Sylinterin pää: mikä se on ja miten sylinterin pää on järjestetty

Moni on luultavasti kuullut lyhenteen “sylinterinpää”. Lyhenne on yksinkertainen: “sylinterinpää”. Tämä monimutkainen ja melko kallis yksikkö on jokaisessa polttomoottorissa. Lisäksi pää on yksi sen tärkeimmistä osista. Jotta olisi helpompi ymmärtää, mikä sylinterin pää on, muistetaan polttomoottorin rakenne. Selitämme mahdollisimman yksinkertaisesti, mutta muutamien tärkeiden yksityiskohtien avulla.

Missä sylinterinpää on

Aloitetaan yksinkertaisimmasta MCC:tä koskevasta kysymyksestä: mikä se on autossa ja missä se sijaitsee. Polttomoottorin tärkein (ja massiivisin) osa on sylinterilohko. Siinä, kuten nimestä voi ymmärtää, on sylintereitä, joissa männät liikkuvat. Alhaalta lohko on peitetty lokerolla, johon öljy virtaa osien voitelun jälkeen. Öljypumppu ottaa sen sieltä ja syöttää sen takaisin järjestelmään.

Sylinterin pää on kiinnitetty sylinterilohkoon erityisen tiivisteen avulla. Se puolestaan on peitetty korkilla, joka estää öljyn roiskumisen ja lian pääsyn moottorin sisälle. Sylinteripään kansi on moottorin ylin ja näkyvin osa. Näemme sen, kun avaamme konepellin, jos siinä ei ole koristeellista muovisuojusta.

Suojuksia voi muuten olla useampia kuin yksi, samoin kuin itse sylinteripäitä. Jos moottori on V-muotoinen tai oppositiomuotoinen, jokaisella sylinteripuoliskolla on oma päänsä. Ja joissakin suurissa kuorma-autodieseleissä on tehty yksittäisiä sylinterinpäitä. Ja vain rivimoottorissa on vain yksi.

Mitä toimintoja sylinterin pää suorittaa

Seuraava kysymys kuuluu: mihin sylinterin päätä ylipäätään tarvitaan? Itse asiassa sillä on monia monimutkaisia toimintoja.

Suoraan sylinterien yläpuolella sijaitsevan alaosansa ansiosta pää muodostaa osan palotilasta.
Sylinterin pää sisältää voima- ja sytytysjärjestelmien osat – sytytystulpat tai hehkutulpat (dieseleissä) sekä polttoainesuuttimet.

Päässä on venttiilimekanismi, jonka ansiosta ilma tai polttoaine-ilmaseos syötetään palotiloihin ja pakokaasut poistetaan. Tätä tarkoitusta varten imu- ja pakosarjat on telakoitu sylinterikanteen.
Sylinterin pää on osa moottorin jäähdytysvesivaippaa ja voitelujärjestelmää.

Sylinteripääkokoonpanon rakenne ja lajikkeet

Mistä sylinteripään sylinteripää koostuu? Sen perustana on monimutkaisen muotoinen kotelo (sitä kutsutaan myös kampikammioksi), joka on valettu valuraudasta tai alumiiniseoksesta. Valurautaisilla päillä on korkea mekaaninen lujuus ja lämmönkestävyys. Ne eivät muodonmuutos- ja vääntymisalttiita kuumennettaessa. Heillä on kuitenkin yksi haittapuoli – raskas paino.

Alumiiniset päät eivät ole vain paljon kevyempiä. Tämän materiaalin lämmönjohtavuus on parempi, joten se kuumenee vähemmän (tai oikeastaan jäähtyy helpommin) ja toimii paremmin korkeapuristeisissa moottoreissa. Useimmissa nykyaikaisissa henkilöautojen moottoreissa käytetään alumiinisia sylinterinpäitä.

Mutta olipa kyseessä sitten valurautainen tai alumiininen sylinterinpää, mistä tällainen monimutkainen osa koostuu? Sylinteripään koteloon on välttämättä tehtävä kanavat jäähdytysnesteen kiertoa varten, öljyputket ja lovet kunkin sylinterin polttokammioita varten.

Ja mikä tärkeintä, nykyaikaisessa sylinterinpäässä on venttiilikoneisto. Kunkin venttiilin levyä varten on istukka ja tankoa varten holkki. Ja pelkästään venttiilimekanismin tyypin perusteella sylinteripäät eroavat toisistaan ensinnäkin. Ne voivat olla:

• yhdellä nokka-akselilla;
• kahdella nokka-akselilla;
• ilman nokka-akselia.

SOHC-päässä (Single Over Head Cam) on yksi nokka-akseli, joka ohjaa sekä imu- että pakoventtiileitä. Venttiilit avataan joko keinuvarsilla tai suoraan akselilla olevien nokkien avulla. Näissä päissä on yleensä kaksi tai kolme venttiiliä sylinteriä kohti.

DOHC-järjestelmässä (Double OverHead Cam) sylinteripäässä on kaksi nokka-akselia. Ensimmäinen akseli ohjaa imuventtiileitä, jotka on asennettu toiselle puolelle, ja toinen akseli ohjaa pakoventtiileitä pään vastakkaisella puolella. Useimmissa nykyaikaisissa autoissa on moottorit, joissa on DOHC-ajoitusjärjestelmä, jossa on neljä venttiiliä sylinteriä kohti. DOHC-rakenteen ansiosta imuventtiilit ovat suuremmassa kulmassa pakoventtiileihin nähden, jolloin sylinterit täyttyvät paremmin ilmalla tai polttoaine-ilmaseoksella. DOHC-rakenne on kuitenkin kaikkein monimutkaisin. Kahden nokka-akselin lisäksi toista akselia on käytettävä hammaspyörä-, hihna- tai ketjuvetona.

Pää ilman nokka-akselia viittaa järjestelmään OHV (Over Head Valve), joka tarkoittaa kirjaimellisesti “venttiilit päässä”. Tässä tapauksessa venttiilejä ohjataan työntövarsien ja keinuvarsilla, eikä nokka-akselia ole asennettu sylinterin päähän vaan sylinterilohkon sisälle. OHV-järjestelmällä varustettuun päähän on vaikeampi asentaa enemmän kuin kaksi venttiiliä sylinteriä kohti, ja työntövarret keinuvarsineen eivät toimi hyvin moottorin korkeilla kierrosluvuilla. Tätä rakennetta pidetään hankalana (vaikka se yksinkertaistaa huomattavasti ajoitusajoa, joka on helppo ohittaa ketjulla tai hihnalla), ja sitä käytetään nykyään harvoin.

Sylinteripään huolto ja sen toimintahäiriöiden merkit

Vaikka sylinteripään rakenne on melko monimutkainen, pääasiallinen huolto rajoittuu venttiilikoneiston välysten säätämiseen, jos niitä ei ole varustettu hydrokompensaattoreilla. Tällainen säätö tehdään ajoituslaitteen rakenteesta riippuen eri tavoin – säätöruuvien avulla tai vaihtamalla (valitsemalla) aluslevyt tai napaisimet. Venttiilien tarkastus- ja tarvittaessa säätötaajuus löytyy auton käyttöohjeesta. Joskus se voi kuitenkin olla tarpeen jo etukäteen, jos moottori käy ja venttiilikannen alta kuuluu tyypillinen koliseva ääni.

On olemassa useita oireita, jotka voivat viitata siihen, että päässä on jotain vikaa:

1. moottorin tehon väheneminen;
2. ongelmia moottorin käynnistämisessä, erityisesti talvella;
3. venttiilien kolkuttelu;
4. sinistä tai valkeaa savua pakoputkesta;
5. emulsio moottorin kampikammiossa ja mittatikussa;
6. öljytahrat paisuntasäiliössä;
7. öljyn tai jäähdytysnesteen tason häviäminen.

Mahdolliset ongelmat, niiden syyt ja ratkaisu

Tarkastellaan sylinterinpään yleisimpiä ongelmia ja toimintahäiriöitä sekä tapoja ratkaista ne.

Sylinterinpään tiivisteen rikkoutuminen. Yksinkertaisesti sanottuna sen vaurioituminen. Se voi johtua ylikuumenemisesta, mutta autoissa “iässä” tiiviste joskus yksinkertaisesti tuhoutuu ikääntymisen tai sen materiaalin hajoamisen vuoksi öljyn, pakkasnesteen ja pakokaasujen vaikutuksesta. Tämän seurauksena puristus laskee, pakokaasut tunkeutuvat pakkasnesteeseen tai pakkasneste – öljyyn. On vain yksi ulospääsy – moottorin korjaus tiivisteen vaihdolla.

Alumiinisen sylinterikannen takatason kaarevuus. Tällöin sanotaan, että pää on “roikkunut”. Oireet ovat samat kuin puhjenneen tiivisteen kohdalla. Tämän ongelman yleisin syy on moottorin ylikuumeneminen. Jos vääntyminen ei ole vakava, se voidaan korjata jyrsimällä vastakkainen taso erikoistuneissa korjaamoissa. Jos muodonmuutos on merkittävä, pää on vaihdettava uuteen.

Sylinterikannen halkeamat. Toinen moottorin ylikuumenemisen seuraus. Vaihtoehtona on sen kiinnityspulttien virheellinen kiristys moottorilohkoon. Harvoissa tapauksissa pienistä halkeamista voi päästä eroon hitsaamalla. Mutta yleensä se edellyttää pään kotelon vaihtamista.

Venttiilin holkkien kuluminen. Läpivientiholkit voivat kulua, kun käytetään huonolaatuista öljyä tai yksinkertaisesti suurella ajokilometrimäärällä. Ongelman ratkaisemiseksi ne on puristettava ulos pääkotelosta ja vaihdettava uusiin.

Venttiililevyjen ja/tai venttiilin istukoiden työpintojen kuluminen. Tämä ongelma voidaan yleensä ratkaista hiomalla venttiilit istuimiin niin, että niissä on oikeat viisteet. Jos kyseessä on kuitenkin merkittävä kuluminen (esim. venttiililevyn halkeilu), joka ilmenee epävakaana tyhjäkäyntinä ja moottorin tehon laskuna, kuluneet osat on vaihdettava uusiin.

Venttiilien koputtelu moottorin käydessä. Mekanismissa, jossa ei ole hydrokompensaattoreita, on tarpeen säätää rakoa. Mekanismissa, jossa on hydrokompensaattorit – venttiilien vikaantuneiden hydroporien vaihto.

Venttiilikannen vuoto. On tarpeen vaihtaa venttiilikannen tiiviste, joka on ajan myötä menettänyt tiiveytensä, tai uusia tiiviste, jos kansi on rakenteellisesti asennettu ilman tiivistettä. Joissakin moottoreissa itse muovinen kansi muuttuu ajan myötä muodottomaksi. Tällöin tarvitaan uusi.

Venttiilivarsien öljykorkkien kuluminen. Yksi tärkeimmistä syistä lisääntyneeseen öljynkulutukseen ja pakoputkesta tulevan savun syntymiseen – rasva valuu venttiilitankoja pitkin imusarjaan ja sieltä sylintereihin. Jos vastaavat oireet ilmenevät, korkit vaihdetaan uusiin. Yleensä tämä ei vaadi itse sylinterikannen purkamista.

Summat

• Sylinterin pää eli sylinterin pää on osa, joka peittää sylinterilohkon ja suorittaa monia toimintoja moottorissa.
• Venttiilimekanismin tyypin mukaan sylinteripäät ovat varustettu yhdellä tai kahdella nokka-akselilla tai ilman nokka-akselia.
• Sylinterinpää ei vaadi juuri lainkaan säännöllistä erikoishuoltoa.
• Sylinteripään tärkeimpiä vikoja ovat tiivisteen rikkoutuminen, sylinteripään tasojen vääntyminen, halkeamat, venttiiliholkkien, venttiililevyn viisteiden tai venttiilien istukoiden kuluminen, venttiilien koputtelu, venttiilikannen vuodot ja kuluneet öljykorkit.