I en förbränningsmotor sitter cylinderhuvudet ovanför cylindrarna ovanpå cylinderblocket. Den stängs i toppen av cylindern och bildar förbränningskammaren. Denna skarv är tätad med en topppackning.
Ett cylinderhuvud är vanligtvis placerat på toppen av motorblocket. Den fungerar som hölje för komponenter som insugs- och avgasventiler, fjädrar och lyftare samt förbränningskammaren. Den här sidan täcker huvudfunktionen och olika utformningar av cylinderhuvuden, och deras orsaker och symtom på fel.
Passagerna i cylinderhuvudet tillåter luft och bränsle att flöda inuti cylindern samtidigt som avgaserna kan strömma ut ur den. Gångarna kallas annars för hamnar eller trakter. Cylinderhuvudet kanaliserar även kylvätskan in i motorblocket och kyler därmed ner motorkomponenterna. Topplocket använder en packning som hjälper till att förhindra att vatten eller olja läcker in i förbränningskamrarna.
De flesta tillverkare av originalutrustning är gjorda cylinderhuvuden av gjutjärn. Ett cylinderhuvud av gjutjärn är mer hållbart och billigare. Emellertid är gjutjärn tungt och ger en lägre effektivitet när det gäller att avleda värme.
Av denna anledning föredrar vissa tillverkare att använda cylinderhuvuden gjorda av aluminium. Dessa cylinderhuvuden är mycket lättare än cylinderhuvuden i gjutjärn. Prestandabilar och racerbilar har vanligtvis cylinderhuvuden i aluminium.
Bilar med inline (rak) motorer har ett cylinderhuvud och bilar med V-motorer har två cylinderhuvuden, ett för varje cylinderbank. I vissa fordon, där cylinderbankerna är mycket nära V-motorn, är en cylinder allt som behövs. Stora industrifordon kan ha ett huvud per cylinder. Detta gör det mycket billigare att byta cylinderhuvud.
Cylinderhuvudet tillåter motorn att prestera med maximal kapacitet genom att ansluta till insugnings- och avgasgrenrören för att möjliggöra snabb förbränning av bränsle och luft som rör motorns kolvar.
Insugningsröret matar in luft i huvudet, där det förbränns med bränsle för att producera avgaser, som drivs ut genom avgasgrenröret.
Det är viktigt att insugnings- och avgasventilerna, som tillåter in- och utsläpp av relevanta gaser, öppnar och stänger vid rätt tidpunkter för att hålla motorn igång smidigt.
Den vanligaste orsaken till topplocksfel är överhettning orsakad av till exempel kylvätskeförlust, topplocksfel eller begränsat kylvätskeflöde.
I extrema fall kan ett sprucket eller skadat topplock resultera i terminalskador på hela motorn! Du måste ta itu med eventuella problem så snart som möjligt för att försöka förhindra att detta händer.
Cylinderhuvuden kan också skeva på grund av det enorma tryck som läggs på dem av extrema temperaturförändringar. Detta innebär att den inte längre ger en plan yta för att hålla topplockspackningen i rätt läge, vilket kan leda till dyra problem senare i form av större reparationer eller total motorbyte som krävs.
Vridning är ett särskilt problem för cylinderhuvuden gjorda av aluminium. Olika motorer har olika toleransnivåer för vridning av cylinderhuvudet – vissa kan motstå en stor mängd vridning samtidigt som de fungerar effektivt. Om ditt cylinderhuvud blir skevt kanske du kan ta det till en mekaniker som är specialiserad på att justera dem – annars behöver du förmodligen en byte.
Symptomen på cylinderhuvudfel är olika – det är viktigt att förarna kan känna igen dem så snabbt som möjligt så att eventuella skador kan begränsas. Om cylinderhuvudet går sönder leder det till att motorn (och i förlängningen fordonet) går sönder.
Den vanligaste orsaken till topplocksfel är överhettning orsakad av kylvätskeförlust, topplocksfel eller begränsat kylvätskeflöde. I extrema fall kan ett sprucket eller skadat topplock resultera i terminalskador på hela motorn.
Förbränningsmotorer värms upp mycket snabbt. Som namnet antyder är de designade för att innehålla små, kontrollerade explosioner.
Mycket av energin i förbränningsprocessen går faktiskt förlorad till termisk energi, istället för att omvandlas till kinetisk energi för att driva fordonet. Detta är en biprodukt av deras design som kan mildras men aldrig elimineras helt.
Den främsta orsaken till ett sprucket cylinderhuvud är överhettning. När en motor överhettas kan dess komponenter belastas långt över den värmetröskel som den är designad för att tåla.
Eftersom de flesta huvuden är gjorda av aluminium kan de skeva eller spricka när motorn blir tillräckligt varm.
En motor kan överhettas av flera skäl, varav de flesta beror på en felaktig komponent i kylsystemet. Några möjliga orsaker beskrivs nedan.
Läs mer: Vad ska du göra om din bilmotor överhettas?
Luft i kylsystemet kan tillåta att heta fläckar bildas, där en del av motorn är mycket varmare än den del som mäts av temperatursensorn. Detta beror på att luft inte kan överföra värme lika effektivt som en vätska kan.
Om luft fångas på ett ställe bort från kylvätsketemperatursensorn kan det hända att temperatursensorn inte tar upp den heta platsen. Du kanske inte vet att din bil är varm förrän skadan redan är skedd.
Dessutom kan ett luftläckage i kylsystemet minska trycket i kylsystemet. Det är mer sannolikt att flytande kylvätska kokar vid ett lägre tryck.
Om vattenpumpen misslyckas kommer kylvätskan inte att kunna cirkulera ordentligt genom motorn. Kylvätskan i kylaren kan vara skön och kall, men kylvätskan som omger vattenmanteln i huvudet och blocket kommer att vara extremt varm.
Utan en pump kommer kylvätskan endast att kunna cirkulera via den naturliga konvektionsprocessen, som är alldeles för långsam för att ta bort överskottsvärme innan motorn överhettas.
Förbränningsmotorer är mest effektiva när de körs vid den driftstemperatur de konstruerades för.
En motors normala driftstemperatur är fortfarande tillräckligt varm för att skålla dig - vanligtvis runt 190 till 210 grader Fahrenheit (85 till 99 grader Celsius). Att köra motorn under denna temperatur ökar bränsleförbrukningen, utsläppen och slitaget.
En termostat blockerar kylvätskan från kylaren tills kylvätskan i motorn når måltemperaturen. När måltemperaturen har uppnåtts, öppnas termostaten för att tillåta kylvätska vid omgivningstemperatur att komma in i motorn, kyler den tills termostaten är tillräckligt kall för att stängas. Cykeln fortsätter medan motorn går.
Om termostaten har fastnat öppen kommer din bil förmodligen att bli ganska kall. Detta beror på att kylvätskan från hela systemet cirkulerar genom kylaren 100 % av tiden och sällan får en chans att värma upp helt.
Om termostaten är stängd kommer din motor att överhettas ganska lätt. Den varma kylvätskan har ingenstans att ta vägen för att svalna. I ett nafs låter vissa motorer dig använda värmaren som en liten kylare.
Effektiviteten av denna metod beror på storleken på värmarens kärna och hur kylsystemet är dirigerat.
Om för mycket kylvätska läcker ut kommer du till slut inte att ha tillräckligt för att kyla motorn ordentligt. Du kan förlora en anständig mängd kylvätska innan du överhettar, men det är en bra idé att regelbundet kontrollera överflödesbehållaren och kylaren för att se till att du är påfylld.
Om du märker en kylvätskeläcka är det en bra idé att kontrollera ditt kylarlock. Det är en billig del med några allvarliga konsekvenser om den misslyckas.
Ett bra garage borde kunna reparera och renovera ett cylinderhuvud för så lite som $75, men det kan också kosta hundratals dollar att göra samma jobb. Detta kommer att bero på värdet på cylinderhuvudet och det pris du är citerad för att reparera det om det utvecklar en spricka eller slutar fungera så effektivt som det borde. I många fall kan det vara värt att helt enkelt köpa en ny.
Kostnaden för att reparera ett sprucket cylinderhuvud varierar beroende på fordonets märke och modell. Du kan vara säker på att det kommer att kosta minst 500 USD, vilket inkluderar kostnader för arbete och delar.
Om du skulle byta ut hela cylinderhuvudet skulle det bara kosta $200 till $300 i genomsnitt för delar. Med arbetskraft på omkring $90 till $100 per timme, kommer detta ut till ungefär $500 för jobbet. Detta förutsätter dock att cylinderhuvudet är tillverkat av aluminium som de är i de flesta bilar nuförtiden.
Om cylinderhuvudena är svåra att komma åt (som de är på Subarus, eftersom de använder en boxermotorlayout), kan arbetskostnaderna bli betydligt högre.
Om du har ett äldre fordon eller ett dyrare fordon har du förmodligen ett cylinderhuvud av järn. Eftersom järn är ett dyrare material än aluminium, kanske du tittar på 500 USD bara för delarna.
Arbetet kan också kräva fler timmar för att detta reparationsjobb ska utföras korrekt. Därför kan du titta på 1 000 USD för att reparera ett sprucket cylinderhuvud av järn.
