V prvej časti som spomenul základné časti rozvodového mechanizmu a kritéria pri výbere správneho vahadla. V tejto časti sa budem venovať ventilovým pružinám, tiahlám a moderným pomôckam pri nastavovaní rozvodového mechanizmu.
Ventilové pružiny
vľavo pružina typu beehive (tvar podobný včelímu úľu)
a vpravo klasická valcová pružina
Pre príležitostných pretekárov a pouličných úpravcov je jednoduché siahnuť po súčiastkach overených v pretekárskych motoroch, ale tieto vylepšenia sa výrazne prejavia na celkovom účte za úpravy. Treba si preto uvedomiť a zvážiť, čo v skutočnosti využiť vo svojom agregáte. “Ak otáčky motora dosahujú hodnotu 9000 až 10000 ot/min použitie kvalitného a pevného rozvodu je nevyhnutné,” varuje Hooper. Do bežných motorov to nie je všetko potrebné. Dobrá geometria rozvodu je stále veľké plus. Mať tie najšpičkovejšie súčiastky za vysoké ceny a pritom nemať obavy, že sa niečo môže zlomiť je pekné, ale je potrebné toľko investovať?? Toto platí ako aj pre ventilové pružiny tak ja pre ostatné komponenty rozvodu. Ak motor nepresahuje cez 7000 ot/min, tak nie je dôvod používať dvojité pruženie a ostatné veci okolo toho. Veľa ľudí robí veľkú chybu tým, že použijú staré osvedčené dvojité pruženie a pohyb ventilu “prepružia”. Beehive (úľové) pružiny dnes zvládajú 7000 až 7500 ot/min, čo plne postačuje pre sériové motory.
Hore klasické tiahlo a dolu nastaviteľné tiahlo pomocou, ktorého sa zisťuje správna dĺžka.
Samozrejme pretekári dosiahnu bod, kde štandardné stratégie neposkytujú viac výsledky a výpočet geometrie rozvodu naberá nové dimenzie. Pár vecí je, na ktoré sa treba ešte pozrieť pri vahadlách. Pomerom strán vahadla dostaneme hodnotu zdvihu teda vieme ako vysoko sa ventil zodvihne. Dôležitý faktor je dĺžka čapu vahadla, pretože pri vysokých otáčkach nadobúda čap tvar oblúku. Čím je čap dlhší tým je jeho oblúk väčší a ak máme krátky čap nedochádza k jeho ohýbaniu a má veľmi malý oblúk. “Keď sme sa dostali k pretekárskym motorom, tak sme tam dostali väčšie zdvihy. Chceli sme začať s dlhšími čapmi”, ďalej dopĺňa Hooper. “Ale s veľkým množstvom valcov sme boli vážne obmedzený, pretože zdvíhadla zasahovali do sacieho potrubia, čo nemohlo fungovať dobre.” Jedným z možných riešení je použiť usporiadanie typu Jesel, čo znamená, že niektoré vahadla sú natočené o iný uhol oproti ostatným. Vďaka tomu môžeme použiť dlhšie čapy na vahadlách a pritom máme dostatok miesta pre nasávacie potrubie.
Usporiadanie vahadiel Jesel
Vývoj
Hoci základy geometrie rozvodového mechanizmu sa za posledné roky nezmenili, zmenami prešlo náradie a materiály pre precízne ladenie rozvodov. Napríklad s príchodom 3D digitalizácie a 3D tlačiarní umožnilo staviteľom motorov rýchlo vytvoriť koncepty súčiastok a následne ich otestovať. O tom mohli predchádzajúce generácie iba snívať. S 3D tlačiarňou za krátku dobu vytvorený plastový podstavec pod vahadlo môžeme namontovať a vyskúšať, či je vhodný. V minulosti zabralo veľa času experimentovanie a presuny s komponentmi tohto druhu medzi montážnou a výrobnou dielňou, čo mohlo predstavovať miesta vzdialené od seba niekoľko kilometrov. Geometria sa teda nezmenila ale terajšie technológie ponúkajú vyrobiť všetko, čo chceme a namontovať to okamžite do hlavy valcov, kde zistíme parametre ostatných súčiastok. Príchodom nových výrobných technológii materiálov sa zmenili výpočty pre rozvody a poskytli základ pre revolúciu vo výrobe ventilových pružín. V konštrukcii pružiny zohráva materiál najdôležitejšiu úlohu. Pred približne 15 rokmi proste neboli dostatočne kvalitné materiály pre pružiny, ale s príchodom iniciatívy od firmy PSI (Performance Springs Inc.) došlo k zmenám v chápaní kmitania a vibrácií pružín. Zistili, že za lámaním pružín stáli nečistoty v drôte.
 |
 |
| CAD software veľmi pomáha pri navrhovaní častí rozvodového mechanizmu | |
Táto spoločnosť patrila k popredným v USA, ktoré riešili tieto problémy. So zlepšením kvality výroby pružín v USA a Japonsku a príchodom “beehive” (úľové) pružín sa staré metódy dimenzovania odsunuli bokom. Roky predtým sa pretekársky inžinieri snažili predísť prasknutiam pružín tým, že používali väčšie pružiny alebo dvojité pružiny. Hlavným problémom týchto riešení bolo, že vyžadovali veľké množstvo energie pre udržanie mechanizmu v pohybe. S lepšími, silnejšími materiálmi pružín, môžu konštruktéri použiť menšie, rozumnejšie priemery a menej závitov pri zachovaní rovnakých vlastností. Získame tým značnú úsporu hmotnosti. Nedávne zvýšenie kvality výroby materiálov znamená návrat starých materiálov. Titán bol príliš drahý na použitie v motoroch, ale nebolo iné východisko. Teraz však oceľ zažíva veľký “comeback”. Nástrojové ocele sa opäť používajú v pretekárskych motoroch, pretože môžu byť tenšie ako predtým a ich pevnosť a hmotnosť dokáže konkurovať titánovým zliatinám.
Správna geometria rozvodu v závodnom motore znižuje kmitania a vibrácie a môže umožniť staviteľovi znížiť tlaky na pružiny.
Hľadanie ľahších častiach rozvodu stále prináša požadované výsledky, ale všetko má svoj limit. Tiahla idú smerom opačným, pretože pretekárske tými sa poučili z chýb, na ktoré prišli v priebehu rokov. Vo vysokých otáčkach dochádza k prehýbaniu a naťahovaniu tiahla. Po demontáži sú tiahla neporušené a všetko vyzerá v poriadku. Deformácie tiahel pod zaťažením spôsobuje zmeny v časovaní ventilov a ventil nekopíruje tvar profilu vačky. Požívajú sa teda väčšie a silnejšie tiahlá na úkor hmotnosti, pričom zabezpečia stabilitu aj pri vysokých otáčkach. Napriek neustálemu pokroku sa občas stáva, že najlepším riešením sú staré riešenia. Podobné veľké tiahlá používal Ford v 60. rokoch v motoroch radu FE a dnes používame niečo podobné.
Na záver len toľko, že o geometrii rozvodu je možné písať desiatky kníh a teda veľké množstvo informácii tu nie je spomenuté. Berte teda tento článok len akýmsi príkladom ako sa rieši daná problematika v praxi a čo všetko to obnáša.
Autor: Maroš Uhrin Zdroj: enginelabs.com Foto: enginelabs.com, bastra.com, hotrod.com
