Typen von Zylinderköpfen
Unter den Komponenten des Verbrennungsmotors müssen einige im oberen Teil der Zylinder sein oder daran befestigt sein. Solche Komponenten sind in erster Linie die Ansaug- und Auslassventile und die Zündkerzen. Ein typischer Zylinderkopf ist ein Metallblock, der auf den Zylindern sitzt, mit Ventilen und Zündkerzen für jeden eingebauten Zylinder und versiegelt gegen den Hauptmotorkörper, der die Zylinder enthält. Auf diese Weise enthält der Zylinderkopf die oberen Teile der Zylinder. Die Kühlmittelkanäle sind auch im Zylinderkopf in wassergekühlten Motoren enthalten.
Flathead Motor Zylinderköpfe
Dieses Motorkopfdesign wurde in frühen Motoren aufgrund seiner Einfachheit üblich. Es zeigte die Ventile selbst auf den Seiten der Zylinder gebaut, anstatt im oberen Bereich, mit dem unteren Teil des Kopfes enthalten Kammern für die Ventile zu steigen, um Einlass und Auspuff zu ermöglichen. Der Kopf war im Wesentlichen eine einzige Metallplatte ohne mechanische Teile, was die Herstellung und Montage einfach machte. Dieses Design bot auch einfachere und bessere Kühlmechanismen, verlor aber schließlich aufgrund starker Leistungseinschränkungen an Popularität, da der Luftstrom eine 90-Grad-Drehung erforderte, um in den Brennraum zu gelangen, was zu einer ineffizienten Kompression und schlechter Verbrennung führte. Ein weiterer Nachteil ist der komplizierte Abgasweg, der zu einer Überhitzung des Motors führt, indem die Abgase länger in ihm gehalten werden.
Overhead Valve (OHV) Motorzylinderköpfe
Diese Motorkopf-Designs finden sich in Motoren mit Zylinderblöcken, die die Nockenwelle enthalten. Der Kopf verfügt über Ansaug- und Funkenmechanismen sowie die Ventile, die mit mechanischen Schubstangen für Einlass und Auspuff betätigt werden. Dieses Design hilft, einige der Einschränkungen des Flachkopfdesigns zu erfüllen, was zu einer besseren Leistung bei gleichzeitiger Kompaktheit des Motors führt. Die Komplexität des Antriebs-Timing-Systems ist auch recht gering, da sich die Nockenwelle in der Nähe der Kurbelwelle befindet, eine kleine Kette – oder effizienter – ein direkter Getriebemechanismus, der sie verbindet.
Overhead Nockenwelle (OHC) Motorköpfe
Wie im Datsuns-Motorvergleich dargestellt, verfügen diese Köpfe – wie der Name schon sagt – über eine eingebettete Nockenwelle und sind daher komplexer als die zuvor diskutierten Typen. Dies eliminiert jedoch den Einsatz von Schubstangen, um Ventile zu betätigen, da sich die Nockenwelle direkt über den Ventilen befindet und sie direkt betätigen kann. Diese Köpfe gibt es in zwei Varianten: eine für Single Overhead Nockenwellenmotoren (SOHC) mit einer Nockenwelle, die in den Kopf eingebaut ist, und eine andere für DOHC-Motoren (Double Overhead Camshaft) mit zwei Nockenwellen im Kopf. In der letztgenannten Version ist eine der Nockenwellen für die Steuerung der Einlassventile zuständig, während die andere die Auspuffventile bedient. OHC-Köpfe verfügen zudem über mehrere Ventile pro Zylinder und moderne OHC-Motorköpfe verfügen über integrierte variable Ventil-Timing-Systeme für eine verbesserte Leistung.
