tl dr: Culatas (comúnmente simplemente llamados «culatas») son la gran pieza de metal que tapa y sella el extremo del orificio del cilindro.

Tipos de culatas:

Hay tres tipos básicos de culatas :

• Culata de cilindro de cabeza plana : estas culatas se utilizaron en motores más antiguos como los motores Ford de cabeza plana (como se ve a continuación). La protuberancia ovalada en la parte superior de la culata de cilindros es para el flujo de refrigerante. El refrigerante fluiría hacia arriba desde el bloque y a través de pasajes en la cabeza (entre los orificios de los pernos) y hacia afuera a través de este puerto ovalado en la parte superior.

  

• Cabezal de válvula superior (OHV ) : este tipo de culata se ha utilizado mucho desde la década de 1950 y todavía se utiliza en la actualidad. Estas cabezas tienen las válvulas ubicadas dentro de ellas en lugar de en el bloque como la cabeza plana. Las válvulas se accionan indirectamente desde la leva a través de un tren de válvulas, que generalmente consta de elevadores (empujadores), varillas de empuje y balancines. Una cabeza OHV generalmente se parece a estas cabezas de Chevrolet a continuación. En la imagen, la superficie plana de la cabeza (lado derecho de la imagen) es la parte que mira hacia el bloque del motor. El lado izquierdo es donde ve las puntas de las válvulas, los resortes de las válvulas, los retenedores y los fiadores. Encima de estos es donde verías los balancines si estuvieran instalados.

  

• Overhead Cam Head (OHC) – Este tercer tipo de cabeza generalmente tiene el árbol de levas co-ubicado con la leva. Se llama «por encima de la cabeza», porque la leva en realidad reside sobre la parte superior de la cabeza. El OHC puede tener una configuración simple (SOHC) o doble (DOHC). (Puede obtener más información sobre las diferencias entre SOHC y DOHC en esta publicación de SE ). Aquí hay algunas imágenes que muestran cabezas OHC:

  

  En esta imagen, es un poco difícil de ver, pero hay un árbol de levas (se puede ver el engranaje único a la izquierda de la cabeza) que se extiende a lo largo de la cabeza. Este único árbol de levas acciona las válvulas de admisión y escape que se encuentran en la cabeza.

  

  En esta imagen de un DOHC, puede ver los dos ejes de levas (busque dos engranajes a la derecha de la cabeza en la imagen). con DOHC, las válvulas se pueden accionar directamente (como en esta imagen) o con el uso de balancines.

Anatomía de una cabeza de cilindro

• Primero, expliquemos un poco la cabeza de cilindro de cabeza plana. Como dije antes, Básicamente es solo un trozo plano de metal que sella la parte superior del cilindro. En la imagen de arriba, la parte superior de la imagen (como dije) es la parte plana. Las muescas en la cabeza (la parte casi en forma de corazón) es la cámara de combustión. Aquí es donde la mezcla de aire y combustible tiene espacio para arder cuando el pistón está en el punto muerto superior (TDC) durante el encendido, entre los ciclos de compresión y potencia de un motor de ciclo Otto.

• Para comprender mejor qué constituye la mayoría de las otras culatas de cilindros, repasemos algunos de los conceptos básicos (Nota: algunas de estas cosas se mencionaron anteriormente, pero las explicaré mejor aquí). :

• Cabeza de cilindro desnuda : este es el componente principal de toda la estructura. Todos los demás componentes de los que hablaremos están unidos a la cabeza desnuda i n alguna forma o fasion.

• Válvula : generalmente enterrada dentro de la cabeza, esta es la parte que permite que la mezcla de aire / combustible ingrese a la cámara de combustión y los gases de escape salgan durante esa parte del ciclo Otto. La válvula es accionada en el momento preciso por el árbol de levas.Aquí hay una imagen representativa de una válvula:
• Resorte de válvula : Esto mantiene la válvula cerrada cuando no está abierta. Los resortes de válvula pueden estar compuestos de uno, dos o incluso tres diferentes porciones de resorte (dependiendo de la necesidad de diseño). Por lo general, solo los motores de muy alto rendimiento necesitan las presiones de resorte involucradas con tres (o triples) resortes. Aquí hay una imagen representativa de un resorte de válvula (estos son resortes de colmena, llamados así debido a su shape):

• Retenedor de resorte de válvula : El retenedor de resorte de válvula mantiene el resorte ubicado en el resorte. El retenedor está ubicado en el extremo superior del resorte (lejos del Mantiene el resorte en su lugar mientras simultáneamente se conecta a la válvula a través de trabas e más abajo). Aquí hay una imagen representativa de un retenedor:

  

• Bloqueo de retención : El bloqueo de retención (o llave) está encajado entre punta de la válvula y el retenedor. Se produce un ajuste de interferencia debido a la presión del resorte que empuja hacia arriba la cerradura, el ángulo de las cerraduras en relación con el vástago recto de la válvula y la pequeña pestaña que encaja en la válvula. Aquí hay una imagen representativa de un candado de retención:

  

  Esto es la mitad de un par de candados. También puede ver el ángulo que se crea, junto con la pequeña pestaña que conecta la cerradura al vástago de la válvula.

• Sello de la válvula : el sello de la válvula está ubicado alrededor del vástago de la válvula en la parte superior de la guía de la válvula (ver más abajo) debajo del resorte de la válvula. Proporciona un sello para evitar que el aceite se filtre (o se bombee) hacia los conductos de admisión y escape. Aquí hay una imagen representativa de un sello de válvula:

  

  En la imagen, puede ver dos válvulas (en la parte inferior derecha y en la izquierda). El sello de la válvula es el resorte que rodea la válvula, la pieza de polímero debajo de ella y el metal que está debajo.

• Guía de válvulas : la guía de válvulas hace exactamente lo que su nombre indica – guía la válvula. La guía de la válvula es una pieza de metal separada, generalmente hecha de hierro fundido o bronce. La guía está separada del cabezal, por lo que se puede reemplazar si es necesario cuando se reconstruye un cabezal. Se introduce en el cabezal y proporciona una forma de mantener la válvula ubicada específicamente mientras permite que la válvula se mueva hacia arriba y hacia abajo durante el ciclo de apertura / cierre. Hay muchos tipos y aplicaciones diferentes para cada uno. Aquí hay una imagen representativa de diferentes guías de válvula:

  

• Asiento de la válvula : El asiento de la válvula es un material endurecido martillado en la cabeza, luego corte en ángulos específicos para, junto con la válvula, crear un sello que mantenga los gases durante el proceso de combustión bloqueados en la cámara de combustión. Los asientos de las válvulas generalmente están hechos de algún tipo de aleación de hierro, ya que tiende a resistir los rigores de una válvula de apertura / cierre durante su vida útil. Puede encontrar asientos en cabezas de hierro fundido (la mayor parte del tiempo), pero siempre encontrará asientos de válvulas en cabezas de aluminio. Sin estos, la válvula movería el aluminio fuera del camino y pronto se dañaría. Aquí hay un representante imagen de un asiento de válvula:

  

  En la imagen, he agregado dos óvalos amarillos. El asiento de la válvula se encuentra entre los dos óvalos. El asiento es la parte que está descolorida y parece mecanizada en ángulo. Cuando los asientos están colocados, se mecaniza un lugar en la cabeza donde luego se introducirá el asiento. Luego, el asiento se corta en ángulos específicos para que la válvula haga un contacto perfecto con el asiento y cree un sello positivo. También puede ver en la imagen, en el centro de los círculos, la guía de la válvula sobresaliendo hacia usted.

• Asiento de resorte : Dependiendo del fabricante de la culata y del diseño de la culata, también puede haber un asiento de resorte, que puede proteger la culata de los daños causados por el resorte. Como habrá adivinado, el asiento del resorte se monta a horcajadas sobre la guía de la válvula y se coloca entre el resorte y la cabeza. Por lo general, los verá en las cabezas de aluminio.En esta área, un fabricante también puede colocar cuñas de resorte de válvula para ajustar la altura del resorte correctamente.

  Aquí hay una imagen de la mayoría de las piezas descritas anteriormente y cómo encajan todas juntas (destrozadas, por supuesto) :

  

• Cámara de combustión : La cámara de combustión es donde ocurre toda la acción. La forma de este, además de las válvulas y la cúpula (o plato) del pistón, da forma a cómo viaja el frente de la llama después de que ocurre la ignición del aire / combustible. Una cámara de combustión puede tener muchos tamaños y formas diferentes. Todo depende de lo que se necesite para el motor en particular. A continuación se muestra una imagen representativa de una cámara de combustión de puerto cerrado de Chevy (BBC) de bloque grande. En la imagen, puede ver la cara de las válvulas de admisión (válvula más grande) y de escape (válvula más pequeña). Justo al lado derecho de las válvulas (a las 4 en punto de las válvulas) hay un orificio roscado. Aquí es donde sobresale la bujía.

  

  

  Aquí hay una cabeza OHV muy básica. Puede ver las diferentes partes de la cabeza anotadas para una mejor comprensión. Todas las cabezas con válvulas en ellos funcionan bastante de la misma manera, pero se pueden organizar de diferentes maneras como se ha visto en las imágenes anteriores. Aquí hay otra imagen que muestra la sección transversal de cómo las válvulas, el canal de admisión y el canal de escape pueden estar situados dentro del cabezal:

  

• Puertos de admisión / escape : Los puertos de admisión y escape son la parte de la culata que permite que la mezcla de aire / combustible ingrese al cilindro y que los gases de escape salgan del cilindro. El tamaño, la forma y la textura de estos pueden ayudar o dificultar la forma en que se produce el flujo de aire. Un mayor caudal conlleva una mayor potencia y par motor. Aquí hay una imagen representativa de una vista en corte de un puerto:

  

• Bits adicionales & Piezas : Durante el vaciado de las cabezas, se incorporan conductos de refrigerante. Esto permite que la cabeza elimine el exceso de calor del proceso de combustión.

Un cuarto tipo de cabeza, el jughead. En los Buicks antiguos antes de la década de 1920, era una válvula superior pero la cabeza no era removible, las válvulas eran removibles porque estaban en jaulas pero la cabeza no lo estaba. Para quitar la cabeza había que bajar más abajo y quitar todo mitad superior del motor, incluidas las jarras. Por eso se llamaba motor jughead.

«Cabeza» en general se refiere a un extremo o cierre de una pieza que contiene presión, como la culata de un motor, las cabezas de un recipiente a presión, las cabezas de un barril, etc. Nada que ver específicamente con las juntas. Y un segundo uso de «cabeza» para la presión, como una «cabeza de vapor». La definición que usa «cabeza» para significar un extremo se ha utilizado generalmente como; cabeza de un perno o pasador, etc.