Cylinder hoved

Topstykke på en fælles firecylindret, to-ventil, firetakts Otto-motor med rensning af omvendt flow
Tophoved på en 16-ventilsmotor efter kædeskader

Den Topstykket aflukker forbrændingskammeret i en forbrændingsmotor i toppen. Udtrykket "top" skal forstås fra det svingende stempels synspunkt. I tilfælde af boksermotorer såvel som motorer, der er installeret på en ophængt måde (såsom flymotorer), taler man om et topstykke, skønt dette ikke er rumligt over. I alle moderne firetaktsmotorer det huser indløbs- og udløbskanaler og ventilstyring til gasudvekslingsprocesser , oliekanalerne til smøring af ventilen toget og i vandkølede motorer også kølekanaler, i benzinmotorer de tændrør , i direkte benzinindsprøjtning også indsprøjtningsventiler eller i dieselmotorer de indsprøjtningsdyserne og tændrørene . På grund af den komplicerede produktion er topstykket en af ​​de mest komplekse og dyre dele af en motor sammen med motorblokken .

I ventilløse totakts- og sidestyrede firetaktsmotorer betegnes den øverste ende af cylinderen, som ikke indeholder nogen kontrolelementer, ofte cylinderdækslet . Den Topstykket dæksel på den anden side bedre og mere almindeligt kaldet ventildæksel , sidder på topstykket af en forbrændingsmotor. Det danner det aftagelige låg på huset til ventilstyring og forhindrer smøreolie i at trænge ud og snavs kommer ind. I nogle meget gamle motorer mangler dette hus og dermed dækslet, så ventilfjedrene og om nødvendigt ventilaktivering kan ses under drift.

Typologi

Topstykker kan klassificeres efter følgende egenskaber:

Komponenter

Sektion gennem et DOHC topstykke med gennemskylning

Afhængigt af kombinationen af ​​ovenstående kriterier indeholder et topstykke:

  • Indgangsventiler: Enten luft (i dieselmotorer) eller den luft-brændstofblanding, der genereres af karburatoren eller indsprøjtningssystemet, suges ind gennem dem . Da denne sugede gas er kold (maksimal motortemperatur i naturligt opsuget eller ladetemperatur i superladede motorer ), er indsugningsventilerne ikke så udsatte for høje temperaturer, såsom udstødningsventilerne.
  • Udstødning ventiler: gennem disse den udstødningsgas undslipper ind i udstødningsrøret (udstødning manifold ), også kendt daglig tale som udstødning . Udstødningsventiler udsættes derfor for høje temperaturer.
  • Knastaksel (r): I moderne motorer, knastakslerne er overhead og sidde i topstykket. For eksempel drives de af krumtapakslen med en timingkæde . I firetaktsmotorer er knastakslernes hastighed halvdelen af ​​krumtapakslen, da den har brug for to krumtapakselomdrejninger for hver arbejdscyklus. Man skelner mellem motorer med en eller to overliggende knastaksler. ( OHC = overliggende knastaksel eller DOHC = dobbelt overliggende knastaksel). Åbn knastakslerne på ventilerne over ram , bugsering eller vippearme , de lukkes normalt af ventilfjedrene.
  • Tændrør: I firetakts benzinmotorer udsender de en tændingsgnist hver anden krumtapakselrevolution for at starte forbrænding i totaktsmotorer med hver krumtapakselrevolution. Dieselmotorer er selvantændelige og har ingen tændrør, men gløderør som koldstarthjælp .
  • Injektionsdysernes placering: I dieselmotorer med direkte indsprøjtning injiceres de direkte i forbrændingskammeret ved højt tryk. I forkammer eller hvirvelkammerdieselmotorer injiceres de i forkammeret; indsprøjtningstrykket kan være lavere.
  • Benzininjektionsventiler: nogle er permanent monteret på topstykket (ofte med individuelle dyser til hver cylinder, "multi-point"), men nogle gange også på indsugningsmanifolden foran cylinderhovedet (med "single-point" indsprøjtninger) . I konventionelle benzininjektionsmotorer er de placeret i området med køligt indsugningsrør, i topstykket eller i manifolden foran det og er adskilt fra forbrændingskammeret ved indsugningsventilerne. Med de nyere benzinmotorer med direkte indsprøjtning sidder de dog i topstykket, injiceres direkte i forbrændingskammeret, hvor de udsættes for højere temperaturer og risikoen for koksdannelse.
  • Indløbs- og udløbskanaler: For gas udveksling , det vil sige skubber afgangsgassen ud af cylinderen og fyldning af cylinderen med frisk gas, kanaler fører fra ydersiden til ventilerne, hvorigennem gasserne er rettet. Ved rensning med omvendt flow er indløbs- og udløbsåbningerne på samme side af topstykket med tværstrømsspyling på de modsatte sider af topstykket. Indtagskanalerne føres sjældent opad. De åbnes ved siden af ​​cylinderafdækningen eller, i tilfælde af modstående ventiler, mellem cylinderafdækningerne. Hvis indsugningsrøret er integreret i topstykket, kan karburatoren placeres direkte på cylinderlåget.

Designfunktioner

Under forbrændingsprocessen i en cylinder virker det samme tryk på topstykket som på stemplet . Topstykket udsættes derfor for meget høje kræfter, der skubber det udad. Af denne grund er den ofte ikke skruet fast til cylinderen , men direkte til krumtapakselhuset med lange forbindelsesstænger eller knopper , der føres gennem motorblokken gennem tilsvarende lange boringer. Den forspændingskraft, der genereres ved at stramme skrueforbindelsen, har en elastisk elastisk effekt på de lange bolte. Som et resultat er motorblokken imellem fastspændt med tætningerne, og motoren forbliver tæt.

Ekspansionsskruerne strækkes ved at stramme dem efter hensigten og må kun bruges en gang. Det er derfor meget vigtigt, at der anvendes en momentnøgle under samlingen, således at det tilspændingsmoment, der er specificeret af det konstruktionsmæssige design og samlingens forspændingskraft for denne stærkt belastede skrueforbindelse, overholdes. Det er også nødvendigt at overholde den specificerede procedure med hensyn til skruesekvensen, momentniveauer og enhver forpligtelse til at kontrollere, når tiden er gået.

De bevægelige dele er inkluderet i oliekredsløbet i alle moderne motorer. Smøreolien føres normalt gennem en cylinderkanal og topstykkepakningen til cylinderhovedet, i sjældne tilfælde og med gamle motortyper gennem en separat skruet olieledning. En simpel, tyndvægget cylinder head cover med en gummi eller kork tætning er tilstrækkelig til at beskytte mod udslip af trykløs spray olie ved topstykket .

Når knastakslen er placeret under, er vippearmene i ventilerne generelt forbundet til knastakslen placeret uden topstykket via ventilløftere og push- stænger , der forløber parallelt med cylindrene og overfører en aksial bevægelse. Overliggende knastaksler drives enten af ​​en timingkæde eller af et tandrem. Spur gearkaskader eller -aksler, der kører i længderetningen på cylinderen med skråtandrev, såkaldte ' lodrette aksler ', bruges sjældnere .

Der er også meget enkle topstykker i firetaktsmotorer: i motorer med ventiler på siden ( SV- arrangement, " sideventiler "). Disse topstykker ligner i deres flade design to-takts hoveder, da ventilarrangementet er en del af topstykke og ikke af topstykke. SV-motorer er længe siden ophørt med at være topmoderne, selvom de stadig bygges i isolerede tilfælde ( Rusland , Folkerepublikken Kina ).

Afkølingen finder sted via kølevand i længderetningen eller på tværs. Med tværstrømmen strømmer kølemediet fra udløbet til indløbssiden eller omvendt; i tilfælde af langsgående strømning, i det væsentlige bagfra i krumtapakslens længderetning til fronten. Krydsflow er mere fordelagtigt, fordi de enkelte cylindre afkøles næsten lige så godt, og tryktabet er lavere, hvilket betyder, at vandpumpen har brug for mindre drivkraft.

Cylinderhovederne på skibsmotorer er ofte omgivet af et walk-in galleri, så de kan arbejde komfortabelt, og de er udstyret med tryk- og temperaturfølere, der integrerer topstykkerne i det informationssystem, som motoren fjernstyres med og styres fra broen eller styrestillingen.

Tilstødende dele

Topstykket lukkes øverst med ventilafdækningen ( topdækslet ). Det beskytter de øverste aktiveringselementer i ventilstangen og forhindrer smøreolie i at trænge ud. Imellem er ventildækselpakningen .

Motorblokken eller cylinderblokken følger ned, hvis krumtaphuset er en separat komponent. Imellem er cylinderhovedpakningen . I tilfælde af sækcylindre kombineres cylinder og topstykke til en komponent; hovedpakningen er ikke påkrævet.

Typisk arbejde på topstykket

  • Kontroller tændrørene
  • Juster ventilafstand : Enten med de passende justeringsskruer eller med jordskiver af passende tykkelse ("shims") (nu ofte unødvendigt på grund af hydrauliske ventilløftere)
  • Slib i ventiler for at genoprette tilstrækkelig kompression (sjældent nødvendigt, kun hvis motoren er slidt eller en enkelt ventil er defekt)
  • Forny topstykkets pakning
  • Fornyelse af tandrem / tandremkæde og spændeanordning ( kædespænder ) - til tandremme: strammehjul (r)
  • Komprimeringstest : I stedet for tændrøret bruges en trykmåler. Dette gør det muligt at vurdere motorens generelle tilstand; i hvilket omfang ventiler, cylindre, stempler og stempelringe er slidte, og en revision gennemgår. Det, der primært er vigtigt, er ikke det absolutte kompressionsniveau, men snarere en omtrent lige værdi på alle cylindre. En kompressionstest er nyttig, når du køber et brugt køretøj med høj kilometertal.
  • Som en del af en motorreparation : reaming eller finpudsning af ventilstyrene, fornyelse af ventilfjedre , boring af kamaksellejer, fladslibning af tætningsfladerne.

galleri

litteratur

  • Richard van Basshuysen, Fred Schäfer: Grundlæggende håndbog om forbrændingsmotorer, komponenter, systemer, perspektiver. 3. Udgave. Friedrich Vieweg & Sohn Verlag / GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden 2005, ISBN 3-528-23933-6 .
  • Wilfried Staudt: Handbook Vehicle Technology Volume 2. 1. udgave. Bildungsverlag EINS, Troisdorf 2005, ISBN 3-427-04522-6 .
  • Max Bohner, Richard Fischer, Rolf Gscheidle: Ekspertise inden for bilteknologi. 27. udgave, Verlag Europa-Lehrmittel, Haan-Gruiten 2001, ISBN 3-8085-2067-1 .
  • Peter A. Wellers, Hermann Strobel, Erich Auch-Schwelk: Ekspertise inden for køretøjsteknologi. 5. udgave. Holland + Josenhans Verlag, Stuttgart 1997, ISBN 3-7782-3520-6 .

Weblinks

Commons : topstykker  - samling af billeder, videoer og lydfiler
Wiktionary: topstykke  - forklaringer på betydninger, ordets oprindelse, synonymer, oversættelser

Individuelle beviser

  1. Kvalitets- og testbestemmelser til motorreparationer (PDF; 616 kB).