La funció de la culata és segellar el cilindre, formar un espai de combustió juntament amb el pistó i suportar l'acció del gas a alta temperatura i alta pressió. La culata està sotmesa a càrregues mecàniques causades per les forces del gas i els cargols del cilindre d'estrenyiment, així com a càrregues tèrmiques elevades a causa del contacte amb gas a alta temperatura. Per garantir un bon segellat del cilindre, la culata del cilindre no s'ha de danyar ni deformar. Per aquest motiu, la culata ha de tenir prou força i rigidesa.
La funció de la culata és segellar el gas, formar un espai de combustió juntament amb el pistó i suportar l'acció del gas a alta temperatura i alta pressió. L'estat de treball de la culata és:
1) La culata està sotmesa a alta temperatura i gas a alta pressió, la qual cosa dóna lloc a una força important de pre-estrenyiment del cargol i a una gran tensió mecànica.
(2) L'estructura de la culata és complexa i el camp de temperatura és molt desigual, el que resulta en una gran tensió tèrmica. En casos greus, pot provocar esquerdes i deformació general de la culata
Per tant, els requisits de disseny de la culata són
(1) Tenir una rigidesa i resistència suficients, amb una deformació mínima durant el funcionament, garantint el segellat.
(2) Organitzeu raonablement la cambra de combustió, les vàlvules i els passos d'aire per garantir el rendiment del motor.
(3) Bona processabilitat, camp de temperatura uniforme tant com sigui possible, redueix l'estrès tèrmic i evita el fenomen de cracking tèrmic.
Les cuades de cilindres es fan generalment de fosa grisa d'alta qualitat o de ferro colat d'aliatge, mentre que els motors de gasolina que s'utilitzen als cotxes sovint utilitzen culatas d'aliatge d'alumini. L'aliatge d'alumini té una bona conductivitat tèrmica, la qual cosa és beneficiosa per millorar la relació de compressió del motor. En segon lloc, té un excel·lent rendiment de fosa i és adequat per a peces de fosa amb estructures complexes. Però cal parar atenció al refredament de la culata d'aliatge d'alumini i controlar la temperatura del seu pla inferior per sota dels 300 graus. En cas contrari, el sobreescalfament del pla inferior provocarà deformació plàstica i deformació.
La culata és un component en forma de caixa amb una estructura complexa. Hi ha forats per als seients de les vàlvules d'admissió i d'escapament, forats de guia de vàlvules, forats de muntatge de bugies (per a motors de gasolina) o forats de muntatge d'injectors mecanitzats. També hi ha camins d'aigua, ports d'admissió i d'escapament i cambres de combustió o parts de la cambra de combustió fosa dins de la culata. Si l'arbre de lleves està instal·lat a la culata, també hi ha forats de coixinets de lleves mecanitzats o seients de coixinets de lleves i els seus passos d'oli lubricant a la culata del cilindre.
La culata dels motors refrigerats per aigua té tres formes estructurals: integral, segmentada i monolítica. En un motor de múltiples cilindres, si tots els cilindres comparteixen la mateixa culata, la culata s'anomena culata integral; Si hi ha una culata per cada dos cilindres o una per cada tres cilindres, aleshores la culata és una culata segmentada; Si cada cilindre té una culata, és una culata d'un sol tipus. Tots els motors refrigerats per aire tenen una sola culata.