De cilinderkop: wat het is en hoe de cilinderkop is georganiseerd

Veel mensen hebben waarschijnlijk wel eens van de afkorting “cilinderkop” gehoord. De afkorting is eenvoudig: “cilinderkop”. Deze complexe en vrij dure eenheid zit in elke verbrandingsmotor. Bovendien is de kop een van de belangrijkste onderdelen. Om beter te begrijpen wat de cilinderkop is, herinneren we ons de structuur van de verbrandingsmotor. We leggen het zo eenvoudig mogelijk uit, maar met enkele belangrijke details.

Waar is de cilinderkop

Laten we beginnen met de eenvoudigste vraag over de MCC: wat zit er in de auto en waar zit hij. Het belangrijkste (en meest massieve) onderdeel van de verbrandingsmotor is het cilinderblok. Daarin bevinden zich, zoals je uit de naam kunt opmaken, cilinders waarin de zuigers bewegen. Van onderaf wordt het blok afgedekt door een bak, waarin olie stroomt na smering van onderdelen. De oliepomp neemt het van daar over om het terug te voeren in het systeem.

De cilinderkop is met een speciale pakking op het cilinderblok gemonteerd. Deze is op zijn beurt afgedekt met een kap om te voorkomen dat er olie in de motor spat en dat er vuil in de motor komt. De cilinderkopdeksel is het bovenste en meest zichtbare deel van de motor. We zien het als we de motorkap openen, als er geen decoratieve plastic kap op zit.

Er kunnen overigens niet één, maar meerdere kappen zijn, evenals de cilinderkoppen zelf. Als de motor een V-vorm of een tegengesteld ontwerp heeft, heeft elke helft van de cilinders zijn eigen kop. En sommige grote diesels voor vrachtwagens werden gemaakt met individuele cilinderkoppen. En alleen de lijnmotor heeft er maar één.

Welke functies vervult de cilinderkop

De volgende vraag is: waarom heb je überhaupt een cilinderkop nodig? In feite heeft hij veel complexe functies.

Met zijn onderste deel, dat zich direct boven de cilinders bevindt, maakt de kop deel uit van de verbrandingskamer.

De cilinderkop bevat elementen van het kracht- en ontstekingssysteem – bougies of gloeibougies (voor diesels), evenals brandstofinjectoren.

In de kop bevindt zich een kleppenmechanisme waarmee lucht of brandstof-luchtmengsel naar de verbrandingskamers wordt gevoerd en uitlaatgassen worden afgevoerd. Hiervoor zijn de inlaat- en uitlaatspruitstukken aan de cilinderkop vastgemaakt.

De cilinderkop maakt deel uit van de koelwatermantel en het smeersysteem van de motor.

De constructie en variëteiten van de cilinderkop

Waaruit bestaat de cilinderkop? De basis is een complex gevormde behuizing (ook wel carter genoemd), gegoten uit gietijzer of een aluminiumlegering. Gietijzeren koppen hebben een hoge mechanische sterkte en hittebestendigheid. Ze zijn niet onderhevig aan vervorming en kromtrekken bij verhitting. Maar er is een nadeel – zwaar gewicht.

Aluminium koppen zijn niet alleen veel lichter. Dit materiaal heeft een grotere thermische geleidbaarheid, waardoor het minder warm wordt (of beter gezegd, gemakkelijker afkoelt) en beter werkt in motoren met hoge compressie. De meeste moderne personenautomotoren gebruiken aluminium cilinderkoppen.

Maar of het nu een gietijzeren of aluminium cilinderkop is, waar bestaat zo’n complex onderdeel uit? Kanalen voor koelvloeistofcirculatie, olieleidingen, uitsparingen voor verbrandingskamers voor elke cilinder worden noodzakelijkerwijs in de cilinderkopbehuizing gemaakt.

En het belangrijkste, de moderne cilinderkop herbergt de kleppentrein. Voor de plaat van elke klep in de kop is er een zitting, en voor de stang – een huls. En alleen al door het type klepmechanisme worden cilinderkoppen op de eerste plaats onderscheiden. Dat kunnen ze zijn:

• met één nokkenas;
• met twee nokkenassen;
• zonder nokkenas.

De SOHC-kop (Single Over Head Cam) heeft één nokkenas die zowel de inlaat- als de uitlaatkleppen aandrijft. De kleppen worden geopend door de tuimelaars of rechtstreeks door de nokken op de as. Deze koppen hebben meestal twee of drie kleppen per cilinder.

Bij het DOHC-systeem (Double OverHead Cam) zitten er twee nokkenassen in de cilinderkop. De eerste as bedient de inlaatkleppen, die aan één kant zijn gemonteerd, en de andere as bedient de uitlaatkleppen aan de andere kant van de kop. De meeste moderne auto’s hebben motoren met een DOHC-timingsysteem, waarbij er vier kleppen per cilinder zijn. Door het DOHC-ontwerp staan de inlaatkleppen onder een grotere hoek ten opzichte van de uitlaatkleppen, waardoor de cilinders beter gevuld kunnen worden met lucht of brandstof-luchtmengsel. Maar het DOHC ontwerp is het meest complex. Naast de twee nokkenassen moet de tweede as worden aangedreven door een tandwiel, riem of kettingaandrijving.

Een kop zonder nokkenas verwijst naar het systeem OHV (Over Head Valve), wat letterlijk “kleppen in de kop” betekent. In dit geval is het ontwerp zo dat de kleppen worden aangedreven via stoterstangen en tuimelaars en dat de nokkenas niet in de cilinderkop, maar in het cilinderblok is geïnstalleerd. In de kop met een kopklepsysteem is het moeilijker om meer dan twee kleppen per cilinder te installeren en stoterstangen met tuimelaars werken niet goed bij hoge toerentallen. Dit ontwerp wordt als omslachtig beschouwd (hoewel het de timingaandrijving sterk vereenvoudigt, die gemakkelijk kan worden omzeild door een ketting of riem) en wordt tegenwoordig nog maar zelden gebruikt.

Onderhoud van de cilinderkop en tekenen van defect

Hoewel de structuur van de cilinderkop vrij complex is, wordt het belangrijkste onderhoud beperkt tot het afstellen van de spelingen in de klepaandrijving, als deze niet is uitgerust met hydrocompensatoren. Een dergelijke afstelling wordt, afhankelijk van het ontwerp van de tandwieloverbrenging, op verschillende manieren gedaan – met behulp van stelschroeven of door het vervangen (selecteren) van sluitringen of klepstoters. De frequentie van het controleren en, indien nodig, afstellen van de kleppen is te vinden in het instructieboekje van de auto. Maar soms is het al op voorhand nodig als je tijdens het draaien van de motor een karakteristiek klepperend geluid hoort van onder het kleppendeksel.

Er zijn verschillende symptomen die erop kunnen wijzen dat er iets mis is met de kop:

1. verminderd motorvermogen;
2. problemen met het starten van de motor, vooral in de winter;
3. kloppende kleppen;
4. blauwe of witachtige rook uit de uitlaatpijp;
5. emulsie in het motorcarter en op de peilstok;
6. olievlekken in het expansiereservoir;
7. verlies van olie- of koelvloeistofpeil.

Mogelijke problemen, hun oorzaken en oplossing

Laten we eens kijken naar de meest voorkomende problemen en storingen van de cilinderkop en de manieren om ze op te lossen.

Pakkingbreuk van de cilinderkop. Simpel gezegd, de schade ervan. Het kan worden veroorzaakt door oververhitting, maar bij auto’s “op leeftijd” gaat de pakking soms gewoon kapot door veroudering of aantasting van het materiaal onder invloed van olie, antivries en uitlaatgassen. Als gevolg daarvan daalt de compressie, dringen uitlaatgassen door in antivries of antivries – in olie. Er is maar één uitweg – motorreparatie met vervanging van de pakking.

Kromming van het stompvlak van de aluminium cilinderkop. In dit geval wordt gezegd dat de kop “hangt”. De symptomen zijn hetzelfde als bij een lekke koppakking. De meest voorkomende oorzaak van dit probleem is oververhitting van de motor. Als de vervorming niet ernstig is, kan deze worden gecorrigeerd door het parallelle vlak in gespecialiseerde werkplaatsen te frezen. Bij een aanzienlijke vervorming moet de kop worden vervangen door een nieuwe.

Scheuren in de cilinderkop. Een ander gevolg van oververhitting van de motor. Een alternatief is het niet goed aandraaien van de bevestigingsbouten aan het motorblok. In zeldzame gevallen kun je kleine scheurtjes wegwerken door ze te lassen. Maar meestal is vervanging van de kopbehuizing nodig.

Slijtage van klepbussen. De bussen kunnen slijten bij het gebruik van olie van lage kwaliteit of gewoon bij een hoge kilometerstand. Om het probleem op te lossen, moeten ze uit het kophuis worden geperst en door nieuwe worden vervangen.

Slijtage aan de werkoppervlakken van de klepplaten en/of klepzittingen. Dit probleem kan meestal worden verholpen door de kleppen op de zittingen te leppen zodat ze de juiste afschuiningen hebben. Maar in het geval van aanzienlijke slijtage (bijvoorbeeld scheuren in de klepplaat), die zich uit in onstabiel stationair lopen en een afname van het motorvermogen, moet je de versleten onderdelen vervangen door nieuwe.

Kloppende kleppen wanneer de motor draait. In het mechanisme zonder hydrocompensatoren is het nodig om de spleet af te stellen. In het mechanisme met hydrocompensatoren – vervanging van defecte hydroporos van kleppen.

Lekkage van het kleppendeksel. Het is noodzakelijk om de pakking van het kleppendeksel te vervangen als deze na verloop van tijd zijn dichtheid heeft verloren of om het afdichtmiddel te vernieuwen als het deksel structureel zonder pakking is geïnstalleerd. Bij sommige motoren vervormt de plastic kleppendeksel na verloop van tijd. In dat geval is een nieuwe nodig.

Slijtage van de oliedoppen op de klepstelen. Een van de belangrijkste oorzaken van een verhoogd olieverbruik en rook uit de uitlaatpijp – vet stroomt langs de stangen in het inlaatspruitstuk en komt van daaruit in de cilinders terecht. Als de bijbehorende symptomen optreden, worden de doppen vervangen door nieuwe. Meestal is hiervoor geen demontage van de cilinderkop zelf nodig.

Totalen

• De cilinderkop, of cilinderkop, is een onderdeel dat het cilinderblok afdekt en vele functies in de motor vervult.
• Afhankelijk van het type klepmechanisme zijn cilinderkoppen verkrijgbaar met één of twee nokkenassen of zonder nokkenas.
• De cilinderkop heeft bijna geen gespecialiseerd periodiek onderhoud nodig.
• De belangrijkste defecten aan de cilinderkop zijn pakkingbreuk, vervorming van de cilinderkopvlakken, scheuren, slijtage van klepbussen, klepplaatafschuiningen of klepzittingen, kleppen kloppen, kleppendeksellekken en versleten oliedoppen.