Έμβολα μέρος 2ο | Κεφαλή εμβόλου και πείρος!

Σε συνέχεια του πρώτου άρθρου με τίτλο “Έμβολα μέρος 1ο” θα γράψω για τα υπόλοιπα πολύ σημαντικά (κατά τη γνώμη μου) εξαρτήματα και σχεδιασμό. Πάμε να δούμε τί άλλο κρύβεται πίσω από το απλό στρογγυλό πράγμα που ανεβοκατεβαίνει μέσα στον κινητήρα του οχήματος μας. 

Σχεδιασμός κεφαλής

Η κεφαλή του εμβόλου είναι πολύ σημαντική, επειδή είναι μέρος του θαλάμου καύσης. Άρα παίζει σημαντικό ρόλο στην ποιότητα της καύσης. Σκέψου ότι κάποιοι σύγχρονοι κινητήρες έχουν εντελώς επίπεδη κεφαλή, επιτρέποντας το διάκενο της βαλβίδας. 

Επίσης σε κινητήρες υψηλών επιδόσεων η κεφαλή είναι ανυψωμένη (συνήθως χρησιμοποιώντας λεπτότερη φλάτζα), με αποτέλεσμα να επηρεάζουν το διάκενο των βαλβίδων. Αυτό επιτυγχάνει την αύξηση της συμπίεσης. Σημαντικό είναι να αναφέρουμε ότι η μείωση των υδρογονανθράκων επιτυγχάνεται τοποθετώντας τα ελατήρια των εμβόλων όσο πιο ψηλά γίνεται στην κεφαλή. Έτσι καταφέρνουμε να μη παγιδεύεται άκαυτο μίγμα μεταξύ θαλάμου καύσης και ελατηρίων. 

Βαλβιδότοποι

Οι μηχανικά κατεργασμένες θέσεις των βαλβίδων πάνω στην κορώνα (ή κεφαλή) του εμβόλου ονομάζονται:

• Φρύδια
• Ανακούφιση
• Θύλακας
• Βαλβιδότοπος

Το βάθος των φρυδιών παίζει ρόλο στη σχέση συμπίεσης, αλλά και στην ασφάλεια του κινητήρα. Για παράδειγμα όταν σπάσει ο ιμάντας χρονισμού και οι βαλβιδότοποι έχουν το κατάλληλο βάθος ώστε να μη χτυπήσουν οι βαλβίδες στα έμβολα και έχουμε ολοκληρωτική καταστροφή κινητήρα. Οι κινητήρες που δε χτυπούν τα έμβολα με τις βαλβίδες σε μια τέτοια άσχημη περίπτωση, ονομάζονται “ελεύθερης περιστροφής”. 

Τελική επεξεργασία

Γενικά εξαρτάται από τον κατασκευαστή. Ειδικά προσπαθεί να αποφύγει τη χάραξη με τα τοιχώματα. Δηλαδή την επαφή της ποδιάς (περιφερειακά) του εμβόλου με τα τοιχώματα και έτσι έχουμε αφαίρεση υλικού που δε χρειάζεται. Έτσι η ποδιά κατασκευάζεται επενδυμένη με γραφίτη ή κασσίτερο. Συνήθως τα έμβολα με μαύρο υλικό στα πλαϊνά τους είναι είναι η επένδυση για αποφυγή χάραξης.

Μέγεθος κεφαλής

Η κεφαλή του εμβόλου έχει μικρότερη διάμετρο από το υπόλοιπο σώμα του. Αυτό επειδή σε εκείνο το σημείο γίνεται η καύση έχει τη μεγαλύτερη θερμοκρασία οπότε διαστέλλεται περισσότερο. Οι αυλακώσεις των ελατηρίων λειτουργούν ως θερμικά φράγματα για την ποδιά και δεν αφήνουν τη θερμοκρασία να αυξηθεί σε αυτό το σημείο. 

Πείρος εμβόλου 

Ο πείρος συνδέει το έμβολο με το διωστήρα (μπιέλα) και του μεταφέρει τις πιέσεις από το θάλαμο καύσης καθώς και την αδράνεια του εμβόλου. Κατασκευάζεται από υψηλής ποιότητας χάλυβα (4140 χρωμίου – μολυβδαίνιου) και το σχήμα του είναι σωλήνας.

Σε πολλές περιπτώσεις όπου έχουμε απαιτήσεις από τα έμβολα για αντοχή και οι επιδόσεις του κινητήρα είναι υψηλές, η εσωτερική διάμετρος του πείρου είναι κωνικός. Αυτό προσφέρει μεγαλύτερη αντοχή σε μεγαλύτερες καταπονήσεις. Είναι μια ακριβή κατασκευή γι’αυτό δε χρησιμοποιείται σε όλες τις περιπτώσεις. 

Επίλογος

Και έτσι έχουμε κλείσει τον κύκλο των εμβόλων όσο αφορά τα σημαντικότερα στοιχεία και τον τρόπο λειτουργίας του. Τα έμβολα είναι η καρδιά ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης και τα χαρακτηριστικά τους επηρεάζουν πληθώρα παραγόντων που κάνουν ένα κινητήρα να αποδίδει σωστά και με αξιοπιστία. 

Πηγές

Βιβλίο “Κινητήρες Αυτοκινήτων – Οχημάτων” , James D. Halderman