Hlava válců: co to je a jak je hlava válců uspořádána

Mnoho lidí již pravděpodobně slyšelo zkratku “hlava válců“. Zkratka je jednoduchá: “hlava válců“. Tato složitá a poměrně drahá jednotka je v každém spalovacím motoru. Hlava je navíc jednou z jeho hlavních částí. Pro snazší pochopení toho, co je hlava válců, si připomeňme strukturu spalovacího motoru. Vysvětlíme si to co nejjednodušeji, ale s některými důležitými detaily.

Kde se nachází hlava válce

Začněme tou nejjednodušší otázkou týkající se MCC: co je to v autě a kde se nachází. Hlavní (a nejmasivnější) částí spalovacího motoru je blok válců. V něm se, jak lze pochopit z názvu, nacházejí válce, v nichž se pohybují písty. Zespodu je blok krytý vaničkou, do které po promazání dílů proudí olej. Odtud jej odebírá olejové čerpadlo, které jej přivádí zpět do systému.

Hlava válců je na blok válců připevněna prostřednictvím speciálního těsnění. Ta je zase zakryta víčkem, aby se zabránilo rozstřiku oleje a vniknutí nečistot dovnitř motoru. Víko hlavy válců je nejvyšší a nejviditelnější částí motoru. Vidíme ho, když otevřeme kapotu, pokud na ní není ozdobný plastový kryt.

Mimochodem, kryt může být ne jeden, ale několik, stejně jako samotné hlavy válců. Pokud má motor tvar písmene V nebo opozici, bude mít každá polovina válců vlastní hlavu. A některé velké nákladní diesely se vyráběly s jednotlivými hlavami válců. A pouze řadový motor má pouze jednu.

Jaké funkce plní hlava válců

Další otázka zní: proč vůbec potřebujete hlavu válců? Ve skutečnosti má mnoho složitých funkcí.

Svou spodní částí, umístěnou přímo nad válci, tvoří hlava část spalovacího prostoru.
Hlava válců obsahuje prvky pohonné a zapalovací soustavy – zapalovací svíčky nebo žhavicí svíčky (u dieselů) a také vstřikovače paliva.

V hlavě se nachází ventilový mechanismus, díky němuž je do spalovacích komor přiváděn vzduch nebo směs paliva a vzduchu a odváděny výfukové plyny. K tomuto účelu jsou sací a výfukové potrubí připojeny k hlavě válců.
Hlava válců je součástí chladicího vodního pláště a mazacího systému motoru.

Konstrukce a druhy sestavy hlavy válců

Z čeho se skládá hlava válců hlava válců? Jejím základem je složitě tvarovaná skříň (říká se jí také kliková skříň), odlitá z litiny nebo hliníkové slitiny. Litinové hlavy mají vysokou mechanickou pevnost a tepelnou odolnost. Při zahřátí nepodléhají deformacím a deformaci. Mají však jednu nevýhodu – velkou hmotnost.

Hliníkové hlavy jsou nejen mnohem lehčí. Tento materiál má větší tepelnou vodivost, takže se méně zahřívá (přesněji řečeno snadněji chladne) a lépe funguje v motorech s vysokou kompresí. Většina moderních motorů osobních automobilů používá hliníkové hlavy válců.

Ale ať už se jedná o litinovou nebo hliníkovou hlavu válců, z čeho se tak složitý díl skládá? V tělese hlavy válců jsou nutně vytvořeny kanály pro cirkulaci chladicí kapaliny, olejové vedení, zářezy pro spalovací komory pro každý válec.

A co je nejdůležitější, v moderní hlavě válců se nachází ventilový rozvod. Pro talířek každého ventilu v hlavě je připraveno sedlo a pro tyčku pouzdro. A právě podle typu ventilového mechanismu se hlavy válců především rozlišují. Mohou být následující:

• s jedním vačkovým hřídelem;
• se dvěma vačkovými hřídeli;
• bez vačkového hřídele.

Hlava SOHC (Single Over Head Cam) má jeden vačkový hřídel, který pohání sací i výfukové ventily. Ventily se otevírají buď pomocí vahadel, nebo přímo vačkami na hřídeli. Tyto hlavy mají obvykle dva nebo tři ventily na válec.

Systém DOHC (Double OverHead Cam) zahrnuje dva vačkové hřídele v hlavě válců. První hřídel ovládá sací ventily, které jsou namontovány na jedné straně, a druhá hřídel ovládá výfukové ventily na opačné straně hlavy. Většina moderních automobilů má motory s rozvodem DOHC, kde jsou na každém válci čtyři ventily. Konstrukce DOHC umožňuje, aby sací ventily svíraly větší úhel vzhledem k výfukovým ventilům, což umožňuje lepší plnění válců směsí vzduchu nebo paliva a vzduchu. Konstrukce DOHC je však nejsložitější. Kromě dvou vačkových hřídelí musí být druhý hřídel poháněn převodovkou, řemenem nebo řetězem.

Hlava bez vačkového hřídele označuje systém OHV (Over Head Valve), což doslova znamená “ventily v hlavě“. V tomto případě je konstrukce taková, že ventily jsou poháněny pomocí tlačných tyčí a vahadel a vačkový hřídel není instalován v hlavě válců, ale dole v bloku válců. V hlavě se systémem OHV je obtížnější instalovat více než dva ventily na válec a pushrods s vahadly nefungují dobře při vysokých otáčkách motoru. Tato konstrukce je považována za těžkopádnou (i když značně zjednodušuje pohon rozvodu, který lze snadno obejít řetězem nebo řemenem) a dnes se používá jen zřídka.

Údržba hlavy válců a příznaky její poruchy

Přestože je konstrukce jednotky hlavy válců poměrně složitá, hlavní údržba se omezuje na seřízení vůlí v rozvodech ventilů, pokud nejsou vybaveny hydrokompenzátory. Takové seřízení se v závislosti na konstrukci rozvodového ústrojí provádí různými způsoby – pomocí seřizovacích šroubů nebo výměnou (výběrem) podložek či kuželů. Četnost kontroly a případného seřízení ventilů naleznete v návodu k obsluze vozu. Někdy to však může být nutné předem, pokud je motor v chodu a zpod víka ventilů slyšíte charakteristický klapavý zvuk.

Existuje několik příznaků, které mohou naznačovat, že s hlavou není něco v pořádku:

1. snížený výkon motoru;
2. komplikace se startováním motoru, zejména v zimě;
3. klepání ventilů;
4. modrý nebo bělavý kouř z výfukového potrubí;
5. emulze v klikové skříni motoru a na měrce oleje;
6. olejové skvrny v expanzní nádržce;
7. ztráta hladiny oleje nebo chladicí kapaliny.

Možné problémy, jejich příčiny a řešení

Podívejme se na nejčastější problémy a poruchy hlavy válců a způsoby jejich řešení.

Porucha těsnění hlavy válců. Jednoduše řečeno jeho poškození. Může být způsobeno přehřátím, ale u automobilů “na stáří“ se těsnění někdy jednoduše zničí v důsledku stárnutí nebo degradace jeho materiálu vlivem oleje, nemrznoucí směsi a výfukových plynů. V důsledku toho klesá komprese, výfukové plyny pronikají do nemrznoucí směsi nebo nemrznoucí směs do oleje. Existuje pouze jediné východisko – oprava motoru s výměnou těsnění.

Zakřivení tupé roviny hliníkové hlavy válce. V tomto případě se říká, že hlava je “zavěšená“. Příznaky jsou stejné jako u proraženého těsnění hlavy. Nejčastější příčinou tohoto problému je přehřátí motoru. Pokud není deformace závažná, lze ji odstranit vyfrézováním styčné roviny ve specializovaných dílnách. V případě výrazné deformace bude nutné hlavu vyměnit za novou.

Praskliny v hlavě válců. Další důsledek přehřátí motoru. Alternativní možností je nesprávné dotažení jejích upevňovacích šroubů k bloku motoru. Ve výjimečných případech se můžete malých prasklin zbavit svařováním. Obvykle však vyžaduje výměnu skříně hlavy.

Opotřebení ventilových pouzder. Pouzdra se mohou opotřebovat při používání nekvalitního oleje nebo jednoduše při vysokém počtu najetých kilometrů. Pro vyřešení problému je třeba je vylisovat z pouzdra hlavy a vyměnit za nová.

Opotřebení pracovních ploch ventilových talířů a/nebo sedel ventilů. Tento problém lze obvykle vyřešit přilícováním ventilů k sedlům tak, aby měly správné fazety. V případě výrazného opotřebení (např. prasknutí ventilového talíře), které se projevuje nestabilním volnoběhem a poklesem výkonu motoru, však budete muset opotřebené díly vyměnit za nové.

Klepání ventilů za chodu motoru. U mechanismu bez hydrokompenzátorů bude nutné seřídit mezeru. V mechanismu s hydrokompenzátory – výměna porouchaných hydropór ventilů.

Netěsnost víka ventilů. Je nutné vyměnit těsnění víka ventilů, které časem ztratilo těsnost, nebo obnovit těsnicí hmotu, pokud je víko konstrukčně instalováno bez těsnění. U některých motorů se časem deformuje samotný plastový kryt. V takovém případě bude nutné vyměnit nový.

Opotřebení olejových víček na dřících ventilů. Jedna z hlavních příčin zvýšené spotřeby oleje a kouře z výfukového potrubí – mazivo stéká po tyčkách do sacího potrubí a odtud se dostává do válců. Pokud se objeví odpovídající příznaky, vymění se víčka za nová. Obvykle to nevyžaduje demontáž samotné hlavy válců.

Součty

• Hlava válců neboli hlava válců je díl, který zakrývá blok válců a plní v motoru řadu funkcí.
• V závislosti na typu ventilového mechanismu se hlavy válců dodávají s jedním nebo dvěma vačkovými hřídeli nebo bez vačkového hřídele.
• Hlava válců nevyžaduje téměř žádnou specializovanou plánovanou údržbu.
• Hlavními závadami hlavy válců jsou prasknutí těsnění, deformace ploch hlavy válců, praskliny, opotřebení ventilových pouzder, fazet talířů ventilů nebo sedel ventilů, klepání ventilů, netěsnost víka ventilů a opotřebovaná olejová víčka.