, а следовательно, более полного сгорания топлива. В камеру сгорания включается также объем, заключенный между днищем поршня и нижней плоскостью головки блока при нахождении поршня в верхней мертвой точке.
Разделенные камеры сгорания имеют сложное устройство. Форсунки 5 в них устанавливаются в предкамере 6 или в вихревой камере 8. Впрыск и воспламенение топлива происходит в предкамере или вихревой камере, из которых в виде горящего факела оно подается в основную камеру сгорания 7. Такое устройство камер сгорания обеспечивает более полное сгорание топлива, но усложняет конструкцию головки.
[Смотрите источник на портале: AutoInstruction]
При расположении распределительных валов на головке блока для них выполняются пять опор под шейки. Опоры выполняются разъемными. Верхняя половина находится в корпусах подшипников. Отверстия в опорах обрабатывают в сборе с корпусами подшипников, поэтому они невзаимозаменяемы.
Головки цилиндров различных моделей имеют свои особенности. Так, головки цилиндров двигателей ЗМЗ-4061 и -4063 отлиты из алюминиевого сплава и являются общими для всех цилиндров. Каналы для впускных и выпускных клапанов выполнены раздельно: для восьми впускных клапанов — справа, а для восьми выпускных — слева.
Расположение клапанов
Гнезда для клапанов располагаются в два ряда относительно продольной оси двигателя. Каждый цилиндр имеет по два гнезда для впускных клапанов и по два — для выпускных. Седла для клапанов вставные. Изготавливаются они из жаропрочного чугуна высокой твердости. Для запрессовки седел головки нагревают до температуры 160...175°C, а седла охлаждают до —40...—45°C. В таком состоянии седла свободно вставляются в гнезда, а после уравнивания температур обеспечивается надежная посадка седла в гнездо. Затем металл головки при помощи специальной оправки дополнительно обжимается вокруг седла. Втулки клапанов изготавливаются из чугуна и вставляются в головку с натягом. Фаски в седлах и отверстия во втулках обрабатывают в сборе с головкой. Свечи зажигания устанавливаются в центре камер сгорания.
Для уплотнения головки и блока между ними ставится прокладка из асбестового полотна, армированного металлическим каркасом и покрытого графитом. Все отверстия в прокладке также окантованы металлом.
Сверху головки выполнены два ряда гнезд под опорные шейки впускного и выпускного распределительных валов. Крышки гнезд изготовляются из алюминия, отдельно на каждое гнездо, кроме первой. Крышка для передних опорных шеек распределительных валов является общей и снабжена пластмассовыми упорными фланцами, удерживающими распределительные валы от осевого перемещения.
Крышки опор растачиваются в сборе с головкой и невзаимозаменяемы. На бобышках крышек для впускного распределительного вала выбиваются номера «1», «2», «3» и «4», на крышках опор выпускного распределительного вала соответственно номера «5», «6», «7» и «8». Отсчет начинается от общей крышки для опор передних шеек.
Правильное положение головок на блоке цилиндров обеспечивается двумя установочными штифтами — втулками, запрессованными в блок.