Takmer všetky štvortaktné piestové spaľovacie motory majú mechanizmus distribúcie plynu na báze vačkového hriadeľa.Všetko o vačkových hriadeľoch, ich existujúcich typoch, dizajne a vlastnostiach práce, ako aj o správnom výbere a výmene hriadeľov, prečítajte si navrhovaný článok.
Účel vačkového hriadeľa a jeho miesto v pohonnej jednotke
Vačkový hriadeľ (RV, vačkový hriadeľ) je súčasťou mechanizmu distribúcie plynu (časovania) piestových štvortaktných spaľovacích motorov, ktorý riadi proces výmeny plynu;Kovový hriadeľ s lisovanými vačkami špeciálneho profilu, ktorý zabezpečuje otváranie a zatváranie ventilov za účelom nasávania horľavej zmesi alebo vzduchu do valca a uvoľňovania výfukových plynov v súlade s pohybom piestov a činnosťou všetkých valcov.
Časovanie je jedným z hlavných systémov piestového spaľovacieho motora, vďaka ktorému je zabezpečený prívod zmesi vzduch-palivo (u karburátorových motorov) alebo vzduchu (u vstrekovačov a dieselových motorov) do valcov a výfukové plyny sú uvoľnené z valcov iba v presne definovaných okamihoch.Výmena plynu sa vykonáva pomocou ventilov zabudovaných do každého valca a ich pohon a synchronizácia práce s kľukovým mechanizmom a ostatnými systémami pohonnej jednotky sa vykonáva jednou časťou - vačkovým hriadeľom.
RV má niekoľko kľúčových funkcií:
● Ovládač (priamy alebo nepriamy cez medziľahlé časti) sacích a výfukových ventilov;
● zabezpečenie synchrónneho chodu rozvodu s ostatnými systémami pohonnej jednotky;
● Zabezpečenie otvárania a zatvárania sacích a výfukových ventilov v súlade s určeným časovaním ventilov (pre nasávanie a výfuk plynov pri určitom uhle natočenia kľukového hriadeľa voči TDC a začiatku/koncu zdvihov);
● V niektorých prípadoch pohon rôznych mechanizmov a komponentov, vrátane tých, ktoré pracujú synchrónne s rozvodom (lámač-rozdeľovač zapaľovania, olejové čerpadlo a pod.).
Hlavnou úlohou RV je riadiť činnosť časovacích ventilov v súlade s konštrukčnými fázami časovania ventilov tejto konkrétnej pohonnej jednotky.Vačkový hriadeľ vďaka špeciálnej konštrukcii zaisťuje otváranie a zatváranie všetkých ventilov len v správnom čase, nastavuje uhly ich prekrytia pri určitých zdvihoch atď. Opotrebovaný, zdeformovaný alebo poškodený vačkový hriadeľ narúša fungovanie pohonnej jednotky alebo úplne znefunkční, takýto hriadeľ vyžaduje okamžitú výmenu.Pred zakúpením nového dielu by ste však mali pochopiť existujúce typy RV, ich štruktúru a použiteľnosť.
Typy, štruktúra a vlastnosti vačkových hriadeľov
Vo všeobecnosti je RV vyrobený vo forme kovového hriadeľa malého priemeru, na ktorom je vytvorených niekoľko prvkov:
● Vačky;
● Podporné krky;
● ozubený a/alebo excentrický pohon rôznych mechanizmov;
● Ponožka na montáž hnacej remenice/prevodu.
Hlavnými prvkami vačkového hriadeľa sú vačky, ktorých počet v motore bez mechanizmu zmeny fázy zodpovedá celkovému počtu ventilov (na saní aj na výfuku).Vačky majú zložitý profil v tvare kvapky, keď sa RV otáča, vačky nabiehajú a vybiehajú z tlačníkov, čím poskytujú pohon ventilov.Vďaka zvláštnostiam profilu vačky sa dosiahne nielen otváranie a zatváranie ventilov, ale aj ich udržiavanie v otvorenom stave po určitú dobu, prekrývajúce sa v súlade s fázami atď.
Vrcholy všetkých vačiek sú voči sebe posunuté, čo zabezpečuje sekvenčnú činnosť všetkých valcov v súlade s poradím určeným pre konkrétnu pohonnú jednotku.V RV pre štvorvalcové motory sú vrcholy vačiek jedného valca posunuté o 90 stupňov, pre šesťvalcové motory - o 60 stupňov, pre osemvalcové motory v tvare V - o 45 stupňov atď. často nájdete výnimky kvôli konštrukčným vlastnostiam motora.
RV sa inštaluje do bloku alebo hlavy motora pomocou podporných čapov v špeciálne navrhnutých otvoroch alebo lôžkach.RV spočíva na odnímateľných (obložkách) alebo jednodielnych (puzdrách) valivých ložiskách vyrobených zo špeciálnych zliatin s nízkym koeficientom trenia.V ložiskách sú vytvorené otvory na privádzanie motorového oleja do čapov zo všeobecného systému mazania motora.V ložisku jedného z čapov (zvyčajne vpredu alebo vzadu) je vytvorený prítlačný krúžok alebo iné blokovacie zariadenie, ktoré zabraňuje axiálnym pohybom RV.
Na akomkoľvek vhodnom mieste RV je možné vytvoriť špirálové koleso alebo excentr na pohon rôznych jednotiek.Pomocou ozubeného kolesa sa väčšinou realizuje pohon olejového čerpadla alebo rozvádzača a pomocou excentra sa realizuje pohon olejového čerpadla.Na niektorých typoch RV sú obidva tieto prvky prítomné, na moderných motoroch naopak tieto prvky nie sú prítomné vôbec.
Pred hriadeľom je pätka, na ktorej je pomocou kľúča a skrutky namontovaná hnacia remenica alebo ozubené koleso.Môže tu byť tiež umiestnené odnímateľné protizávažie, ktoré zabezpečuje vyváženie vačkového hriadeľa v prítomnosti excentra pohonu čerpadla alebo iných asymetrických častí na ňom.
RV sú rozdelené do niekoľkých skupín podľa spôsobu montáže a množstva v jednom motore, typu pohonu, použiteľnosti v rôznych typoch rozvodov a niektorých konštrukčných vlastností.
Podľa spôsobu inštalácie sú vačkové hriadele rozdelené do dvoch hlavných skupín:
● Montáž priamo do bloku motora (motory so spodným hriadeľom);
● Montáž do hlavy bloku (motory s horným hriadeľom).
Zvyčajne v spodných hriadeľoch nie sú žiadne ďalšie prvky, ich mazanie sa vykonáva v dôsledku olejovej hmly v kľukovej skrini a prívodu oleja pod tlakom do nosných čapov cez puzdrá.V horných hriadeľoch je často pozdĺžny kanál a v nosných čapoch sa vykonáva priečne vŕtanie - to zabezpečuje mazanie čapov aplikáciou oleja pod tlakom.
Vačkové hriadele rôznych typov motorov
Motor môže mať jeden alebo dva RV, v prvom prípade jeden hriadeľ zabezpečuje pohon všetkých ventilov, v druhom prípade jeden hriadeľ zabezpečuje pohon len sacích ventilov, druhý iba výfukových ventilov.V súlade s tým počet vačiek na celkovom RV zodpovedá počtu všetkých ventilov a na každom zo samostatných RV je počet vačiek polovičný oproti celkovému počtu ventilov.
RV môže byť poháňané remeňom, reťazou alebo ozubeným kolesom priamo spojeným s ozubením kľukového hriadeľa.Dnes sa najčastejšie používajú prvé dva typy pohonov, pretože ozubený pohon je menej spoľahlivý a ťažko nastaviteľný (vyžaduje značnú demontáž jednotky na nastavenie fáz alebo na opravu).
Nakoniec je možné všetky RV rozdeliť do dvoch skupín podľa typu mechanizmu distribúcie plynu, v ktorom môžu fungovať:
● Pre motory s konvenčným časovaním;
● Pre jednotky s časovaním s variabilným časovaním ventilov.
Vo vačkových hriadeľoch druhého typu môžu byť ďalšie vačky posunuté pod malým uhlom vzhľadom na hlavnú vačku - s ich pomocou sú ventily poháňané pri zmene fázy.Tiež tieto hriadele môžu mať špeciálne prvky na otáčanie, posúvanie celej časti pozdĺž osi atď.
RV všetkých typov a prevedení sú vyrobené z ocele alebo liatiny, povrchy vačiek oceľových RV sú dodatočne tepelne ošetrené (kalenie vysokofrekvenčnými prúdmi), vačky liatinových RV sú bielené (bielenie zvýšením rýchlosti chladenia odliatku) - tým sa dosiahne zvýšenie odolnosti dielov proti opotrebovaniu.Hotové hriadele sú vyvážené, aby sa znížilo hádzanie, a až potom sú inštalované na motore alebo odoslané do obchodných reťazcov.
Ako správne vybrať a vymeniť vačkový hriadeľ
Vačkový hriadeľ sa časom opotrebuje, na jeho vačkách sa tvoria triesky a stvrdnutie a za určitých podmienok sa diel čiastočne alebo úplne zničí.Vo všetkých týchto prípadoch by mal byť hriadeľ nahradený novým.Táto práca si vyžaduje značnú demontáž motora a dodatočné nastavovacie operácie, preto je lepšie zveriť ju odborníkovi alebo autoservisu.
Vačkový hriadeľ a jeho miesto v rozvode
Na výmenu je potrebné vziať iba vačkový hriadeľ typu a modelu, ktorý bol na motore nainštalovaný skôr.Na účely vyladenia alebo zlepšenia prevádzky motora sa často používajú hriadele s iným profilom a usporiadaním vačiek, ale takáto výmena by sa mala vykonať až po vykonaní potrebných výpočtov.Spolu s hriadeľom je tiež potrebné zakúpiť nové puzdrá alebo vložky, niekedy je potrebné vymeniť remenicu, prevod rozdeľovača a iné diely.Práce na výmene hriadeľa by sa mali vykonávať iba v súlade s pokynmi na opravu motora, po ktorých sa vykoná vlámanie.
Pri správnom výbere a výmene vačkového hriadeľa bude celé načasovanie motora fungovať spoľahlivo a s istotou, čím sa zabezpečí fungovanie pohonnej jednotky vo všetkých režimoch.
Čas odoslania: 13. júla 2023