Bij een verbrandingsmotor zit de cilinderkop boven de cilinders bovenop het cilinderblok. Het sluit aan de bovenkant van de cilinder en vormt de verbrandingskamer. Deze verbinding wordt afgedicht door een koppakking.
Een cilinderkop bevindt zich meestal aan de bovenkant van het motorblok. Het dient als behuizing voor componenten zoals de in- en uitlaatkleppen, veren en klepstoters en de verbrandingskamer. Deze pagina behandelt de hoofdfunctie en verschillende ontwerpen van cilinderkoppen, en hun oorzaken en symptomen van defecten.
De doorgangen in de cilinderkop zorgen ervoor dat lucht en brandstof in de cilinder kunnen stromen, terwijl de uitlaatgassen eruit kunnen stromen. De passages worden anders poorten of traktaten genoemd. De cilinderkop leidt de koelvloeistof ook naar het motorblok, waardoor de motorcomponenten worden gekoeld. De cilinderkop maakt gebruik van een pakking die helpt voorkomen dat water of olie in de verbrandingskamers lekt.
De meeste fabrikanten van originele uitrustingen zijn gemaakt van gietijzeren cilinderkoppen. Een cilinderkop van gietijzer is duurzamer en goedkoper. Gietijzer is echter zwaar en biedt minder efficiëntie bij het afvoeren van warmte.
Om deze reden geven sommige fabrikanten de voorkeur aan cilinderkoppen van aluminium. Deze cilinderkoppen zijn veel lichter dan gietijzeren cilinderkoppen. Performance-auto's en raceauto's hebben doorgaans aluminium cilinderkoppen.
Auto's met inline (rechte) motoren hebben één cilinderkop en auto's met V-motoren hebben twee cilinderkoppen, één voor elke cilinderbank. In sommige voertuigen, waar cilinderbanken zich zeer dicht bij de V-motor bevinden, is één cilinder voldoende. Grote industriële voertuigen kunnen één kop per cilinder hebben. Dit maakt het vervangen van een cilinderkop veel betaalbaarder.
Dankzij de cilinderkop kan de motor op maximale capaciteit presteren door verbinding te maken met de inlaat- en uitlaatspruitstukken om de brandstof en lucht die de zuigers van de motor in beweging brengen snel te verbranden.
Het inlaatspruitstuk voert lucht in de kop, waar het wordt verbrand met brandstof om uitlaatgassen te produceren, die door het uitlaatspruitstuk worden uitgestoten.
Het is belangrijk dat de in- en uitlaatkleppen, die de in- en uitlaat van relevante gassen mogelijk maken, op de juiste tijden openen en sluiten om de motor soepel te laten draaien.
De meest voorkomende reden voor een defecte cilinderkop is oververhitting, bijvoorbeeld veroorzaakt door verlies van koelvloeistof, defecte koppakking of een beperkte doorstroming van koelvloeistof.
In extreme gevallen kan een gebarsten of beschadigde cilinderkop leiden tot terminale schade aan de gehele motor! U moet eventuele problemen zo snel mogelijk oplossen om te proberen dit te voorkomen.
Cilinderkoppen kunnen ook kromtrekken vanwege de enorme druk die erop wordt uitgeoefend door extreme temperatuurschommelingen. Dit betekent dat het geen vlak oppervlak meer biedt om de koppakking in de juiste positie te houden, wat later tot dure problemen kan leiden in de vorm van grote reparaties of totale vervanging van de motor.
Kromtrekken is met name een probleem voor cilinderkoppen van aluminium. Verschillende motoren hebben verschillende tolerantieniveaus voor het kromtrekken van de cilinderkop - sommige kunnen een hoge mate van kromtrekken weerstaan en toch effectief werken. Als je cilinderkop kromtrekt, kun je hem misschien naar een monteur brengen die gespecialiseerd is in het opnieuw uitlijnen. Zo niet, dan heb je waarschijnlijk een vervanging nodig.
De symptomen van een defecte cilinderkop zijn divers. Het is belangrijk dat bestuurders ze zo snel mogelijk kunnen herkennen, zodat eventuele schade beperkt blijft. Als de cilinderkop defect raakt, zal dit ertoe leiden dat de motor (en bij uitbreiding het voertuig) uitvalt.
De meest voorkomende reden voor het falen van een cilinderkop is oververhitting veroorzaakt door koelvloeistofverlies, een defecte koppakking of een beperkte koelvloeistofstroom. In extreme gevallen kan een gebarsten of beschadigde cilinderkop leiden tot terminale schade aan de gehele motor.
Verbrandingsmotoren warmen zeer snel op. Zoals de naam al aangeeft, zijn ze ontworpen om kleine, gecontroleerde explosies te bevatten.
Veel van de energie in het verbrandingsproces gaat eigenlijk verloren aan thermische energie, in plaats van te worden omgezet in kinetische energie om het voertuig aan te drijven. Dit is een bijproduct van hun ontwerp dat kan worden verzacht, maar nooit helemaal kan worden geëlimineerd.
De nummer één oorzaak van een gebarsten cilinderkop is oververhitting. Wanneer een motor oververhit raakt, kunnen de onderdelen ervan onder druk komen te staan tot ver boven de hittedrempel waartegen deze is ontworpen.
Omdat de meeste koppen van aluminium zijn gemaakt, kunnen ze kromtrekken of barsten als de motor warm genoeg wordt.
Een motor kan om verschillende redenen oververhit raken, waarvan de meeste te wijten zijn aan een defect onderdeel in het koelsysteem. Enkele mogelijke oorzaken worden hieronder beschreven.
Lees meer: Wat te doen als de motor van uw auto oververhit raakt?
Door lucht in het koelsysteem kunnen zich hete plekken vormen, waarbij een deel van de motor veel heter is dan het deel dat door de temperatuursensor wordt gemeten. Dit gebeurt omdat lucht de warmte niet zo effectief kan overbrengen als een vloeistof.
Als er lucht op één plek vastzit, weg van de koelvloeistoftemperatuursensor, kan de temperatuursensor de hotspot mogelijk niet oppikken. U weet misschien niet dat uw auto warm wordt totdat de schade al is aangericht.
Bovendien kan een luchtlek in het koelsysteem de druk in het koelsysteem verlagen. Vloeibare koelvloeistof kookt eerder bij een lagere druk.
Als de waterpomp uitvalt, kan de koelvloeistof niet goed door de motor circuleren. De koelvloeistof in de radiateur is misschien lekker koud, maar de koelvloeistof rond de watermantels in de kop en het blok zal extreem heet zijn.
Zonder pomp kan de koelvloeistof alleen circuleren via het natuurlijke convectieproces, dat veel te langzaam is om overtollige warmte af te voeren voordat de motor oververhit raakt.
Verbrandingsmotoren zijn het meest efficiënt wanneer ze draaien op de bedrijfstemperatuur waarvoor ze zijn ontworpen.
De normale bedrijfstemperatuur van een motor is nog steeds voldoende heet genoeg om u te verbranden - meestal rond de 190 tot 210 graden Fahrenheit (85 tot 99 graden Celsius). Als de motor onder deze temperatuur draait, neemt het brandstofverbruik, de emissies en de slijtage toe.
Een thermostaat blokkeert koelvloeistof uit de radiator totdat de koelvloeistof in de motor de gewenste temperatuur bereikt. Zodra de doeltemperatuur is bereikt, gaat de thermostaat open zodat koelvloeistof op omgevingstemperatuur de motor kan binnendringen en deze afkoelt totdat de thermostaat koud genoeg is om te sluiten. De cyclus gaat door terwijl de motor draait.
Als de thermostaat open blijft staan, zal je auto waarschijnlijk behoorlijk koud worden. Dit komt omdat de koelvloeistof van het hele systeem 100% van de tijd door de radiator circuleert en zelden de kans krijgt om volledig op te warmen.
Als de thermostaat gesloten blijft, zal uw motor vrij gemakkelijk oververhitten. De hete koelvloeistof kan nergens heen om af te koelen. In een mum van tijd kun je bij sommige motoren de verwarming gebruiken als een kleine radiator.
De effectiviteit van deze methode hangt af van de grootte van de verwarmingskern en hoe het koelsysteem wordt geleid.
Als er te veel koelvloeistof lekt, heb je uiteindelijk niet genoeg om de motor goed te koelen. U kunt een behoorlijke hoeveelheid koelvloeistof verliezen voordat deze oververhit raakt, maar het is een goed idee om regelmatig het overloopreservoir en de radiator te controleren om er zeker van te zijn dat u bijgevuld bent.
Als u een koelvloeistoflek opmerkt, is het een goed idee om uw radiateurdop te controleren. Het is een goedkoop onderdeel met serieuze gevolgen als het faalt.
Een goede garage zou een cilinderkop voor slechts $ 75 moeten kunnen repareren en reviseren, maar het kan ook honderden dollars kosten om hetzelfde werk te doen. Dit is afhankelijk van de waarde van de cilinderkop en de prijs die u krijgt om deze te repareren als deze een scheur ontwikkelt of niet meer zo goed werkt als zou moeten. In veel gevallen kan het de moeite waard zijn om gewoon een nieuwe te kopen.
De kosten van het repareren van een gebarsten cilinderkop zijn afhankelijk van het merk en model van het voertuig waarin het zich bevindt. U kunt er zeker van zijn dat het ten minste $ 500 kost, inclusief arbeids- en onderdelenkosten.
Als je de hele cilinderkop zou vervangen, zou het gemiddeld slechts $ 200 tot $ 300 kosten voor onderdelen. Met arbeid van ongeveer $ 90 tot $ 100 per uur, komt dit neer op ongeveer $ 500 voor de baan. Dit veronderstelt echter dat de cilinderkop van aluminium is, zoals tegenwoordig in de meeste auto's.
Als de cilinderkoppen moeilijk toegankelijk zijn (zoals bij Subarus, omdat ze een boxermotorlay-out gebruiken), kunnen de arbeidskosten aanzienlijk hoger zijn.
Als u een ouder voertuig of een duurder voertuig heeft, heeft u waarschijnlijk een cilinderkop van ijzer. Aangezien ijzer een duurder materiaal is dan aluminium, kijk je misschien naar $ 500 alleen voor de onderdelen.
De arbeid kan ook meer uren nodig hebben om deze reparatie correct uit te voeren. Daarom zou u $ 1.000 kunnen betalen om een gebarsten cilinderkop van ijzer te repareren.
