A função do cabeçote do cilindro é vedar o cilindro, formar um espaço de combustão junto com o pistão e suportar a ação de gás de alta temperatura e alta pressão. O cabeçote do cilindro é submetido a cargas mecânicas causadas por forças de gás e aperto de parafusos do cilindro, bem como altas cargas térmicas devido ao contato com gás de alta temperatura. Para garantir uma boa vedação do cilindro, o cabeçote do cilindro não deve ser danificado ou deformado. Por esse motivo, o cabeçote do cilindro deve ter resistência e rigidez suficientes.
A função do cabeçote do cilindro é selar o gás, formar um espaço de combustão junto com o pistão e suportar a ação de gás de alta temperatura e alta pressão. A condição de trabalho do cabeçote do cilindro é:
1) O cabeçote do cilindro é submetido a gás de alta temperatura e alta pressão, o que resulta em força significativa de pré-aperto do parafuso e alto estresse mecânico.
(2) A estrutura do cabeçote do cilindro é complexa e o campo de temperatura é severamente irregular, resultando em alto estresse térmico. Em casos graves, pode causar rachaduras e deformação geral do cabeçote do cilindro
Portanto, os requisitos de projeto para o cabeçote do cilindro são
(1) Ter rigidez e resistência suficientes, com deformação mínima durante a operação, garantindo a vedação.
(2) Disponha razoavelmente a câmara de combustão, as válvulas e as passagens de ar para garantir o desempenho de trabalho do motor.
(3) Boa processabilidade, campo de temperatura uniforme tanto quanto possível, estresse térmico reduzido e fenômeno de rachadura térmica evitado.
Os cabeçotes de cilindro são geralmente fundidos em ferro fundido cinzento de alta qualidade ou ferro fundido de liga, enquanto os motores a gasolina usados em carros geralmente usam cabeçotes de cilindro de liga de alumínio. A liga de alumínio tem boa condutividade térmica, o que é benéfico para melhorar a taxa de compressão do motor. Em segundo lugar, tem excelente desempenho de fundição e é adequado para fundir peças com estruturas complexas. Mas é necessário prestar atenção ao resfriamento do cabeçote de liga de alumínio e controlar a temperatura de seu plano inferior abaixo de 300 graus. Caso contrário, o superaquecimento do plano inferior causará deformação plástica e empenamento.
O cabeçote do cilindro é um componente em forma de caixa com uma estrutura complexa. Há furos para os assentos das válvulas de admissão e escape, furos de guia de válvula, furos de montagem de velas de ignição (para motores a gasolina) ou furos de montagem de injetores usinados nele. Há também camisas d'água, portas de admissão e escape e câmaras de combustão ou partes da câmara de combustão fundidas dentro do cabeçote do cilindro. Se o eixo de comando for instalado no cabeçote do cilindro, também há furos de mancais de came usinados ou assentos de mancais de came e suas passagens de óleo lubrificante no cabeçote do cilindro.
O cabeçote de motores refrigerados a água tem três formas estruturais: integral, segmentada e monolítica. Em um motor multicilindro, se todos os cilindros compartilham o mesmo cabeçote, o cabeçote é chamado de cabeçote integral; Se houver um cabeçote para cada dois cilindros ou um cabeçote para cada três cilindros, então o cabeçote é um cabeçote segmentado; Se cada cilindro tiver um cabeçote, é um cabeçote de cilindro de tipo único. Todos os motores refrigerados a ar têm um único cabeçote.