W tym wpisie wyjaśnię wam różnice między rodzajami rozrządu, oraz co powoduje że wykorzystany jest taki, a nie inny rozrząd.
Rozrząd to coś co ma w samochodzie każdy z nas. No prawie, bo samochody elektryczne bądź Koenigseggi Gemera rozrządu nie mają. W każdym razie, my dziś nie o tym, my dziś o tym, jakie są najpopularniejsze sposoby budowy rozrządu. Ważna uwaga, dziś nie będzie o tym jak rozrząd obsługiwać, bo to macie prawdopodobnie napisane w instrukcji obsługi pojazdu.
Czym jest rozrząd?
Słowo rozrząd pojawia się często, szczególnie u mechanika. Wiemy, że trzeba go czasem wymienić i to w sumie tyle. Ale po co on jest? Rozrząd napędza zawory w naszym silniku przez które do komory spalania dostaje się powietrze i jeśli macie wtrysk pośredni paliwo. I na rozrządzie spoczywa nie lada odpowiedzialność. Gdy rozrząd nawali silnik może nadawać się tylko na śmietnik. No ale, takie sytuacje to raczej rzadkość. Dziś skupimy się na tym jakie są najpopularniejsze sposoby budowy rozrządu.
OHV - Over Head Valves
Zaczynamy od najprostszej budowy rozrządu. OHV przez niektórych zwany “Ochłapem”, to konstrukcja stosowana w bardzo dziwnej mieszance pojazdów. Uważajcie, OHV miały Polonezy i Duże Fiaty oraz Chevrolety czy inne pojazdy General Motors. Poszukajcie silników serii LS i zobaczcie w jakiej ilości modeli były stosowane. Mimo różnorodności modeli z silnikami OHV są one nazywane przestarzałymi. Nie do końca słusznie, bo pomimo technologii znanej od pierwszej połowy XXw. do tej pory ten rodzaj rozrządu ma swoje zalety. Po pierwsze, jest tani, brak długich pasków czy łańcuchów napędzających rozrząd mocno obniża koszta produkcji. Paski i łańcuchy mogą być w tej konstrukcji krótkie, dlatego, że wałek rozrządu znajduje się w kadłubie silnika, tuż obok korbowodu. Zawody otwierają się dzięki popychaczom, które przenoszą siłę na zawory. Mimo pozornej komplikacji związanej z zastosowaniem długich popychaczy (muszą iść przez całą wysokość bloku silnika) to ten rodzaj rozrządu jest tańszy w produkcji oraz co ważniejsze mniejszy. Mniejszy jest wybitnie istotną cechą, bo pozwala zastosować silnik o większej pojemności w mniejszej przestrzeni silnikowej. Przypomnijmy sobie Monte Carlo SS, które miało napęd na przód i wielkie V8 umieszczone w poprzek z przodu. Taka jest potęga silników OHV, mieszczą się wszędzie. Niestety wadą tych silników jest to, że ze względu na długie popychacze nie kręcą się one zbyt wysoko. Zwykle 5,5-6,5 tysięcy obrotów to limit dla powszechnie stosowanych silników o takiej konstrukcji.
SOHC - Single OverHead Camshaft
Silniki SOHC to niestety w głównej mierze pieśń przeszłości. Znaczy stety niestety. Stety dlatego, że SOHC są podobnej wielkości do DOHC (do którego przejdziemy), ale mają zwykle mniej mocy, ale także są mniej skomplikowane. Dobra, ale jak działa SOHC? Tak samo jak w przypadku OHV obecny jest tylko jeden wałek rozrządu, ale jest on w głowicy, nie w bloku. Oznacza to, że pasek jest dłuższy, ale za to pozbywamy się długich popychaczy. Zaleta jest taka, że przez brak wcześniej wspomnianych popychacze silniki SOHC kręcą się wyżej niż OHV. Nie oznacza to, że ich czerwone pola są kosmicznie wysoko, ale nawet 7,5-8 tysięcy obrotów jest realne. Oczywiście, większość kręci się znacznie niżej, na przykład moje Saxo z osiąga limiter obrotów przy 6200rpm. Dlaczego się ich nie stosuje? Obecnie taniej i łatwiej jest zrobić ten sam silnik z układem DOHC i ograniczyć go komputerem pokładowym, niż zmieniając całą górę silnika.
DOHC - Dual Overhead Camshaft
Silniki DOHC to spora większość obecnie produkowanych silników. Nie są najtańsze w produkcji, ani najmniej skomplikowane, nie są także najmniejsze, ale mają szereg innych zalet. Może nie do końca są one związane z tym jak silnik upchnąć pod maską, a raczej jego pracą. Tutaj niestety na chwilę będziemy musieli wejść w bebechy silnika nieco głębiej, ale jest to konieczne by dobrze zrozumieć dlaczego to rozrząd DOHC dominuje rynek motoryzacyjny. Jak zapewne wiecie, rozrząd powoduje ruch zaworów. I te zawory dzielą się na dwa rodzaje. Są zawory ssące, które dostarczają powietrze (i często paliwo, acz nie zawsze) oraz zawory wydechowe przez które silnik pozbywa się spalin. Te drugie potem prowadzą do kolektorów wydechowych i coraz częściej turbo. Wracając, jednym z powodów stosowania silników DOHC, jest to, że każdy z wałków rozrządu otwiera i zamyka inne zawory. Jeden ssące, drugi wydechowe. To pozwala na inne rozplanowanie krzywek (tych wypustek w wałku rozrządu) i osiągnięcie lepszego przepływu mieszanki (paliwa z powietrzem) przez komorę spalania. Dzięki lepszej pracy zaworów, można również zwiększyć stopień sprężania dzięki czemu silniki uzyskuje więcej mocy z tej samej pojemności. Interesującą zaletą tych silników jest również fakt, że silniki DOHC kręcą się najwyżej ze wszystkich wymienionych konstrukcji, niektóre mają czerwone pole zaczynające się powyżej 9 tysięcy obrotów na minutę.
Pozostałe rodzaje rozrządu
Wcześniej wspomniane konstrukcje rozrządu to tylko najpopularniejsze konstrukcje. Są jeszcze pewne rozwiązania, których się nie stosuje, bądź dopiero wchodzą na rynek i są na razie tylko technologicznymi ciekawostkami.
Silniki dolnozaworowe – To może nie jest bardzo inne rozwiązanie od wcześniej wspomnianego OHV, ale jednak warto o nim wspomnieć. Tak jak w zwykłym OHV zawory znajdują się w głowicy, tak we Flatheadach i innych silnikach o tej konstrukcji zawory znajdują się na dole komory spalania w bloku silnika. Ograniczało to rozwój tych jednostek, bo nie można ruszyć komory spalania w żaden sposób, bo jeśli zwiększy się ruch zaworu to uderzy on w górną część komory spalania. Jeśli powiększymy komorę spalania, to prędzej czy później zabraknie nam głowicy. Oczywiście, mimo ograniczeń tych silników to właśnie one zaczęły szał modyfikacji samochodów.
Silniki Wankla – Już gdzieś pisałem o Wanklach, faktem pozostaje, że te silniki są bardzo nietypowe głównie dlatego, że… nie mają rozrządu. Nie potrzebują gdyż tym rodzaju silnika spalanie i dostarczanie mieszanki następuje w sposób ciągły i zawory nie byłyby potrzebne.
FreeValve – Freevalve jest całkowitą nowinką w świecie samochodów, do tej pory pojawił się tylko w jednym modelu – Koenigseggu Gemera (którego widziałem na własne oczy!). Sama Gemera jednak na razie jest tylko w fazie konceptu, żaden egzemplarz nie trafił do klienta na moment pisania tych słów. Ale czym jest FreeValve? Jak się zapewne domyślacie, wałki rozrządu napędzane z silnika zabierają mu część mocy oraz to jak otwierają się zawory nie jest w stanie być regulowane “w locie”. Są ustawione raz w fabryce i tyle. FreeValve natomiast “uwalnia zawory”, są one otwierane przez silniczki elektryczne, bez obecności wałków, popychaczy czy pasków. Oznacza to, że to komputer decyduje o tym jak otwarte są zawory i na jak długo. Pozwala to poprawić osiągi i zmniejszyć spalanie. Same zalety. Do tego jest tańsze w produkcji, bo nie trzeba się przejmować większością skomplikowanych metalowych elementów. BTW, jest człowiek, który sam zrobił FreeValve’a w swojej maździe MX-5, możecie zobaczyć jak to wygląda klikając TUTAJ.
Jeśli jest coś jeszcze co was interesuje…
Możecie zajrzeć w kategorię “Jak to działa” na górze bloga, lub kliknąć w TUTAJ. Jeśli nie znajdziecie tam odpowiedzi na swoje pytanie, to możecie je zadać w komentarzu lub napisać do mnie wiadomość prywatną na Facebook’u lub Instagramie – linki znajdziecie na górze strony. A tymczasem, liczę, że czegoś się dziś dowiedzieliście i zrozumieliście co tu napisałem. Jeśli nie, zawsze możecie zapytać – komentarze są Wasze.
Odnośnik zwrotny: Prawdziwy Hot Hatch! Volkswagen Polo GTi - ivolucja.pl
Odnośnik zwrotny: Umarło Lamborghini z V12. Niech żyje Lamborghini z V12? - ivolucja.pl
A silnik V6 SOHC? Podobno bylo coś takiego w Plymouth Prowlerze – 3,5 V6 SOHC. Można poprosić o wizualizację, lub schemat? Wiem, jest to rozrząd oparty o popychacze, ale przy układzie widlastym to musi być potężny stopień skomplikowania konstrukcji…
Będę wdzięczny za wyjaśnienia.
Pozdrawiam!
Widzisz – OHV w silnikach widlastych nie są takie skomplikowane – General Motors (Chevy, Cadillac, GMC oraz do niedawna Holden) stosowały takie rozwiązanie w silnikach serii LS.
Takie silniki są o tyle fajne, że są dużo mniejsze niż gdyby zastosować wałek w głowicy i wcale nie są takie głupie jeśli chodzi o przepływ spalin.
Tutaj zdjęcie czegoś takiego:
https://marvel-b1-cdn.bc0a.com/f00000000270523/s19529.pcdn.co/wp-content/uploads/2017/09/Roller_lifters_crower_5.jpg
A co do Prowlera i jego V6.
Tak – tam było SOHC jak w wielu silnikach w układzie V – na przykład w Modularze Forda czy niektórych V8 Mercedesa z 3 zaworami na cylinder.
I tak – to znaczy, że są tam dwa wałki rozrządu, ale po jednym na głowicę, więc jest to nadal SOHC.
Jeśli interesuje Cię bym zajął się szerzej jakimś silnikiem – daj znać, napiszę o nim coś fajnego 😉