실린더헤드 구조 살펴보기 - 연소 및 점검/정비/부착방법

실린더헤드는 엔진의 성능을 결정하는 중요한 부품으로서, 헤드 가스켓을 사이에 두고 실린더블록에 볼트로 설치되며, 피스톤 및 실린더와 함께 연소실을 형성합니다.
수랭식 엔진의 헤드는 전체 실린더 또는 몇 개의 실린더로 나누어 일체 주조하면 냉각용 물 재킷이 마련되어 있습니다.

"내연 기관의 동력 발생 장치 중 하나이며, 실린더에 신선한 공기를 공급하고 연소된 가스를 배출하도록 하는 장치"

실린더헤드는 실린더블록의 상부에 위치하며, 내열, 내압성이 요구되기 때문에 최근에는 알루미늄 합금제를 사용해 제조되고 있습니다.

* 실린더 헤드의 구조 (엔진형식에 따라 상이함)
상부 - 밸브구동시스템
측면 - 혼합기가 연소실로 들어가는 흡기포트 및 연소가스를 배출하는 배기포트
내부 - 실린더 블록에서 올라온 냉각수가 순환하는 워터 재킷

실린더헤드

 

■ 실린더헤드 연소실의 구비조건 (효율적인 연소)

압축행정 끝에서 강한 와류를 일으키게 할 것
엔진의 출력을 높일 수 있을 것
연소실 내의 표면적은 최소가 되도록 할 것
가열되기 쉬운 돌출부를 두지 말 것
노크를 일으키지 않는 형상일 것
밸브 면적을 크게 하여 흡배기 작용이 원활하게 되도록 할 것
열효율이 높으며 배기가스에 유해한 성분이 적을 것
화염 전파에 소요되는 시간을 가능한 짧게 할 것

■ 연소실의 종류

ⓐ I-헤드형 엔진의 연소실
반구형, 쐐기형, 지붕형 욕조형 등
ⓑ L-헤드형 엔진의 연소실
리카도형, 와트 모우형, 제인 웨이형, 편편형 등

 

■ 헤드 가스켓

ⓐ 보통 가스켓
구리판이나 강철판으로 석면을 감싸서 제작한 것
ⓑ 스킬 베스토 가스켓
강철판의 양쪽면에 흑연을 혼합한 석면을 압착하고 표면에 다시 흑연을 발라서 제작하며, 고열, 고 부하 및 고 압축에 잘 견딤
ⓒ 스틸 가스켓
강철판으로만 얇게 제작한 것

■ 실린더헤드 정비하기

(1) 실린더헤드 탈착하는 방법
실린더헤드 볼트를 풀 때에는 변형을 방지하기 위해 대각선의 바깥쪽에서 중앙을 향해 풀어야합니다. 헤드 볼트를 푼 후 실린더헤드가 잘 탈착되지 않으면 나무 해머로 두드리거나 기관의 압축 압력을 이용하고 기관의 무기를 이용해 헤드만을 걸어 올리는 작업을 수행해봅니다.
스크루드라이버나 정 등을 사용하여 실린더헤드와 블록의 접함면 사이에 넣고 지렛대질을 해서 떼어내면 절대 안됩니다.

(2) 실린더헤드 균열점검
균열점검은 육안검사, 염색탐상(레드체크)법, 자기탐상법 등이 있으며, 균열은 과격한 열적부하(엔진이 과열하였을 때 급랭시킴)와 겨울철 냉각수 동결 등이 원인입니다.

(3)실린더 헤드 변형점검
실린더헤드는 헤드가스켓의 불량, 볼트의 불균일한 조임, 엔진의 과열 또는 냉각수의 동결 등에 의해서 변형이 일어납니다. 변형이 되었는지 점검을 하는 방법은 곧은 자 또는 직각자, 필러 게이지를 이용해 점검해봅니다.

(4) 실린더헤드 부착방법
실린더 블록에 접착제를 바른 후 가스켓을 설치하고, 가스켓 윗면에 접착제를 바른 후 실린더헤드를 설치합니다. 이때 헤드볼트는 중앙에서부터 대각석으로 바깥쪽을 향해 2~3회 나누어 조입니다. 최종적으로 규정 값으로 조이기 위해 토크 렌치를 사용합니다.