AUTORIDE

Wałek rozrządu: Jak to działa i czego o nim nie wiedziałeś?

Wał rozrządczy
Publié le Traduit avec l'aide de l'IA à partir de notre article original (source : autoride.io)

Wałek rozrządu to wałek, który otwiera zawory dolotowe i wydechowe silnika spalinowego, umożliwiając w ten sposób napełnianie lub opróżnianie cylindrów. Wałek rozrządu to obrotowa dźwignia, na której znajdują się krzywki.

Liczba krzywek na wałku rozrządu zależy od liczby cylindrów w jednym rzędzie silnika oraz liczby zaworów na cylinder.

Table des matières

Funkcja wałka rozrządu w pigułce

Krzywki mają kształt jajka i są obracane w różnych kierunkach, zgodnie z wymaganiami rozrządu zaworowego każdego cylindra. W przypadku silników czterosuwowych zawór otwiera się tylko raz na dwa obroty wału korbowego.

Oznacza to, że jeśli korba wał obraca się z prędkością 2000 obrotów na minutę, to wałek rozrządu obraca się tylko 1000 razy na minutę.

Elementy wałka rozrządu

Wał rozrządczy

Wałek rozrządu składa się z kilku kluczowych elementów, w tym:

  • krzywki krzywkowe: te wypustki w kształcie jajka sterują rozrządem zaworów poprzez naciskanie na popychacze lub wahacze, które otwierają zawory.
  • Łożyska wałka rozrządu: Łożyska te umożliwiają płynne obracanie się wałka rozrządu w bloku silnika lub głowicy cylindrów.
  • Osie wałka rozrządu: Osie służą jako punkty podparcia łożysk wałka rozrządu.
  • Napęd zębaty lub łańcuch rozrządu: Łączy wałek rozrządu z wałem korbowym, dzięki czemu są one odpowiednio zsynchronizowane.

Rodzaje wałków rozrządu

Istnieją trzy główne typy wałków rozrządu, z których każdy ma unikalne cechy:

  • Wałki rozrządu z płaskim popychaczem: te wałki rozrządu wykorzystują płaską powierzchnię popychacza, która styka się z krzywką. Wałki rozrządu z płaskimi popychaczami są generalnie bardziej przystępne cenowo, ale mogą mieć ograniczony potencjał wydajnościowy ze względu na ich niższy udźwig.
  • Rolkowe wałki rozrządu: Rolkowe wałki rozrządu wyposażone są w łożysko wałeczkowe na popychaczu stykające się z krzywką, zmniejszając tarcie i umożliwiając wyższe profile podnoszenia i czasu trwania. Te wałki rozrządu oferują lepszą wydajność, ale są droższe.
  • Wałki rozrządu ze zmiennymi fazami rozrządu (VVT): Wałki rozrządu VVT (zmienne fazy rozrządu) umożliwiają płynną regulację faz rozrządu, zapewniając w ten sposób lepsze osiągi i efektywność w szerokim zakresie zakres obrotów.

Otwieranie i zamykanie zaworów

Animacja przedstawiająca stale obracające się krzywki

W przypadku funkcji zaworu najważniejsze jest to, jak bardzo zawór jest otwarty i jak długo jest otwarty. Jeśli chcemy wycisnąć z silnika jak najwięcej mocy, musimy wprowadzić do cylindra jak najwięcej mieszanki paliwowo-powietrznej. Dlatego zawory dolotowe muszą być otwierane tak często, jak to możliwe i tak długo, jak to możliwe.

Jednak zawory wydechowe muszą być również otwarte jak najmocniej i na jak najdłużej, aby z cylindra mogła wydostać się maksymalna ilość spalin. Krzywka nie dotyka popychacza zaworu, gdy zawór jest zamknięty. Jeśli wałek rozrządu obraca się, krzywka zaczyna przesuwać się po popychaczu zaworu, popychając sprężynę zaworu i powodując otwarcie zaworu.

Jeżeli krzywka przesunie maksymalnie popychacz zaworu, spowoduje to maksymalne otwarcie zaworu. Wysokość górnej (najwyższej części) krzywki określa maksymalny skok zaworu. Maksymalny skok zaworu musi mieć określony limit. W przeciwnym razie zawór i tłok mogłyby się spotkać, prowadząc w konsekwencji do zniszczenia silnika.

Kształt krzywki wałka rozrządu określa prędkość i czas otwarcia zaworu. Krzywki o bardziej zaokrąglonym kształcie nazywane są ostrymi krzywkami i tym samym pozwalają na dłuższe otwarcie zaworu.

Ciekawe fakty na temat wałka rozrządu

  • Pochodzenie historyczne: koncepcja wałka rozrządu sięga czasów starożytnych cywilizacji, w których wałki rozrządu napędzane wodą były używane w różnych maszynach. Zastosowanie wałków rozrządu w silnikach spalinowych rozpoczęło się pod koniec XIX wieku.
  • Wpływ na dźwięk silnika: Charakterystyczny dźwięk mocniejszych silników jest często wynikiem agresywnego profilu wałka rozrządu, co skutkuje wyjątkowym dźwiękiem wydechu dzięki rozrządowi zaworów.
  • Podwójne wałki rozrządu: Silniki o wysokich osiągach często wykorzystują podwójną krzywkę górną (DOHC), która pozwala na lepszą kontrolę rozrządu zaworowego i wyższą moc wyjściową.
Głowica cylindrów DOHC z wałkiem rozrządu (zaznaczona na niebiesko)

Często zadawane pytania dotyczące wałka rozrządu

P: Jak mogę stwierdzić, czy mój wałek rozrządu jest zużyty lub uszkodzony?

Odpowiedź: Objawy zużytego lub uszkodzonego wałka rozrządu mogą obejmować zmniejszoną moc silnika, nadmierny hałas rozrządu lub mniejsze zużycie paliwa. Ważne jest, aby dokładnie sprawdzić mechanizm rozrządu i, jeśli to konieczne, skonsultować się z profesjonalnym mechanikiem w celu przeprowadzenia diagnostyki.

P: Czy wałek rozrządu o bardziej agresywnym profilu jest zawsze lepszy pod względem osiągów?

Odpowiedź: Niekoniecznie. Podczas gdy agresywne profile wałków rozrządu mogą zwiększać moc przy wysokich obrotach, moment obrotowy przy niskich obrotach i właściwości jezdne mogą ucierpieć. Idealny wybór wałka rozrządu zależy od przeznaczenia silnika i pożądanego zakresu mocy.

P: W jaki sposób zmienne fazy rozrządu (VVT) wpływają na działanie wałka rozrządu?

Odpowiedź: Systemy VVT umożliwiają ciągłą regulację rozrządu zaworowego, zapewniając lepsze osiągi i efektywność w szerokim zakresie obrotów. Technologia ta umożliwia dokładniejsze sterowanie zaworami oraz optymalizację mocy i momentu obrotowego bez utraty właściwości jezdnych i zużycia paliwa.

Wniosek

Wałek rozrządu odgrywa kluczową rolę w działaniu silnika spalinowego, ponieważ steruje otwieraniem i zamykaniem zaworów, które umożliwiają dopływ mieszanki paliwowo-powietrznej do komory spalania i spalin.