Pro hladký chod spalovacího motoru je vačkový hřídel jednou z kritických součástí. Vačkový hřídel a klikový hřídel musí pracovat synchronizovaně, aby poskytovaly správné mechanické ovládání zapalovacích systémů. Vzhledem ke své zásadní roli je obrábění vačkového hřídele vždy prací s omezenou tolerancí.
Ale víte, co přesně je vačkový hřídel? A co dělá vačkový hřídel? Existují různé typy vačkových hřídelů?
Sestavili jsme rychlého průvodce vačkovým hřídelem, který vám poskytne všechny potřebné odpovědi. Začněme.
Co je vačkový hřídel?
Vačkový hřídel a spalovací motor je část ventilového rozvodu, která reguluje přívod paliva a výstup nebo odvod spalin. Vačkový hřídel je obvykle umístěn v horní části motoru (nad válcem). Vačkový hřídel je spojen s klikovým hřídelem řemenem a řetězem.
Jednou z nejzákladnějších a hlavních funkcí vačkového hřídele je pohánět zavírání a otevírání sacích/výfukových ventilů.
Vačkový hřídel je vyroben z různých druhů kovů a má tvar válcového hřídele nebo tyče s vačkami podobnými vačkám, které se otáčejí za účelem výroby energie. Vačkové hřídele do značné míry ovlivňují výkon vašeho motoru, když zrychlujete.
Jaká je funkce vačkového hřídele?
Vačkový hřídel jako součást se používá u spalovacích motorů. Primární funkcí vačkového hřídele je otevírání a zavírání ventilů motoru pomocí mnoha vaček (laloky ve tvaru vejce).
Vačkový hřídel má několik aplikací a použití – ve spalovacích motorech, mechanicky řízených zapalovacích systémech a jako první regulátory otáček motoru.
Vačkové hřídele se dále skládají ze čtyř různých částí – vačkových laloků, hlavních čepů, konců a vačkových ložisek. Každá z těchto částí je zásadní pro výrobu vačkového hřídele s ohromným špičkovým točivým momentem.
Typy pohonů vačkových hřídelů
Obecně řečeno, existují tři typy pohonů vačkových hřídelů: jednoduchý vačkový hřídel (SOHC), dvojitý vačkový hřídel (DOHC) a tlačná tyč neboli horní ventil (OHV). Podívejme se na každou z nich.
Jediný vačkový hřídel (SOHC)
Motor s jedním vačkovým hřídelem v hlavě má jeden vačkový hřídel na hlavu (skupinu válců). Jde o nejstarší konstrukci motorů s vačkovým hřídelem nad hlavou. Většina motorů SOHC bude mít dva ventily pro každý válec.
Klikový hřídel je součástí, která pohání SOHC prostřednictvím připojeného rozvodového řetězu. Tento řetěz nebo řemen je třeba vyrovnat a pravidelně se na něj dívat. Poškozený nebo špatně seřízený rozvodový řemen by se mohl přetrhnout a způsobit vážné problémy.
Dvojitý vačkový hřídel (DOHC)
Jak sám název napovídá, motory DOHC mají dva vačkové hřídele na každou řadu. Dvojité vačkové hřídele v hlavě jsou také známé jako motory se dvěma vačkami. Motory, které mají více než čtyři ventily na válec, obvykle používají dvojité vačkové hřídele v hlavě motoru.
Použití dvojitého namísto jednoho horního hřídele umožní větší výkon motoru. Logika za tím je jednoduchá – s DOHC můžete použít více sacích a výfukových ventilů, což znamená, že budou větší otvory pro průtok plynu. Na začátku roku 2000 již většina vozů používala motory DOHC.
Vačkové hřídele horních ventilů (OHV).
Vačkové hřídele motoru OHV jsou také známé jako motory Pushrod. Stejně jako DOHC a SOHC má i motor OHV ventily nad válcem, v hlavě motoru. Ale na rozdíl od DOHC a SOHC, kde je vačkový hřídel v hlavě, má motor OHV vačkový hřídel uvnitř bloku motoru.
U motorů Pushrod je vačkový hřídel poháněn přes ozubený hnací řetěz. S těmito převody jsou motory Pushrod méně náchylné k rozbití. Mají však omezený rychlostní potenciál.
Jak funguje vačkový hřídel v motoru?
Vačkový hřídel je umístěn na horním konci motoru, nad válcem motoru. Obvykle je vačkový hřídel spojen s klikovým hřídelem ve spodní části pomocí rozvodového řemene. Pro správné řízení spalování potřebuje výrobce synchronizovat ozubená kola vačkového a klikového hřídele. Tento postup se nazývá časování ventilů.
Válcový vačkový hřídel se spustí klikovým hřídelem a začne se otáčet a laloky vaček po celé jeho délce začnou tlačit na páky, které otevírají ventily motoru.
Co se točí rychleji – vačkový hřídel nebo klikový hřídel?
Abychom vysvětlili otáčky vačkového a klikového hřídele a jak spolupracují, musíme začít vysvětlením spalovacího cyklu. Typický cyklus má čtyři body: sání, komprese, výkon a výfuk. Aby se tento čtyřstupňový spalovací cyklus rozběhl, začnou spolupracovat vačkový hřídel a klikový hřídel, spojené rozvodovým řetězem.
Během jednoho spalovacího cyklu udělá klikový hřídel dva plné kruhy, zatímco vačkový hřídel jeden. To znamená, že se klikový hřídel otáčí rychleji – dvojnásobnou rychlostí. Ve srovnání s pístem se každý ventil otevře jednou pro každé dvě otáčky klikového hřídele.
Z jakého materiálu je vyroben vačkový hřídel?
Kvůli potřebě stability, trvanlivosti a teplotní odolnosti jsou vačkové hřídele obvykle vyrobeny z určitých typů kovů. Nejčastěji výrobci používají k výrobě vačkových hřídelů dva druhy materiálů – litinu a kovanou ocel.
litina
Jako jeden z nejběžnějších materiálů pro výrobu vačkových hřídelů je litina obvykle první volbou pro velkoobjemové zakázky.
Litina se typicky používá pro vačkové hřídele kvůli její trvanlivosti a odolnosti proti opotřebení. Litinové vačkové hřídele jsou vyráběny procesem chlazení, který jim dodává potřebnou tvrdost. Obvykle výrobci před litím železa smíchají další prvky. Díky tomu získají požadované funkce založené na aplikaci vačkového hřídele.
Kované oceli
Vačkové hřídele z kované oceli, jinak známé jako sochorová ocel, mohou mít vyšší kvalitu, ale jsou obvykle vhodnější pro malosériovou výrobu. Kvůli své vynikající kvalitě jsou však vačkové hřídele z kované oceli často ideálnější pro specifické aplikace.
K výrobě kovaných ocelových vačkových hřídelů používají výrobci kování nebo obrábění frézkou. Výrobci obvykle používají k výrobě vačkových hřídelů různé materiály ocelových tyčí. Když používají ocel, jako je EN40b, musí také vačkový hřídel projít tepelným zpracováním.
Co způsobuje problémy s vačkovým hřídelem?
Jako nedílná součást motoru musí být vačkový hřídel vždy ve špičkové formě. Ano, samozřejmě, můžete použít motor s poškozeným vačkovým hřídelem, ale když to uděláte, může to mít za následek závažnější problém. Existuje několik běžných problémů s vačkovým hřídelem:
Vačkové laloky se opotřebovávají a trhají
Jedním z nejčastějších problémů, které vyžadují opravu nebo výměnu vačkového hřídele, je opotřebení vačkových laloků. Jako pohyblivé součásti se vačkové laloky často dostanou do kontaktu s úlomky, špínou a nesprávným mazáním. Časem se tedy mohou poškodit a potřebují výměnu.
Vadný snímač vačkového hřídele
Druhou příčinou problémů s vačkovým hřídelem je vadný snímač vačkového hřídele. Úkolem snímače vačkového hřídele je sledovat synchronizaci otáčení vačkového a klikového hřídele. Na základě hlášení tohoto senzoru řídíme zapalování a systémy vstřikování paliva. Netřeba dodávat, že pokud je tento snímač vadný, může mít vozidlo jiné problémy s výkonem nebo zapalováním.
Rozvodový řemen není synchronizován
A konečně třetí a nejzávažnější příčinou problémů s vačkovým hřídelem je nevyvážený pohyb vačkového a klikového hřídele, obvykle způsobený vadným rozvodovým řemenem.
Rozvodový řemen, který je poškozený nebo nesynchronizovaný, může poškodit vačkový hřídel a celý motor. Může například způsobit poškození pístů, ventilů, laloků, vahadel nebo dokonce rozbití celého vačkového hřídele.
Co vyměnit při výměně vačkového hřídele?
Pokud potřebujete vyměnit vačkový hřídel motoru, existuje několik dalších dílů, které byste mohli chtít vyměnit, když už jste u toho.
Například zkontrolujte a v případě potřeby vyměňte následující součásti: pružiny ventilů, těsnění ventilů, rozvodový řetěz nebo ozubená kola, těsnění rozdělovače, těsnění potrubí, harmonický vyvažovač, vačkové šrouby, těsnění karburátoru, těsnění vodního čerpadla, těsnění T-stat, těsnění palivového čerpadla , šroub klikového hřídele motoru, těsnění olejové vany, válečkové čepy atd.
Kromě výše uvedených součástí vám doporučujeme provést výměnu oleje a kompletní servisní prohlídku motoru.
Kolik stojí vačkový hřídel?
Výměna vačkového hřídele je finančně náročná služba. Náklady na výměnu nebo opravu vačkového hřídele budou samozřejmě záviset na typu vačkového hřídele a způsobeném poškození.
Pokud například vyměňujete pouze snímač vačkového hřídele, může vás to stát 150 až 250 USD. Pokud však vyměňujete celý vačkový hřídel, mzdové náklady plus materiál vás mohou stát kdekoli od 1500 do 3000 USD.
Vačkové hřídele jsou konstruovány tak, aby vydržely tak dlouho jako motor, takže by obvykle neměly způsobovat žádné krátkodobé problémy. Pokud si však všimnete známek poškození vačkového hřídele, jako jsou potíže s akcelerací, blikání kontrolek „zkontrolujte motor“ nebo snížená spotřeba plynu – výměna vačkového hřídele je na místě.
Můžete nabídnout přizpůsobené vačkové hřídele?
Ano! V minulosti nebyly výrobní procesy vačkových hřídelů tak pokročilé, takže vysoce kvalitní výroba byla vyhrazena pouze pro malé objemy a drahé zakázky. V současné době nám naše špičkové, špičkové technologie obrábění a frézování umožňují nabízet vačkové hřídele na míru bez MOQ.
Pokud potřebujete konkrétní typ vačkového hřídele, neváhejte se na něj obrátit. Naše kvalita, na vyžádání CNC obrábění umožňují nabídnout specializovaný výrobní tým a vyrábět vačkové hřídele na míru v jakémkoli množství.
Proč investovat do čističky vzduchu?
Celkově vzato upřímně doufáme, že náš průvodce vačkovými hřídeli a jejich funkcí byl praktický a odpověděl na všechny otázky, které jste k tématu měli. S vědomím, že vačkový hřídel je tak nedílnou součástí spalovacích motorů, je zřejmá důležitost jeho přesné výroby a odolnosti.
Pokud potřebujete pomoc s návrhem přizpůsobeného vačkového hřídele, dostat do kontaktua my vám vytvoříme prototyp vačkového hřídele. Bez ohledu na typ vačkového hřídele zůstává princip stejný – kvalita a bezpečnost na prvním místě! Doufejme, že vám tento komplexní průvodce vačkovým hřídelem a jeho funkcí pomohl hodně naučit.