Téměř všechny čtyřdobé pístové spalovací motory mají mechanismus distribuce plynu na bázi vačkového hřídele.Vše o vačkových hřídelích, jejich stávajících typech, konstrukci a vlastnostech práce, stejně jako o správné volbě a výměně hřídelů, si přečtěte navrhovaný článek.
Účel vačkového hřídele a jeho místo v pohonné jednotce
Vačkový hřídel (RV, camshaft) je součástí mechanismu distribuce plynu (časování) pístových čtyřdobých spalovacích motorů, který řídí proces výměny plynů;Kovová hřídel s lisovanými vačkami speciálního profilu, která zajišťuje otevírání a zavírání ventilů za účelem nasávání hořlavé směsi nebo vzduchu do válce a uvolňování výfukových plynů v souladu s pohybem pístů a chodem všech válce.
Časování je jedním z hlavních systémů pístového spalovacího motoru, díky němu je zajištěn přívod směsi vzduch-palivo (u karburátorových motorů) nebo vzduchu (u vstřikovačů a dieselových motorů) do válců a výfukové plyny jsou uvolňovány z válců pouze v přesně definovaných okamžicích.Výměna plynu se provádí pomocí ventilů zabudovaných v každém válci a jejich pohon a synchronizace práce s klikovým mechanismem a dalšími systémy pohonné jednotky je prováděna jednou částí - vačkovým hřídelem.
RV je pověřeno řadou klíčových funkcí:
● Pohon (přímý nebo nepřímý přes mezičásti) sacích a výfukových ventilů;
● Zajištění synchronního chodu rozvodu s ostatními systémy pohonné jednotky;
● Zajištění otevírání a zavírání sacích a výfukových ventilů v souladu se stanoveným časováním ventilů (pro sání a výfuk plynů při určitém úhlu natočení klikového hřídele vůči TDC a začátku/konci zdvihů);
● V některých případech pohon různých mechanismů a komponentů, včetně těch, které pracují synchronně s rozvodem (rozdělovač zapalování, olejové čerpadlo atd.).
Hlavní úlohou RV je řídit činnost časovacích ventilů v souladu s konstrukčními fázemi časování ventilů této konkrétní pohonné jednotky.Díky speciální konstrukci zajišťuje vačkový hřídel otevírání a zavírání všech ventilů pouze ve správný čas, nastavuje úhly jejich překrytí při určitých zdvihech atd. Opotřebený, zdeformovaný nebo poškozený vačkový hřídel narušuje fungování pohonné jednotky nebo zcela vyřadí z provozu, vyžaduje taková hřídel okamžitou výměnu.Před nákupem nového dílu byste však měli porozumět stávajícím typům RV, jejich struktuře a použitelnosti.
Typy, konstrukce a vlastnosti vačkových hřídelů
Obecně je RV vyroben ve formě kovového hřídele malého průměru, na kterém je vytvořeno několik prvků:
● Vačky;
● Podpěrné krky;
● ozubený a/nebo excentrický pohon různých mechanismů;
● Ponožka pro montáž hnací řemenice/převodovky.
Hlavními prvky vačkového hřídele jsou vačky, jejichž počet v motoru bez mechanismu změny fáze odpovídá celkovému počtu ventilů (jak u sání, tak u výfuku).Vačky mají složitý kapkovitý profil, když se RV otáčí, vačky zajíždějí a vyjíždějí z tlačníků, čímž zajišťují pohon ventilů.Díky zvláštnostem profilu vačky je dosaženo nejen otevírání a zavírání ventilů, ale také jejich udržování v otevřeném stavu po určitou dobu, překrývající se v souladu s fázemi atd.
Vrcholy všech vaček jsou vůči sobě posunuty, což zajišťuje sekvenční chod všech válců v souladu s pořadím určeným pro konkrétní pohonnou jednotku.U RV pro čtyřválcové motory jsou vrcholy vaček jednoho válce posunuty o 90 stupňů, u šestiválcových motorů - o 60 stupňů, u osmiválcových motorů ve tvaru V - o 45 stupňů atd. často najdete výjimky kvůli konstrukčním vlastnostem motoru.
RV se instaluje do bloku nebo hlavy motoru pomocí nosných čepů ve speciálně navržených otvorech nebo lůžkách.RV spočívá na rozebíratelných (vložky) nebo jednodílných (pouzdra) valivých ložiskách vyrobených ze speciálních slitin s nízkým koeficientem tření.V ložiskách jsou vytvořeny otvory pro přívod motorového oleje do čepů z obecného systému mazání motoru.V ložisku jednoho z čepů (obvykle předních nebo zadních) je proveden přítlačný kroužek nebo jiné zajišťovací zařízení zabraňující axiálním pohybům RV.
Na jakémkoli vhodném místě RV lze vytvořit spirálové ozubené kolo nebo excentr pro pohon různých jednotek.Pomocí ozubeného kola se většinou realizuje pohon olejového čerpadla nebo rozdělovače a pomocí excentru se realizuje pohon olejového čerpadla.U některých typů RV jsou oba tyto prvky přítomny, u moderních motorů naopak tyto prvky nejsou přítomny vůbec.
Před hřídelí je patka, na kterou je pomocí pera a šroubu nasazena hnací řemenice nebo ozubené kolo.Zde může být také umístěno odnímatelné protizávaží, které zajišťuje vyvážení vačkového hřídele v přítomnosti excentru pohonu čerpadla nebo jiných asymetrických částí na něm.
RV se dělí do několika skupin podle způsobu instalace a množství v jednom motoru, typu pohonu, použitelnosti v různých typech rozvodů a některých konstrukčních vlastností.
Podle způsobu instalace jsou vačkové hřídele rozděleny do dvou hlavních skupin:
● Instalace přímo do bloku motoru (motory se spodní hřídelí);
● Montáž do hlavy bloku (motory s horním hřídelem).
Ve spodních hřídelích obvykle nejsou žádné další prvky, jejich mazání se provádí olejovou mlhou v klikové skříni a přívodem oleje pod tlakem do nosných čepů přes pouzdra.V horních hřídelích je často podélný kanál a v nosných čepech se provádí příčné vrtání - tím je zajištěno mazání čepů aplikací oleje pod tlakem.
Vačkové hřídele různých typů motorů
Motor může mít jeden nebo dva RV, v prvním případě jeden hřídel zajišťuje pohon všech ventilů, ve druhém případě jeden hřídel zajišťuje pohon pouze sacích ventilů, druhý pouze výfukových ventilů.V souladu s tím počet vaček na celkovém RV odpovídá počtu všech ventilů a na každém ze samostatných RV je počet vaček poloviční než celkový počet ventilů.
RV může být poháněno řemenem, řetězem nebo ozubeným kolem přímo spojeným s ozubením klikového hřídele.Dnes se nejčastěji používají první dva typy servomotorů, protože ozubený pohon je méně spolehlivý a obtížně se seřizuje (vyžaduje značnou demontáž jednotky pro fáze nastavení nebo opravu).
Nakonec lze všechny RV rozdělit do dvou skupin podle typu mechanismu distribuce plynu, ve kterém mohou fungovat:
● Pro motory s konvenčním rozvodem;
● Pro jednotky s časováním s variabilním časováním ventilů.
Ve vačkových hřídelích druhého typu mohou být další vačky posunuté pod malým úhlem vzhledem k hlavní vačce - s jejich pomocí jsou ventily poháněny při změně fáze.Také tyto hřídele mohou mít speciální prvky pro otáčení, přemísťování celého dílu podél osy atd.
RV všech typů a provedení jsou vyrobeny z oceli nebo litiny, povrchy vaček ocelových RV jsou navíc tepelně zpracovány (kalení vysokofrekvenčními proudy), vačky litinových RV jsou běleny (bělení zvýšením rychlosti ochlazování odlitku) - tím se dosáhne zvýšení odolnosti dílů proti opotřebení.Hotové hřídele jsou vyváženy, aby se snížilo házení, a teprve poté jsou instalovány na motor nebo odeslány do obchodních řetězců.
Jak správně vybrat a vyměnit vačkový hřídel
Vačkový hřídel časem podléhá opotřebení, na jeho vačkách se tvoří třísky a tvrdnutí a za určitých podmínek je díl částečně nebo úplně zničen.Ve všech těchto případech by měla být hřídel vyměněna za novou.Tato práce vyžaduje značnou demontáž motoru a dodatečné seřizovací operace, proto je lepší ji svěřit odborníkovi nebo autoservisu.
Vačkový hřídel a jeho místo v rozvodu
Pro výměnu je nutné vzít pouze vačkový hřídel typu a modelu, který byl na motoru nainstalován dříve.Často se za účelem vyladění nebo zlepšení chodu motoru používají hřídele s jiným profilem a uspořádáním vaček, ale taková výměna by měla být provedena až po provedení nezbytných výpočtů.Spolu s hřídelí je také nutné zakoupit nová pouzdra nebo vložky, někdy je nutné vyměnit řemenici, hnací ozubené kolo rozdělovače a další díly.Práce na výměně hřídele by měly být prováděny pouze v souladu s pokyny pro opravu motoru, poté se provede vloupání.
Při správné volbě a výměně vačkového hřídele bude celé časování motoru fungovat spolehlivě a s jistotou a zajistí fungování pohonné jednotky ve všech režimech.
Čas odeslání: 13. července 2023