Die Funktion des Zylinderkopfes besteht darin, den Zylinder abzudichten, zusammen mit dem Kolben einen Verbrennungsraum zu bilden und der Einwirkung von Hochtemperatur- und Hochdruckgas standzuhalten. Der Zylinderkopf ist mechanischen Belastungen durch Gaskräfte und das Anziehen von Zylinderschrauben sowie hohen thermischen Belastungen durch den Kontakt mit Hochtemperaturgas ausgesetzt. Um eine gute Abdichtung des Zylinders zu gewährleisten, darf der Zylinderkopf nicht beschädigt oder verformt werden. Aus diesem Grund sollte der Zylinderkopf ausreichende Festigkeit und Steifigkeit aufweisen.
Die Funktion des Zylinderkopfes besteht darin, das Gas abzudichten, zusammen mit dem Kolben einen Verbrennungsraum zu bilden und der Einwirkung von Hochtemperatur- und Hochdruckgas standzuhalten. Der Betriebszustand des Zylinderkopfes ist:
1) Der Zylinderkopf ist hoher Temperatur und hohem Druck ausgesetzt, was zu erheblichen Voranzugskräften der Schrauben und einer hohen mechanischen Belastung führt.
(2) Die Zylinderkopfstruktur ist komplex und das Temperaturfeld ist stark ungleichmäßig, was zu hoher thermischer Belastung führt. In schweren Fällen kann es zu Rissen und einer allgemeinen Verformung des Zylinderkopfs kommen
Daher sind die Konstruktionsanforderungen für den Zylinderkopf
(1) Ausreichende Steifigkeit und Festigkeit mit minimaler Verformung während des Betriebs, um die Abdichtung zu gewährleisten.
(2) Ordnen Sie Brennkammer, Ventile und Luftkanäle sinnvoll an, um die Arbeitsleistung des Motors sicherzustellen.
(3) Gute Verarbeitbarkeit, möglichst gleichmäßiges Temperaturfeld, verringerte thermische Spannung und Vermeidung thermischer Rissbildung.
Zylinderköpfe werden im Allgemeinen aus hochwertigem Grauguss oder legiertem Gusseisen gegossen, während in Autos verwendete Benzinmotoren häufig Zylinderköpfe aus Aluminiumlegierungen verwenden. Aluminiumlegierungen haben eine gute Wärmeleitfähigkeit, was sich positiv auf das Kompressionsverhältnis des Motors auswirkt. Zweitens haben sie hervorragende Gusseigenschaften und eignen sich zum Gießen von Teilen mit komplexen Strukturen. Es ist jedoch notwendig, auf die Kühlung des Zylinderkopfs aus Aluminiumlegierung zu achten und die Temperatur seiner unteren Ebene unter 300 Grad zu halten. Andernfalls führt eine Überhitzung der unteren Ebene zu plastischer Verformung und Verformung.
Der Zylinderkopf ist ein kastenförmiges Bauteil mit einer komplexen Struktur. Es sind Löcher für die Einlass- und Auslassventilsitze, Ventilführungslöcher, Zündkerzenmontagelöcher (für Benzinmotoren) oder Einspritzdüsenmontagelöcher darin eingearbeitet. Im Zylinderkopf sind außerdem Wassermäntel, Einlass- und Auslassöffnungen und Brennkammern oder Teile der Brennkammer eingegossen. Wenn die Nockenwelle am Zylinderkopf montiert ist, sind am Zylinderkopf auch Nockenlagerlöcher oder Nockenlagersitze und deren Schmierölkanäle eingearbeitet.
Der Zylinderkopf von wassergekühlten Motoren hat drei Strukturformen: integral, segmentiert und monolithisch. Wenn bei einem Mehrzylindermotor alle Zylinder denselben Zylinderkopf haben, wird der Zylinderkopf als integraler Zylinderkopf bezeichnet. Wenn es einen Kopf für jeweils zwei Zylinder oder einen Kopf für jeweils drei Zylinder gibt, ist der Zylinderkopf ein segmentierter Zylinderkopf. Wenn jeder Zylinder einen Kopf hat, ist es ein Zylinderkopf vom Einzeltyp. Alle luftgekühlten Motoren haben einen einzelnen Zylinderkopf.