¿Qué materiales se utilizan generalmente para las culatas de los automóviles?
Debido a su forma compleja, la culata generalmente está hecha de hierro fundido gris o de aleación de hierro fundido. Algunas culatas de motores de gasolina están hechas de aleación de aluminio. En comparación con las culatas de hierro fundido, las culatas de aleación de aluminio tienen la ventaja de una buena conductividad térmica, lo que resulta beneficioso para mejorar la relación de compresión y la eficiencia del motor. Además, en comparación con el hierro fundido, la aleación de aluminio tiene la destacada ventaja de ser liviana, lo que está en línea con la dirección de desarrollo del diseño de vehículos livianos.
La culata soporta la fuerza del gas y la carga mecánica generada al apretar los tornillos de la culata. También soporta la elevada carga térmica provocada por el contacto con el gas a alta temperatura. Para garantizar una buena estanqueidad del cilindro, la culata no debe sufrir daños ni deformaciones. Por lo tanto, la culata debe tener suficiente resistencia y rigidez. Para que la distribución de la temperatura de la culata sea lo más uniforme posible y para evitar grietas térmicas entre los asientos de las válvulas de admisión y de escape, la culata debe estar bien enfriada.
La culata es una pieza con forma de caja y una estructura compleja. Está equipado con un orificio para el asiento de la válvula de admisión, un orificio para el asiento de la válvula de escape, un orificio para la guía de la válvula, un orificio para el montaje de la bujía (motor de gasolina) o un orificio para el montaje del inyector (motor diésel). La camisa de agua, los conductos de admisión y escape y la cámara de combustión o parte de la cámara de combustión también están moldeados en la culata. Si el árbol de levas está instalado en la culata, también hay orificios para cojinetes de levas o asientos de cojinetes de levas y sus conductos de aceite lubricante en la culata. Las culatas de los motores refrigerados por agua tienen tres formas estructurales: tipo integral, tipo cilindro y tipo de pieza única. En un motor multicilíndrico, si se utiliza una culata para todos los cilindros, esta culata se denomina culata integral, si hay una tapa para cada dos cilindros o una tapa para cada tres cilindros, la culata es un bloque; culata; si hay una culata por cilindro, es una culata única. Los motores refrigerados por aire son todos de cabeza monocilíndrica.
2 Funciones de la tapa de culata
En términos generales, la tapa de culata tiene cuatro funciones:
1. Su trabajo es cubrir y sellar la culata, manteniendo el aceite en el interior y evitando la entrada de contaminantes como la suciedad y la humedad. Esto suena simple, pero a menudo es un aspecto difícil de lograr.
2. La segunda función de la tapa de culata es aislar el aceite del motor del aire. Cuando el motor está en marcha se forma neblina de aceite. La superficie interior fría de la tapa de la culata puede acumular neblina de aceite, lo que hace que el aceite se condense y fluya hacia abajo hacia el cárter de aceite. La tapa de la culata también es responsable de la ventilación del cárter. A medida que el pistón se mueve dentro del cilindro, la presión aumentará dentro del motor. Si no se controla, esta presión puede provocar fugas en cada sello, lo que reduce la eficiencia del motor. Para evitar esto, se utilizan tuberías que conectan la tapa de la culata con la entrada de aire para la ventilación de la combustión. Las tuberías se pueden conectar mediante acoplamientos de manguera ranurados, acoplamientos de tubería roscados o acoplamientos de desconexión rápida. El deflector de aceite o el filtro de aceite en la tapa de la culata sirven para evitar que fluya la mayor cantidad de aceite posible hacia la entrada de aire.
3. Otra función de la tapa de culata es la de puerto de llenado de aceite. Esta estructura puede ser tan simple como un orificio en el que se atornilla la tapa de llenado de combustible, o puede ser más compleja como un tubo de llenado de combustible.
4. La tapa de la culata también se puede utilizar como soporte de montaje del sensor, incluidos los sensores de posición del árbol de levas y de sincronización del árbol de levas. Por supuesto, la inclusión de estos sensores depende de la complejidad del motor.
3 Junta de culata del motor
La junta del cilindro del motor, denominada junta del cilindro, es un sello elástico que se coloca entre el bloque de cilindros y la culata. Debido a que el bloque de cilindros y la culata no pueden ser planos, se requiere una junta de cilindro para evitar que el gas a alta presión, el aceite lubricante y el agua de refrigeración se escapen entre ellos.
Existen dos tipos de juntas de culata:
(1) Las juntas metálicas de amianto están basadas en amianto y recubiertas con cobre o acero. Algunos usan alambre de acero trenzado o placas de acero con orificios enrollados como esqueleto, y otros agregan anillos de metal alrededor del orificio del cilindro para aumentar la resistencia. La ventaja es que el precio es más bajo, pero la fuerza es pobre. El amianto ha sido prohibido en los países desarrollados debido a sus efectos cancerígenos en el cuerpo humano.
(2) La almohadilla de metal está hecha de una sola pieza de placa de acero pulido. Hay crestas elásticas en el punto de sellado. La elasticidad de las crestas y la acción del sellador resistente al calor se utilizan para sellar. . Ha sido ampliamente utilizado en el extranjero. Las ventajas son una alta resistencia y un buen efecto de sellado, pero el costo es mayor.
4 Características estructurales de la culata
Características estructurales de la culata
La culata es una pieza en forma de caja con una estructura compleja. Hay orificios para el asiento de la válvula de admisión, orificios para el asiento de la válvula de escape, orificios para la guía de la válvula, orificios para el montaje de las bujías (motores de gasolina) o orificios para el montaje del inyector. La camisa de agua, los conductos de admisión y escape y la cámara de combustión o parte de la cámara de combustión también están moldeados en la culata.
Si el árbol de levas está instalado en la culata, la culata también tiene un orificio para cojinete de levas o un asiento para cojinete de levas y su paso de aceite lubricante.
Las culatas de los motores refrigerados por agua tienen tres formas estructurales: tipo integral, tipo cilindro y tipo de pieza única. En un motor multicilíndrico, si se utiliza una culata para todos los cilindros, esta culata se denomina culata integral, si hay una tapa para cada dos cilindros o una tapa para cada tres cilindros, la culata es un bloque; culata; si hay una culata por cilindro, es una culata única. Los motores refrigerados por aire son todos de cabeza monocilíndrica.
En el diseño de la culata, en primer lugar se requiere que tenga suficiente rigidez y resistencia, una pequeña deformación de trabajo y garantice el sellado; en segundo lugar, la cámara de combustión, las válvulas y los conductos de aire deben estar razonablemente dispuestos para. asegurar el rendimiento de trabajo del motor. Tiene buenas propiedades y el campo de temperatura es lo más uniforme posible para reducir el estrés térmico y evitar el agrietamiento térmico.
Normalmente, la culata se ve afectada por gas a alta temperatura y alta presión, y soporta una gran fuerza de preapriete del perno y una gran tensión mecánica. La culata tiene una estructura compleja y el campo de temperatura es muy desigual, lo que genera una gran tensión térmica. En casos severos, puede causar grietas y deformación general de la culata, por lo que cumple con los requisitos de diseño anteriores.
5 Junta de culata
La junta de cilindro, denominada junta de cilindro, es un sello elástico que se coloca entre el bloque de cilindros y la culata. Debido a que el bloque de cilindros y la culata no pueden ser planos, se requiere una junta de cilindro para evitar que el gas a alta presión, el aceite lubricante y el agua de refrigeración se escapen entre ellos.
La camisa del cilindro se utiliza para asegurar la estanqueidad de la cámara de combustión. Una vez que se lava la camisa del cilindro, el motor funcionará de manera anormal. A continuación, se presentan como referencia dos métodos empíricos para juzgar si la camisa del cilindro está dañada.
(1) Abra la tapa del radiador y llénelo con refrigerante; luego, arranque el motor y observe el refrigerante en el puerto de llenado del radiador. En este momento, si brotan burbujas del puerto de llenado del radiador, la junta del cilindro se ha lavado.
(2) Escuche los cambios en el sonido del motor en funcionamiento en diferentes condiciones de trabajo. Si hay un breve sonido de "trozo" cuando el motor está en ralentí, pero el sonido de "trozo" desaparece cuando se abre completamente el acelerador, significa que se ha lavado la camisa del cilindro. Espero ser adoptado por usted, gracias.