Zylinderkopf
Anwendungsbereiche für Zylinderköpfe
Der Zylinderkopf gehört zu den wichtigsten Komponenten des Motors. Die Silbitz Group stellt Zylinderköpfe für Schiffsmotoren und Bahnanwendungen her. Weitere Einsatzbereiche sind Motoren für die Sicherstellung der Energieversorgung, die in der industriellen Anwendung zur Erzeugung von Strom benötigt werden. Dabei sind die Zylinderköpfe sowohl in stationären als auch in beweglichen Motoren im Einsatz. Möchten Sie mehr erfahren, dann kontaktieren Sie uns gerne über das unten stehende Kontaktformular.
Ein zentraler Bestandteil für einen Verbrennungsmotor
Der Zylinderkopf schließt den Verbrennungsraum eines Verbrennungsmotors nach oben ab. Die Bezeichnung „oben“ ist hierbei aus Sicht des oszillierenden Kolbens zu verstehen. Auch bei Boxermotoren sowie bei Motoren, die hängend eingebaut sind (wie Flugzeugmotoren), spricht man daher von einem Zylinderkopf, obwohl dieser hier räumlich nicht oben liegt. Bei allen modernen Viertaktmotoren beherbergt er die Ein- und Auslasskanäle und die Ventilsteuerung für die Gaswechselvorgänge, Ölkanäle für die Schmierung des Ventiltriebs und bei wassergekühlten Motoren auch Kühlmittelkanäle, bei Ottomotoren die Zündkerzen, bei Otto-Direkteinspritzern auch die Einspritzventile beziehungsweise bei Dieselmotoren die Einspritzdüsen und die Glühkerzen. Durch die komplizierte Herstellung gehört der Zylinderkopf neben dem Motorblock zu den aufwendigsten und kostenintensivsten Bauteilen eines Motors.
Merkmale
Der Zylinderkopf ist speziell der Funktion des betreffenden Motors gefertigt. Dieses bedeutet, dass er speziell für einen Motor konstruiert, dimensioniert und gefertigt wird.
Der Zylinderkopf wird in seiner Leistung und Funktion individuell auf den betreffenden Motor abgestimmt. Die Konstruktion des Zylinderkopfs ist davon abhängig, ob es sich um einen Zweitakt- oder einen Viertaktmotor handelt. Der Aufbau dessen ist beim Zweitaktmotor deutlich einfacher. Bei Viertaktmotoren sind verschiedene Strömungskanäle in den Zylinderköpfen erforderlich. Zu diesen gehören die Strömungskanäle für das Ein- und Auslassen des Gasgemischs. Weiterhin sind Ölkanäle integriert, durch die die permanente Versorgung des Motors mit Schmierstoff sichergestellt wird. Da das Motoröl bei Zweitaktmotoren dem Kraftstoff beigemischt ist, finden sich die Ölkanäle ausschließlich bei Viertaktmotoren wieder.
Bei Motoren mit Wasserkühlung sind Kühlkanäle in dem Zylinderkopf integriert.
Herstellung
Zylinderköpfe werden aus hochwertigen Gusseisenwerkstoffen gegossen. Während des Betriebs der Motoren wirken sehr hohe Kräfte auf den Zylinderkopf. Aus diesem Grund ist es erforderlich, dass der Gusseisenwerkstoff die erforderlichen mechanischen Eigenschaften besitzt und sehr gute Temperaturwechselbeanspruchungen aufweist. Die Abmessungen und der Aufbau des Zylinderkopfs orientieren sich an den konstruktiven Anforderungen des Motors. Die Herstellung eines Zylinderkopfs in der Gießerei stellt den Gießer vor eine besondere Herausforderung. Die Konstruktion und Auslegung der einzelnen Kerne sowie der Zusammenbau der Kerne aus quarzgebundenen Formstoffen bildet das Grundgerüst der späteren Form. Die Kerne bilden dabei den Innenbereich, z.B. Kühl- und Schmierkanäle, des Zylinderkopfs. Unter Einsatz der 3D-Frästechnik und einer speziellen Simulationssoftware für die Erstarrungsprozesse werden die Risiken der fertigungsbedingten Fehler minimiert. Nach dem Gießprozess wird der Zylinderkopf einem Reinigungsprozess, Putzen, Schleifen, Strahlen, sowie einem mechanischen Bearbeitungsprozess unterzogen. Der so entstehende Zylinderkopf ist nach der mechanischen Bearbeitung und der vorgeschriebenen Druckprüfung in einem einbaufertigen Zustand.
