Tomáš poradí
+420 731 447 502
(Ve všední dny od 8:00 do 17:00)
19.10.2021
12 min
Tomáš
Automobilové rozvody spalovacích motorů zajišťuje především hladký chod a správné fungování motoru. V tomto článku se podíváme na to, jak rozvody pracují, jaké existují druhy rozvodů a jak probíhá jejich časování.
Hlavní funkcí rozvodů motoru je správné načasování vstřiku paliva (palivové směsi), uzavření spalovacího prostoru a otevření a následné uzavření výfukového ventilu. Pokud vše funguje, jak má, spaliny včas opouští spalovací prostor, a díky tomu nedochází k jejich mísení s čerstvou směsí vzduchu a paliva. Pokud by k tomu došlo, snížilo by to účinnost spalování. Otevírání a uzavírání ventilů ovlivňuje pohyb vačkové hřídel.
V motoristických začátcích měly spalovací motory mechanicky ovládaný pouze výfukový ventil, sací ventil byl ovládán podtlakem. Pohyb pístu k dolní úvrati způsobil podtlak ve válci, což otevřelo sací ventil a pokles podtlaku způsobil zavření ventilu pružinou. Tento způsob ovládání ventilů však není výhodný, proto se od něj upustilo.
Souvisí to s principem práce čtyřdobého spalovacího motoru. V jednom cyklu jsou čtyři fáze a v každé z nich se otočí kliková hřídel o půl otáčky, což znamená, že kliková hřídel a ovládání ventilů mají být napojeny v poměru 2:1. Vačková hřídel ovládá ventily, má poloviční otáčky než hřídel kliková. Ideální rozvodový mechanismus je tuhý a lehký, aby bylo možné dosáhnout nízké setrvačnosti a vysokých otáček.
Ovládání ventilů má velký vliv na účinnost motorů, protože všechna energie, která se vydá navíc, je ztráta. Problematickým místem jsou například pružiny na vracení ventilů, síla pružin musí být optimálně nastavena. Pokud by ventil dosednul příliš velkou rychlostí, tak by se mohlo stát, že jeho talířek upadne, což by mělo za následek poškození motoru. Proto se někdy využívá dvou pružin, které mají opačné vinutí, aby se do sebe nemohly zaseknout.
Pružiny jsou řešeny u motorů Ducati nuceným zavíráním ventilů, jedná se o tzv. desmorodické ovládání, kde na jeden ventil jsou dvě vačky – jedna zavírá a druhá otevírá. Problémem tohoto systému je náročnost seřízení. Hlavní rozdíl v druzích rozvodů spočívá v umístění vačkové hřídele.
Nákres side valve
Nákres všech tří druhů rozvodů
Směs má svoji setrvačnost a není tedy výhodné otevřít sací ventil přesně v horní úvrati a zavřít v dolní úvrati. Kliková hřídel je neustále napojena na hřídel vačkovou. Doba otevření i velikost otevření ovlivňuje chování motoru (kroutící moment). Ideálně by bylo nejlepší otevřít ventil naplno co nejrychleji, ponechat jej otevřený pro přesně potřebnou dobu a zase ventil co nejrychleji zavřít.
To ale možné není, protože ventily (i celý rozvod) něco váží, a z důvodu velkých sil a setrvačností by ventily nemusely pevně doléhat, mohly by odskakovat. Správným tvarem vaček se zamezí odskakování ventilů ve vysokých rychlostech.
Řešení od Hondy předběhlo výkonností svou dobu. Bylo robustní, ale s daleko menším počtem komponentů, než potřebují turbomotory. Přitom byly komplexnější než motory konkurence. Pro srovnání: motory B18C Hondy Integra z roku 1995 měly čtyřválec 1.8 s výkonem 147 kW. Naproti nim BMW řady 3 se systémem VANOS mělo šestiválec, 2.5 litru s výkonem 141 kW. Úsměvné je, že ani moderní přeplňované motory 1.8 TSI koncernu VW neposkytují výkon vyšší než Honda.
Honda VTEC systém dále rozvíjí, vyrábí motory SOHC VTEC (systém s jednou vačkovou hřídelí), DOHC VTEC (se dvěma vačkovými hřídelemi), VTEC-E má válečková vahadla, i-VTEC je systém, který dnes Honda rozvíjí nejvíce, vychází z DOHC VTEC, je řízen počítačem, má plynulé natáčení vačkového hřídele výfukových ventilů.
VTEC turbo změnil pojetí systému, zde VTEC ovládá místo sacích ventilů ventily výfukové. Honda Accord je poměrně velké auto, které díky motorům VTEC zvládá jezdit sportovně a zároveň relativně úsporně, se spotřebou od 8 litrů na 100 km.
Rozdíl mezi obyčejným a VTEC mechanismem
Motory s pevným rozvodem mají vyšší ztráty než motory s variabilním časováním. Klasické proměnné časování ventilů je velmi odlišné od VTEC. Pro úsporu paliva byla vynalezena celá řada řešení. Pokud je časování ventilů neměnné, tak se obtížně optimalizuje výměna náplní ve válci. Proměnné časování ventilů umožňuje motoru pracovat v úspornějším Atkinsonově cyklu (prodloužená doba expanze pro vyšší účinnost).
Proměnné časování ventilů vymysleli Italové Giovanni Torazza a Dante Giacosa v 60. letech minulého století. Do sériové výroby však tuto technologii přinesla až Alfa Romeo v roce 1986 a jejich systém neuměl měnit zdvih ventilů. BMW Vanos přišel na trh v roce 1992 a jednalo se o časování rozvodu, jeho evolucí je systém Double VANOS, který oproti svému předchůdci umožnil měnit časování i na výfukové straně rozvodu. Toyota VVT-i mění pouze časování a nikoli zdvih ventilů. O obdobu VTEC se Toyota pokusila jen s jedním motorem, jednalo se o osmnáctistovku s technologií VVTL-i. Toyota Valvematic nabízí variabilní časování i zdvih ventilů u benzínových jednotek. Už používaný systém VVT-i (variabilní časování ventilů) doplnila o mechanismus, který nepřetržitě reguluje zdvih sacího ventilu. Není zde škrticí klapka, Valvematic má i druhou vačku, která mění zdvih ventilů.
Fiat MultiAir nemá narozdíl od konvenčních řešení škrticí klapku pevně spojenou s pedálem plynu. Odpor klapky vytváří ztráty, které by vznikaly při vyrovnávání tlaků mezi tlakem spálené směsi a atmosférickým tlakem při výfuku. MultiAir je systém aktivní regulace čerstvého vzduchu, který vstupuje do válců, elektrohydraulický systém ventilového rozvodu pro řízení sání individuálně pro každý válec a zdvih, bez škrticí klapky v sání technologie. Tato technologie je vhodná pro zážehové i vznětové motory, přeplňované i atmosférické. Podstatou tohoto řešení je zařazení hydraulického členu (vysokotlaká komora naplněná olejem) mezi vačku a sací ventil. Vačky nepůsobí na zdvihátka ventilů přímo, ale prostřednictvím hydraulických pístků s ovládacími ventily. Profil zdvihu sacího ventilu může být libovolně měněn dle požadavku na naplnění válce vzduchem. Dnes prakticky každá automobilka nabízí motor s proměnným časováním ventilů. Porsche má svůj systém Vario Cam, Nissan VVL, Mitsubishi MIVEC, Mazda S-VT, Ford VCT, Citroën VTS a VTi.
Jsme specialisté v repasi široké škály autodílů, kterou neustále rozšiřujeme. Máte dotaz? Směřujte jej na naší zákaznickou linku.