Głowica samochodowa

Głowica samochodowa to element składowy silnika odpowiedzialny za zamknięcie komory spalania blokiem cylindrowym. Jest jednocześnie mechanizmem układu rozrządu oraz jego napędu od wału korbowego, oraz bazą do zamocowania wielu elementów osprzętu silnika. Głowica silnika musi zapewnić odpowiedni transport czynnika chłodzącego i smarującego.

W silnikach rzędowych zazwyczaj stosuje się jedną głowicą, nakrywającą wszystkie cylindry. Czasem występuje kilka głowic, które okrywają dwa lub trzy cylindry. W silnikach, w których czynnikiem chłodzącym jest powietrze, stosuje się pojedyncze głowice ze względu na ich szybkie nagrzewanie się. Najnowsze rozwiązania konstrukcyjne charakteryzują się umieszczeniem wału nad górną płytą głowicy oraz czterema zaworami na cylinder. Rozwiązanie to wymuszone jest odpowiednim napełnieniem i opróżnianiem cylindrów. Biorąc pod uwagę fakt, iż prędkości obrotowe rzędu 6 – 7 tys. obr./min. we współczesnych silnikach benzynowych są już normą, głowice muszą cechować się odpowiednią sztywnością, przez co ich odlewy często są bardzo skomplikowanej konstrukcji.

Odlew zazwyczaj wykonuje się ze specjalnego stopu aluminium lub żeliwa. Pierwszy z nich oczywiście jest bardziej podatny na uszkodzenia, jednak ma on bardzo dobre właściwości przewodzenia ciepła, przez co silnik zachowuje mniejszą gęstość i lepsze właściwości odlewnicze, niżeli ten wykonany z żeliwa. Innym plusem jest szybkie oddawanie ciepła podczas pracy silnika, dlatego obie te właściwości zdecydowały o stosowaniu głowic z aluminium.

W budowie głowicy musi być uwzględniona zarówno przestrzeń na kanały wylotowe, jak i wlotowe, przestrzenie na ciecz chłodzącą, gniazda świec, nadlewy dla popychaczy zaworów, osadzenie wsporników łożyska wałów rozrządu oraz wtryskiwaczy. Najbardziej podatnym miejscem na uszkodzenia jest styk kanału wylotowego z wlotowym, gdzie powstaje bardzo duża różnica temperatur.

Kanały dolotowe i wylotowe są skrupulatnie obliczane za pomocą metody elementów skończonych. Ich rozmieszczenie i kształt są idealnie zaprojektowane z uwzględnieniem wszystkich czynników. W przypadku dwóch kanałów dolotowych do cylindra każdy z nich ma swoją indywidualną funkcję. Jeden wytwarza silne zawirowania, a drugi usiłuje wprawić te zawirowania w ruch obrotowy wokół osi cylindra.

Ostatnim elementem głowicy, który jest bardzo istotny, to gniazda zaworowe. Ze względu na dość wysoki stopień obciążenia mogą być umieszczone w głowicy na wkręcanie, wcisk lub zagniatane. Na gniazda zaworowe używa się stali stopowej z zawartością chromu (30%), miedzi (2%), i ok. 0,3-0,4% krzemu i manganu.