Wałek rozrządu silnika - wyjaśnienie

Co to jest wałek rozrządu?

Aby silnik spalinowy mógł działać, wszystkie jego komponenty muszą wykonywać swoje funkcje w bardzo precyzyjnych odstępach czasu w odniesieniu do ruchu tłoka. Aby to osiągnąć, używa się elementu zwanego wałkiem rozrządu. Poniższy obrazek pokazuje wałek rozrządu i koło napędowe wałka rozrządu.

Uwaga: Wałki rozrządu są zazwyczaj instalowane tylko w silnikach czterosuwowych i bardzo dużych silnikach dwusuwowych.

Wałek rozrządu silnika

Wałek rozrządu to długa belka z jajowatymi ekscentrycznymi krzywkami, jedna krzywka dla każdego zaworu i wtryskiwacza paliwa (jeśli silnik nie ma systemu wtrysku paliwa common rail). Każda krzywka ma popychacz. Gdy wałek rozrządu się obraca, popychacz jest zmuszany do ruchu w górę i w dół, podążając za profilem krzywki. Popychacze są połączone z zaworami silnika i wtryskiwaczami paliwa przez różne rodzaje połączeń zwanych popychaczami i dźwigniami zaworowymi. Popychacze i dźwignie zaworowe przenoszą ruch posuwisto-zwrotny generowany przez krzywki wałka rozrządu na zawory i wtryskiwacze, otwierając i zamykając je w razie potrzeby. Po tym jak zawory zostaną otwarte przez dźwignie zaworowe, są one ponownie zamykane przez sprężyny.

Układ zaworowy silnika (popychacze, zawory, sprężyny zaworowe, wałek rozrządu)

Układ zaworowy

Gdy zawór jest otwierany przez wałek rozrządu, spręża sprężynę zaworową. Energia zgromadzona w sprężynie zaworowej jest następnie używana do zamknięcia zaworu, gdy krzywka wałka rozrządu obraca się spod popychacza. Ponieważ silnik doświadcza dość dużych zmian temperatury (np. od temperatury otoczenia do normalnej temperatury pracy około 190°F), jego komponenty muszą być zaprojektowane tak, aby umożliwić rozszerzalność termiczną. Dlatego zawory, popychacze zaworowe i dźwignie zaworowe muszą mieć jakiś sposób na umożliwienie rozszerzalności termicznej. Jest to osiągane poprzez użycie luzu zaworowego. Luz zaworowy to termin określający "luz" lub "odstęp" w układzie zaworowym przed faktycznym rozpoczęciem otwierania zaworu przez krzywkę.

Koła pośrednie i koła rozrządu

Wałek rozrządu jest napędzany przez wał korbowy silnika poprzez serię kół zębatych zwanych kołami pośrednimi i kołami rozrządu. Koła te pozwalają na synchronizację obrotu wałka rozrządu z obrotem wału korbowego. Dzięki temu otwieranie zaworów, zamykanie zaworów i wtrysk paliwa mogą być zsynchronizowane z precyzyjnymi odstępami w ruchu tłoka. Aby zwiększyć elastyczność w synchronizacji otwierania zaworów, zamykania zaworów i wtrysku paliwa, oraz aby zwiększyć moc lub zmniejszyć koszty, silnik może mieć jeden lub więcej wałków rozrządu. Zazwyczaj w średnich do dużych silnikach typu V, każda głowica będzie miała jeden lub więcej wałków rozrządu na głowicę. W większych silnikach, zawory dolotowe, zawory wydechowe i wtryskiwacze paliwa mogą dzielić wspólny wałek rozrządu lub mieć niezależne wałki rozrządu.

Liczba i lokalizacja wałków rozrządu

W zależności od rodzaju i marki silnika, lokalizacja wałka lub wałków rozrządu może się różnić. Wałek rozrządu w silniku rzędowym zazwyczaj znajduje się albo w głowicy silnika, albo na górze bloku, biegnąc wzdłuż jednej strony rzędu cylindrów. W małych lub średnich silnikach typu V, wałek rozrządu zazwyczaj znajduje się w bloku na środku "V" pomiędzy dwoma rzędami cylindrów. W większych lub wielowałkowych silnikach typu V, wałki rozrządu zazwyczaj znajdują się w głowicach.

Pojedynczy wałek rozrządu dla silnika typu V

Dodatkowe zasoby

https://en.wikipedia.org/wiki/Camshaft

https://auto.howstuffworks.com/camshaft.htm

https://energyeducation.ca/encyclopedia/Camshaft