Valószínűleg sokan hallották már a “hengerfej” rövidítést. A rövidítés egyszerű: “hengerfej”. Ez az összetett és meglehetősen drága egység minden belsőégésű motorban megtalálható. Ráadásul a fej az egyik fő alkatrésze. Hogy könnyebben megértsük, mi is az a hengerfej, emlékezzünk vissza a belsőégésű motor felépítésére. A lehető legegyszerűbben, de néhány fontos részlettel magyarázzuk el.
Hol van a hengerfej
Kezdjük a legegyszerűbb kérdéssel az MCC-vel kapcsolatban: mi van az autóban és hol található. A belsőégésű motor fő (és legmasszívabb) része a hengerblokk. Ebben, ahogy a nevéből is érthető, hengerek vannak, amelyekben a dugattyúk mozognak. Alulról a blokkot egy tálca fedi, amelybe az alkatrészek kenése után olaj folyik. Az olajszivattyú onnan veszi el, hogy visszatáplálja a rendszerbe.
A hengerfej egy speciális tömítésen keresztül van a hengerblokkra szerelve. Ezt viszont egy kupakkal fedik le, hogy megakadályozzák az olaj kifröccsenését és a szennyeződések bejutását a motor belsejébe. A hengerfejfedél a motor legfelső és legjobban látható része. Akkor látjuk, amikor kinyitjuk a motorháztetőt, ha nincs rajta díszes műanyag borítás.
Egyébként nem egy, hanem több kupak is lehet, ahogyan maguk a hengerfejek is. Ha a motor V-alakú vagy ellentétes kialakítású, akkor a hengerek mindegyik felének saját feje van. Néhány nagy teherautó-dízel pedig egyedi hengerfejjel készült. És csak a soros motornak van csak egy.
Milyen feladatokat lát el a hengerfej
A következő kérdés: miért van egyáltalán szükség hengerfejre? Valójában számos összetett funkciója van.
Az alsó részével, amely közvetlenül a hengerek felett helyezkedik el, a fej az égéstér egy részét képezi.
A hengerfej tartalmazza az erő- és gyújtásrendszer elemeit – a gyújtógyertyákat vagy az izzítógyertyákat (dízeleknél), valamint az üzemanyag-befecskendezőket.
A fejben található egy szelepmechanizmus, amelynek köszönhetően levegő vagy üzemanyag-levegő keverék kerül az égéstérbe, és a kipufogógázok távoznak. Ebből a célból a szívó- és kipufogócsövek a hengerfejhez vannak dokkolva.
A hengerfej része a motor hűtővízköpenyének és kenőrendszerének.
A hengerfej-szerelvény felépítése és fajtái
Miből áll a hengerfej hengerfej? Alapja egy összetett alakú ház (forgattyúháznak is nevezik), amelyet öntöttvasból vagy alumíniumötvözetből öntenek. Az öntöttvas fejek nagy mechanikai szilárdsággal és hőállósággal rendelkeznek. Melegítés hatására nem deformálódnak és nem vetemednek. Van azonban egy hátrányuk – a nagy súly.
Az alumíniumfejek nem csak sokkal könnyebbek. Ennek az anyagnak nagyobb a hővezető képessége, így kevésbé melegszik fel (pontosabban könnyebben lehűl), és jobban működik a nagy sűrítésű motorokban. A legtöbb modern személyautó-motor alumínium hengerfejet használ.
De akár öntöttvas, akár alumínium hengerfejről van szó, miből áll egy ilyen összetett alkatrész? A hengerfej házában szükségszerűen elkészülnek a hűtőfolyadék keringéséhez szükséges csatornák, az olajvezetékek, az egyes hengerek égéstérének bevágásai.
És ami a legfontosabb, a modern hengerfejben található a szelepsorozat. A fejben lévő minden egyes szelep tányérjához van egy ülés, a rúdhoz pedig egy hüvely. És csak a szelepmechanizmus típusa alapján különböztetik meg először is a hengerfejeket. Ezek lehetnek:
- egy vezérműtengellyel;
- két vezérműtengellyel;
- nokktengely nélkül.
A SOHC (Single Over Head Cam) fej egyetlen vezérműtengellyel rendelkezik, amely a szívó- és a kipufogószelepeket is hajtja. A szelepeket vagy a lengőkarok nyitják, vagy közvetlenül a tengelyen lévő bütykök. Ezek a fejek általában hengerenként két vagy három szeleppel rendelkeznek.
A DOHC (Double OverHead Cam) rendszer két vezérműtengelyt tartalmaz a hengerfejben. Az első tengely a szívószelepeket vezérli, amelyek az egyik oldalon vannak felszerelve, a másik tengely pedig a kipufogószelepeket vezérli a fej másik oldalán. A legtöbb modern autó motorja DOHC vezérlésű, ahol hengerenként négy szelep van. A DOHC kialakítás lehetővé teszi, hogy a szívószelepek nagyobb szögben helyezkedjenek el a kipufogószelepekhez képest, így a hengerek jobban megtelnek levegővel vagy üzemanyag-levegő keverékkel. A DOHC kialakítás azonban a legösszetettebb. A két vezérműtengely mellett a második tengelyt is fogaskerékkel, szíjjal vagy lánchajtással kell meghajtani.
A vezérműtengely nélküli fej az OHV (Over Head Valve) rendszerre utal, ami szó szerint annyit jelent, hogy “szelepek a fejben”. Ebben az esetben a kialakítás olyan, hogy a szelepek meghajtása tolórudakon és lengőkarokon keresztül történik, és a vezérműtengelyt nem a hengerfejben, hanem lent, a hengerblokk belsejében helyezik el. Az OHV rendszerű fejben nehezebb hengerenként kettőnél több szelepet beépíteni, és a lengőkarokkal ellátott tolórudak nem működnek jól magas fordulatszámon. Ezt a kialakítást nehézkesnek tartják (bár nagymértékben leegyszerűsíti az időzítőhajtást, amely könnyen megkerülhető lánccal vagy szíjjal), és ma már ritkán használják.
A hengerfej karbantartása és a meghibásodás jelei
Bár a hengerfejegység szerkezete meglehetősen összetett, a fő karbantartás a szeleptömeg hézagainak beállítására korlátozódik, ha nem rendelkeznek hidrokompenzátorral. Ez a beállítás az időzítőmű kialakításától függően különböző módon történik – állítócsavarok segítségével vagy az alátétek vagy csapok cseréjével (kiválasztásával). A szelepek ellenőrzésének és szükség esetén beállításának gyakorisága megtalálható az autó használati utasításában. Néha azonban idő előtt is szükség lehet rá, ha a motor jár, és a szelepfedél alól jellegzetes csattogó hangot hallunk.
Több tünet is utalhat arra, hogy valami baj van a fejjel:
- csökken a motor teljesítménye;
- bonyodalmak a motor beindításával, különösen télen;
- szelep kopogás;
- kék vagy fehéres füst a kipufogócsőből;
- emulzió a motor forgattyúsházában és az olajmérő pálcán;
- olajfoltok a tágulási tartályban;
- olaj- vagy hűtőfolyadékszint-veszteség.
A lehetséges problémák, azok okai és megoldásuk
Tekintsük át a hengerfej leggyakoribb problémáit és meghibásodásait, valamint a megoldási módokat.
A hengerfej tömítésének meghibásodása. Egyszerűen fogalmazva annak sérülése. Okozhatja túlmelegedés, de a “korban lévő” autókon a tömítés néha egyszerűen tönkremegy az öregedés vagy anyagának lebomlása miatt az olaj, a fagyálló és a kipufogógázok hatására. Ennek következtében csökken a tömörítés, a kipufogógázok behatolnak a fagyállóba vagy a fagyálló – az olajba. Csak egy kiút van – motorjavítás tömítéscserével.
Az alumínium hengerfej fenéksíkjának görbülése. Ebben az esetben azt mondják, hogy a fej “lóg”. A tünetek ugyanazok, mint a kilyukadt fejtömítésnél. A probléma leggyakoribb oka a motor túlmelegedése. Ha a vetemedés nem súlyos, akkor az illeszkedési sík szakműhelyekben történő marásával korrigálható. Jelentős deformáció esetén a fejet új fejre kell cserélni.
Repedések a hengerfejben. A motor túlmelegedésének másik következménye. Alternatív lehetőség a motorblokkhoz való rögzítőcsavarjainak helytelen meghúzása. Ritka esetekben a kisebb repedéseket hegesztéssel lehet megszüntetni. De általában a fejház cseréje szükséges.
A szelephüvelyek kopása. A perselyek elkophatnak rossz minőségű olaj használatakor vagy egyszerűen csak nagy futásteljesítmény esetén. A probléma megoldásához ki kell őket préselni a fejházból, és újakra kell cserélni.
A szeleptányérok és/vagy szelepfoglalatok munkafelületeinek kopása. Ez a probléma általában úgy oldható meg, hogy a szelepeket az ülésekhez simítjuk, hogy azok a megfelelő ferdeséggel rendelkezzenek. Jelentős kopás (pl. a szeleptányér megrepedése) esetén azonban, amely instabil üresjáratban és a motor teljesítményének csökkenésében nyilvánul meg, az elhasználódott alkatrészeket újakra kell cserélni.
Kopogó szelepek a motor járása közben. A hidrokompenzátorok nélküli mechanizmusban a hézagot be kell állítani. A hidrokompenzátorokkal ellátott mechanizmusban – a szelepek meghibásodott hidroforjainak cseréje.
A szelepfedél szivárgása. Ki kell cserélni a szelepfedél tömítését, amely idővel elvesztette tömítettségét, vagy fel kell újítani a tömítőanyagot, ha a fedél szerkezetileg tömítés nélkül van beépítve. Egyes motoroknál maga a műanyag fedél is eldeformálódik az idő múlásával. Ebben az esetben újjal kell felszerelni.
A szelepszárakon lévő olajsapkák kopása. A megnövekedett olajfogyasztás és a kipufogócső füstjének egyik fő oka – a zsír a rudakon keresztül a szívócsőbe folyik, és onnan kerül a hengerekbe. Ha a megfelelő tünetek jelentkeznek, a kupakokat újakra kell cserélni. Ehhez általában nem szükséges magának a hengerfejnek a szétszerelése.
Számlák
- A hengerfej vagy hengerfej egy olyan alkatrész, amely a hengerblokkot fedi, és számos funkciót lát el a motorban.
- A szelepmechanizmus típusától függően a hengerfejek egy vagy két vezérműtengellyel, illetve vezérműtengely nélkül is készülnek.
- A hengerfej szinte semmilyen speciális, ütemezett karbantartást nem igényel.
- A hengerfej fő hibái a tömítés törése, a hengerfej lapos részének torzulása, repedések, a szelephüvelyek, a szeleptányér-hornyok vagy a szelepfoglalatok kopása, a szelepek kopogása, a szelepfedél szivárgása és az olajsapkák kopása.