U spalovacího motoru je hlava válců umístěna nad válci v horní části bloku válců. Uzavírá se v horní části válce a tvoří spalovací komoru. Tento spoj je utěsněn těsněním hlavy.
Hlava válců je obvykle umístěna na horní straně bloku motoru. Slouží jako pouzdro pro komponenty, jako jsou sací a výfukové ventily, pružiny a zvedáky a spalovací komora. Tato stránka pokrývá hlavní funkce a různé konstrukce hlav válců a jejich příčiny a příznaky selhání.
Průchody v hlavě válců umožňují proudění vzduchu a paliva uvnitř válce a zároveň umožňují proudění výfukových plynů z válce. Průchody se jinak nazývají porty nebo trakty. Hlava válců také vede chladicí kapalinu do bloku motoru, čímž ochlazuje součásti motoru. Hlava válců používá těsnění, které pomáhá zabránit úniku vody nebo oleje do spalovacích komor.
Většina výrobců originálního vybavení vyrábí hlavy válců z litiny. Hlava válců vyrobená z litiny je odolnější a levnější. Litina je však těžká a poskytuje menší účinnost při rozptylování tepla.
Z tohoto důvodu někteří výrobci preferují použití hlav válců vyrobených z hliníku. Tyto hlavy válců jsou mnohem lehčí než litinové hlavy válců. Výkonná a závodní auta mají běžně hliníkové hlavy válců.
Vozy s řadovými (přímými) motory mají jednu hlavu válců a automobily s motory V mají dvě hlavy válců, jednu pro každou řadu válců. V některých vozidlech, kde jsou řady válců velmi blízko motoru V, stačí jeden válec. Velká průmyslová vozidla mohou mít jednu hlavu na válec. Díky tomu je výměna hlavy válců mnohem dostupnější.
Hlava válců umožňuje motoru pracovat na maximální výkon připojením k sacímu a výfukovému potrubí, což umožňuje rychlé spalování paliva a vzduchu, který pohybuje písty motoru.
Sací potrubí přivádí vzduch do hlavy, kde se spaluje s palivem za vzniku výfukových plynů, které jsou vypuzovány výfukovým potrubím.
Je důležité, aby se sací a výfukové ventily, které umožňují vstup a výstup příslušných plynů, otevíraly a zavíraly ve správný čas, aby motor běžel hladce.
Nejčastějším důvodem selhání hlavy válců je přehřátí způsobené například ztrátou chladicí kapaliny, poruchou těsnění hlavy nebo omezeným průtokem chladicí kapaliny.
V extrémních případech může prasklá nebo poškozená hlava válců způsobit poškození koncovky celého motoru! S jakýmikoli problémy se musíte co nejdříve vypořádat, abyste se tomu pokusili zabránit.
Hlavy válců se také mohou deformovat kvůli obrovskému tlaku, který na ně působí extrémní změny teploty. To znamená, že již neposkytuje rovnou plochu pro držení těsnění hlavy ve správné poloze, což může později vést k drahým problémům v podobě velkých oprav nebo nutnosti celkové výměny motoru.
Deformace je zvláštní problém u hlav válců vyrobených z hliníku. Různé motory mají různé úrovně tolerance deformace hlavy válců – některé vydrží velké deformace a přitom stále fungují efektivně. Pokud se vám hlava válců deformuje, můžete ji vzít k mechanikovi, který se specializuje na jejich seřízení – pokud ne, budete pravděpodobně potřebovat výměnu.
Příznaky selhání hlavy válců jsou různé – je důležité, aby je řidiči byli schopni rozpoznat co nejrychleji, aby bylo možné omezit jakékoli poškození. Pokud dojde k poruše hlavy válců, povede to k poruše motoru (a potažmo i vozidla).
Nejčastějším důvodem selhání hlavy válců je přehřátí způsobené ztrátou chladicí kapaliny, poruchou těsnění hlavy nebo omezeným průtokem chladicí kapaliny. V extrémních případech může prasklá nebo poškozená hlava válců způsobit poškození koncovky celého motoru.
Spalovací motory se velmi rychle zahřívají. Jak název napovídá, jsou navrženy tak, aby obsahovaly malé, řízené exploze.
Velká část energie ve spalovacím procesu se ve skutečnosti ztrácí na tepelnou energii, místo aby byla přeměněna na kinetickou energii pro pohon vozidla. Toto je vedlejší produkt jejich designu, který lze zmírnit, ale nikdy zcela odstranit.
Příčinou číslo jedna prasklé hlavy válců je přehřívání. Když se motor přehřeje, jeho součásti mohou být namáhány daleko za tepelným prahem, kterému byl navržen tak, aby vydržel.
Protože většina hlav je vyrobena z hliníku, mohou se zkroutit nebo prasknout, když se motor dostatečně zahřeje.
Motor se může přehřívat z řady důvodů, z nichž většina je způsobena poruchou součásti v chladicím systému. Některé možné příčiny jsou uvedeny níže.
Další informace: Co dělat, když se motor vašeho auta přehřívá?
Vzduch v chladicím systému může umožnit vznik horkých míst, kde je jedna část motoru mnohem teplejší než část naměřená teplotním senzorem. To se děje proto, že vzduch nemůže přenášet teplo tak efektivně jako kapalina.
Pokud je vzduch zachycen na jednom místě daleko od snímače teploty chladicí kapaliny, teplotní snímač nemusí horké místo zachytit. Možná nebudete vědět, že se vaše auto zahřeje, dokud nebude poškození již způsobeno.
Kromě toho únik vzduchu v chladicím systému může snížit tlak v chladicím systému. Kapalná chladicí kapalina se pravděpodobněji vaří při nižším tlaku.
Pokud dojde k poruše vodního čerpadla, chladicí kapalina nebude schopna správně cirkulovat motorem. Chladicí kapalina v chladiči může být příjemná a studená, ale chladicí kapalina obklopující vodní pláště v hlavě a bloku bude extrémně horká.
Bez čerpadla bude chladicí kapalina moci cirkulovat pouze prostřednictvím přirozené konvekce, která je příliš pomalá na to, aby odváděla přebytečné teplo, než se motor přehřeje.
Spalovací motory jsou nejúčinnější, když běží při provozní teplotě, pro kterou byly navrženy.
Normální provozní teplota motoru je stále dost vysoká na to, abyste se opařili – obvykle kolem 190 až 210 stupňů Fahrenheita (85 až 99 stupňů Celsia). Provoz motoru pod touto teplotou zvyšuje spotřebu paliva, emise a opotřebení.
Termostat blokuje chladicí kapalinu z chladiče, dokud chladicí kapalina v motoru nedosáhne cílové teploty. Jakmile je dosažena cílová teplota, termostat se otevře, aby umožnila chladicí kapalině okolní teploty vstoupit do motoru a ochlazovat jej, dokud není termostat dostatečně studený, aby se zavřel. Cyklus pokračuje, zatímco motor běží.
Pokud je termostat zaseknutý otevřený, vaše auto pravděpodobně pojede docela chladno. Důvodem je to, že chladicí kapalina z celého systému protéká chladičem 100 % času a jen zřídka má šanci se plně zahřát.
Pokud je termostat zaseknutý, motor se snadno přehřeje. Horká chladicí kapalina se nemá kam ochladit. Některé motory zkrátka umožňují používat topení jako malý chladič.
Účinnost této metody závisí na velikosti jádra ohřívače a na způsobu vedení chladicího systému.
Pokud uniká příliš mnoho chladicí kapaliny, nakonec nebudete mít dostatek na správné chlazení motoru. Před přehřátím můžete ztratit slušné množství chladicí kapaliny, ale je dobré pravidelně kontrolovat přepadovou nádrž a chladič, abyste se ujistili, že jste dolili.
Pokud zaznamenáte únik chladicí kapaliny, je skvělé zkontrolovat uzávěr chladiče. Je to levná součástka s vážnými důsledky, pokud selže.
Dobrý servis by měl být schopen opravit a zrenovovat hlavu válců za pouhých 75 dolarů, ale provedení stejné práce může stát i stovky dolarů. To bude záviset na hodnotě hlavy válců a ceně, kterou jste nabídli za její opravu, pokud dojde k prasknutí nebo přestane fungovat tak efektivně, jak by měla. V mnoha případech se může vyplatit jednoduše koupit nový.
Náklady na opravu prasklé hlavy válců se budou lišit v závislosti na značce a modelu vozidla, ve kterém se nachází. Můžete si být jisti, že to bude stát nejméně 500 USD, včetně nákladů na práci a díly.
Pokud byste měli vyměnit celou hlavu válců, stálo by to v průměru jen 200 až 300 dolarů za díly. S prací kolem 90 až 100 USD za hodinu to vyjde zhruba na 500 USD za práci. To však předpokládá, že hlava válců je vyrobena z hliníku, jako je tomu u většiny dnešních aut.
Pokud jsou hlavy válců špatně přístupné (jako u Subarus, protože používají uspořádání motoru typu boxer), mohou být náklady na pracovní sílu výrazně vyšší.
Pokud máte starší vozidlo nebo dražší vozidlo, pravděpodobně máte hlavu válců vyrobenou ze železa. Vzhledem k tomu, že železo je dražší materiál než hliník, můžete se dívat na 500 dolarů jen za díly.
Práce může také vyžadovat více hodin, aby byla tato oprava provedena správně. Proto byste mohli hledat 1 000 USD na opravu prasklé hlavy válců vyrobené ze železa.
