Co dělá vačkový hřídel?

    Benjamin Jerew je Master Automobile Technik s certifikací ASE s více než desetiletou zkušeností s opravami, údržbou a diagnostikou automobilů.náš redakční proces Benjamin jerewAktualizováno 14. května 2018

    Vačkový hřídel je zásadní pro základní funkci motoru. Skládá se ze dvou odlišných částí, vačky a hřídel, vačkový hřídel je prvek, který umožňuje otevření ventilů. Když se hřídel otáčí, vačkovité vačky (nebo „laloky“) tlačí ventily otevřené synchronizovaně s ozubeným kolem klikového hřídele.



    Identifikace vačkového hřídele

    Vačkové hřídele z osobních a nákladních motorů

    Sbírka vačkových hřídelů z motorů osobních a nákladních automobilů. ThyssenKrupp Presta Chemnitz GmbH / Wikimedia Commons

    V moderních motorech s vačkovým hřídelem (OHC) je vačkový hřídel umístěn v hlavě válců. Jednotlivé motory OHC (SOHC) mají jednu vačku na řadu, obvykle namontovanou mezi ventilovými dříky. Vahadla přenášejí pohyb SOHC na ventily. Motory se dvěma OHC (DOHC) mají dvě vačky na řadu, obvykle přímo nad dříky ventilů, jeden pro sací ventily a jeden pro výfukové ventily. Síla je přenášena přímo na ventil. Motor i4 (čtyřválcový) SOHC má jeden vačkový hřídel, zatímco motor V6 nebo V8 SOHC má dva. Motor i4 DOHC má dva vačkové hřídele, zatímco motor V6 nebo V8 DOHC má čtyři vačkové hřídele. Vačkové motory mají tři až pět ventilů na válec, ale obvykle dva sací ventily a dva výfukové ventily.





    Starší motory a pár novějších tlačné motory mít jeden vačkový hřídel v bloku válců. Dlouhé kovové táhla přenášejí pohyb vačkového hřídele na vahadla, která tento pohyb přenášejí na ventily. Pushrod motory mají obvykle dva nebo tři ventily na válec, obvykle jeden sací ventil a jeden výfukový ventil.

    Typický vačkový hřídel je vyfrézován z hrubého polotovaru z lité oceli. Některé výkonové a vlastní vačkové hřídele mohou být frézovány z pevného ocelového bloku.



    Jak vačkové hřídele fungují

    vladru / Getty Images

    Při otáčení vačkového hřídele se vačkové laloky pohybují nahoru a dolů. V motorech DOHC každá rotace způsobí, že jeden vačkový lalok stlačí ventil dolů a otevře jej do válce. Podobně u motorů SOHC a táhel tlačí vačkový lalok na vahadla (nebo táhla pak vahadla), otevření ventilu. Při dalším otáčení vačkového laloku tlačí ventilová pružina ventil zpět nahoru a zavírá jej.

    Vačkový hřídel je obvykle spojen s klikovým hřídelem pomocí a rozvodový řetěz nebo rozvodový řemen . V některých tlačných motorech mohou být použity také rozvodové soukolí. Ozubené kolo vačkového hřídele má dvakrát tolik zubů než ozubené kolo klikového hřídele, což mu umožňuje otáčet se poloviční rychlostí klikového hřídele. Vačkový hřídel má čtyři různé zdvihy: sání, stlačení, výkon a výfuk.



    Běžné vačkové hřídele jsou vyráběny tak, aby odpovídaly typickým provozním charakteristikám a mohou zdůrazňovat účinnost jízdy na dálnici nebo výkon nižší třídy. Podobně se zdvih ventilu týká výšky laloku ve vztahu ke středu hřídele, který určuje, jak daleko se ventil otevírá. U pevných vačkových hřídelů to není nastavitelné, ale existují okolnosti, kdy by motor mohl lépe dýchat, kdyby se ventily mohly trochu více otevřít. Pevný vačkový hřídel může také otevřít sací ventil 10 ° před TDC (BTDC) a zavřít jej 5 ° po dolní úvrati (ABDC) a otevřít výfukový ventil 15 ° před spodní úvratí (BBDC) a zavřít 5 ° ATDC. Toto se označuje jako doba otevření ventilu. To funguje dobře v průměru ale nevyniká v žádné jedné jízdní situaci.

    Specializované funkce vačkového hřídele

    Tyto hydraulické fázery vačkových hřídelů ovlivňují proměnné časování ventilů na sacích a výfukových ventilech. DmitryKo / Wikimedia Commons

    Načasování je důležité. Ventily se musí otevírat a zavírat v určitých intervalech vzhledem k poloze válce. Například když válec č. 1 přichází do horní úvrati (TDC) výfukového zdvihu, vačkový hřídel otevírá sací ventily a zavírá výfukové ventily. Současně může válec č. 3 dosáhnout TDC při kompresním zdvihu, takže vačkový hřídel nechá tyto ventily zavřené.

    Vačkové hřídele vybavené variabilním časováním ventilů (VVT) používají k pohonu hydraulické pohony záloha nebo zpoždění časování ventilů ve vztahu k úhlu klikového hřídele. VVT umožňuje vysokorychlostní účinnost nebo nízkou rychlost.

    Pomocí specializovaných vačkových hřídelů s variabilním zdvihem ventilů (VVL) a počítačem ovládaných solenoidů nebo hydraulických pohonů si ECM může vybrat mezi dvěma zdvih ventilu možnosti, v závislosti na požadavku řidiče.

    U vozidel s přímým vstřikováním paliva, některých vznětových motorů a většiny benzínových motorů s přímým vstřikováním je vysokotlaké palivové čerpadlo (HPFP) je poháněn lalokem na jednom z vačkových hřídelů.

    Běžné problémy s vačkovým hřídelem

    FotoZlaja / Getty Images

    Protože je vačkový hřídel pevnou ocelovou součástí, není náchylný k opotřebení ani zlomení. U většiny motorů se ostatní součásti opotřebují před vačkovým hřídelem. Přesto může nastat několik běžných problémů s vačkovým hřídelem.

    • Opotřebované Cam Lobes (také nazývaný vymazaný nebo bičovaný) označuje vačkové laloky, které byly opotřebované. Opotřebené vačkové laloky neotevřou ventily tak, jak bylo zamýšleno, což vede ke špatnému výkonu motoru a chybnému zapalování válce. Pokud to ovlivní HPFP, nedostatečný tlak paliva povede k vyšším emisím a náhodnému vynechání zapalování.
    • Opotřebené zvedáky neodkazují na výhradní problém vačkového hřídele, ale mohou být poháněny vačkovým hřídelem. Opotřebovaný zvedák nezvedne ventil tak, jak by měl, a je obvykle slyšet jako řinčení nebo klepání v krytu ventilu.
    • Zlomený vačkový hřídel označuje katastrofické selhání vačkového hřídele. Může to být výrobní vada nebo může být způsobeno zadřením vačkového hřídele. U tlačných motorů by zlomený vačkový hřídel mohl výrazně poškodit ojnice, blok válců, písty nebo klikový hřídel. U interferenčních motorů by zlomený vačkový hřídel mohl poškodit hlavu válce, ventily nebo písty.

    Všechny tři tyto problémy jsou způsobeny nedostatečnou údržbou motoru. Předcházejte problémům s vačkovým hřídelem pravidelnou výměnou motorového oleje za kvalitní olej, dodržujte doporučení výrobce týkající se intervalu výměny oleje, typu oleje a viskozity oleje a vyhněte se přehřívání motoru.