Archiwum ciąg dalszy. Tym razem zapraszam na tekst o wałkach rozrządu autorstwa Przemka K. Tekst w oryginale.
Wałek rozrządu (camshaft, bumper) jest jednym z najważniejszych elementów czterosuwowego silnika spalinowego. Służy do sterowania zaworami dolotowymi i wydechowymi. Ma za zadanie otwierać i zamykać je w odpowiednim czasie.
Są wałki seryjne i sportowe.
Taką wiedzą na ten temat dysponuje ogromna większość ludzi, którzy uważają się za dobrych mechaników i “tunerów”. Dlatego postanowiłem opisać tutaj (prawie) wszystko, co jest mi wiadomo w tym temacie.
Parametry statyczne:
Max wznios profilu L (lift): jest to różnica między wysokością profilu h, w przypadku krzywek ukośnych średnią wysokością profilu, a średnicą koła podstawowego r. Od tego parametru zależy wznios zaworu,który teoretycznie(na hydraulicznych popychaczach)powinien być równy wzniosowi profilu. Oczywiście tak się nie dzieje (m.in. z powodu ściśliwości oleju w popychaczach, a także luzów w układzie rozrządu, w typowym rozrządzie OHV jest 5 punktów luzu). Dlatego można założyć że: wznios zaworu(LV)<wznios profilu(Lp) Wzory na wyliczenie różnicy przedstawię innym razem.
Ramp R: jest to częśc profilu trwająca przez base circle r aż do zmiany wzniosu(czyli od końca zamkniecia zaworu do początku jego otwarcia)
Nose radius (NR): promień szczytowej części profilu(może nie jest to dokładnie tak, ale dla naszych celów jest to wystarczająca definicja)
Flank: część profilu zawarta między ramp a nose radius.To właśnie ten parametr ma największy “udział’ w zmiennym ruchu popychacza.
Inflection point: punkt w którym wznios profilu przemienia się z pozytywnego na negatywny.Punkt ten jest w teorii równy z maksymalnym wzniosem.
Parametry dynamiczne:
Velocity (prędkość): jest wyrażana w jednostkach prędkości kątowej (najcześciej in/deg). Zależy od obrotów silnika i generalnie im większa,tym większe będą różnice międzydanymi katalogowymi a realnymi. Np różnica między wzniosem przy prędkości 1000rpm a 5000rpm może sięgać nawet 10%, co w skrajnych przypadkach może doprowadzić do zderzenia tłoka z zaworem.
Acceleration(przyśpieszenie): jest to po prostu zmiana prędkości,wyrażana w jednostkach przyśpieszenia kątowego.
Jerk (Szarpnięcie): jest to zmiana akceleracji w czasie.
To tyle jeśli chodzi o profile, a teraz parametry całych wałków, głównie to się przyda przy doborze wałka do danego silniczka.
1.IVO: (Intake Valve Open) jest to czas otwarcia zaworu dolotowego wyrażony w stopniach obrotu wału korbowego (Crank Degrees). To wydarzenie musi nastąpić przed BTDC(Before Top Dead Center) czyli przed górnym martwym punktem.
2.EVO: (Exhaust Valve Open) jest to czas otwarcia zaworu wydechowego wyrażony również w CD,z tym że następuje ono przed BBDC (Before Bottom Dead Center), czyli dolnym martwym punktem.
3.IVC: (Intake Valve Closed) czas zamknięcia zaworu dolotowego w CD,następuje ono w ABDC (After Bottom Dead Center), czyli po dolnym martwym punkcie.
4.EVC: (Exhaust Valve Closed) zamykanie zaworu wydechowego, ATDC, czyli: After Top Dead Center co rozumiemy jako:po górnym martwym punktem.
Jednostka: jak zwykle CD.
Z takimi oznaczeniami można spotkać się raczej w europejskich publikacjach, natomiast w Stanach używa sie innych terminów, w folderach reklamowych spotykamy się z oznaczeniami typu:
Intake duration, exhaust duration, lobe centerline, intake centerline. Mając takie coś, nie zorientujemy się od razu jakie parametry ma dany wałek. Można to sobie obliczyć, próbowałem, ale nikomu tego nie polecam. Bardzo dobrym rozwiązaniem jest załatwienie sobie programu Desktop Dyno, może być shareware, byleby to była nowsza wersja. Poznamy ją po tym że w głównym menu będzie opcja CAM MATH. Tam wprowadzamy dane z reklam i od razu mamy je podane w powyższej formie, tzn IVO, EVO itd.
O wałkach to by było na tyle, jednak przy okazji chciałbym omówić pozostałe elementy rozrządu, są to:
Popychacze
Drążki popychaczy
Dźwignie zaworowe
Zawory.
Popychacze są to elementy przenoszące ruch z krzywki na drążek popychacza. Są to bardzo odpowiedzialne części i na nich nie wolno oszczędzać. Przy prędkości silnika wynoszącej 5000rpm, wałek rozrządu kręci się z prędkością 2500rpm a siła tarcia popychaczy o krzywki jest olbrzymia, nawet przy seryjnych sprężynach zaworowych. Dlatego muszą być wykonywane z bardzo twardych materiałów (przynajmniej same stopki).To jeszcze nie było by takim wielkim problemem, ale jest jeszcze jeden warunek: popychacze muszą być maksymalnie lekkie, aby zmniejszyć ogólną bezwładność układu rozrządu. Zasada jest prosta: im mniejsza bezwładność układu rozrządu, tym większe obroty wyciśniemy z tego silnika (oczywiście to nie jest jedyny warunek).
Główne rodzaje popychaczy:
Zwykłe (solid) – najprostsze popychacze, wymagają ustawienie luzu zaworowego, jednak mają niską cenę i całkiem dobre osiągi. Uwaga: do każdego rodzaju popychaczy są inne rodzaje wałków rozrządu, nie można kupić sobie solidów w miejsce hydrauli bez zmiany wałka.
Hydrauliczne(hydraulic) – najczęściej spotykane, stosowane od lat 50, kupując Camaro, FBirda, Mustanga, lub inny tego typu samochód mamy 99% pewności, że są tam właśnie hydrauliczne popychacze. Jest to doskonałe rozwiązanie dla tych, którzy chcą po prostu pojeżdzić, ale nie daje to maksymalnych osiągów.
Rolkowe (Roller) – w miejscu stopki popychacza znajduje się ułożyskowana rolka. Popychacze rolkowe występują w dwóch wersjach: solid i hydraulic, jednak są o wiele lepsze od tych bez rolek, jako że mają siłę tarcia o ok 30% mniejszą od zwykłych i dzięki temu silnik jest mocniejszy o kilka koni. Aby uniemożliwić przekręcenie się popychacza w prowadnicy łączy się je parami za pomocą ruchomych złączek. Są one bardzo drogie i dlatego stosowane głównie przez profesjonalistów np. w NASCAR.
Drążki popychaczy: tutaj nie ma zbyt wielkich wymagań, praktycznie każdy produkt obecny na rynku spełnia wszystkie kryteria, a więc: sztywność, twardość, brak tendencji do wpadania w drgania.
Dżwignie zaworowe:są trzy rodzaje:
Seria: co tu dużo pisać, jakie są każdy widzi: ciężkie, niedokładnie wykonane, najczęściej wyrobione.
Lekkie: podobne do serii, ale o wiele lepiej wykonane, najczęściej stosowane w projektach amatorskich.
Rolkowe: najczęściej wykonane są ze stopów lekkich, mają bardzo małe opory tarcia. Niestety są bardzo drogie.
I w końcu same zawory. Tutaj nie ma co wiele pisać. Wymienia się je najczęściej razem z głowicami, większość nowych głowic ma zamontowane zawory. Na rynku liczy się praktycznie tylko Manley i to zawory tej firmy są zakładane do większości głowic.