Często mianem rozrządu określany jest pasek i rolki, które tak naprawdę są napędem rozrządu. Rozrząd to układ sterujący silnika – zespół elementów, które zarządzają jego pracą. Sprawdź, jaka jest budowa i rodzaje układu rozrządu. 

Układ rozrządu w głowicy składa się z wałka rozrządu, popychaczy szklankowych lub dźwigni zaworowych, a także regulatorów hydraulicznych, zaworów, prowadnic, wszelkiego rodzaju podkładek, sprężyn zaworowych i uszczelek. Jednym z najważniejszych elementów tego układu jest wałek rozrządu.

Co to jest wałek rozrządu?

Wałek rozrządu steruje pracą silnika. Jest on odpowiedzialny za wypełnianie cylindrów mieszanką paliwowo-powietrzną i opróżnianie ich z pozostałości procesu spalania (spalin). Dzięki otwieraniu się zaworów ssących i wydechowych w odpowiednich momentach pracy cylindra, możliwa jest prawidłowa praca silnika.

Bardzo ważnymi elementami wałka rozrządu są krzywki – te elementy odpowiadają za otwieranie zaworów. Ich kształt wpływa na czas i stopień otwarcia zaworu, a ustawienie krzywek wobec siebie na wałku przekłada się na moment otwarcia poszczególnych zaworów.

Krzywka wałka rozrządu współpracująca z elementem ślizgowym, np. popychaczem szklankowym powinna być skontruowana w taki sposób, aby nie następowało atakowanie krzywki krawędzią szklanki. Taka sytuacja spowodowałaby bardzo szybkie zużycie obu elementów. Bardzo ważna jest więc odpowiednia wypukłość krzywki.

Aby zwiększyć osiągi silnika zwiększa się ilość doprowadzanej do cylindra mieszanki, w tym celu zmienia się takie parametry jak wznos i czas otwarcia zaworu.

Który zawór jest większy – ssący czy wydechowy?

Zawory to elementy odpowiedzialne za dostarczanie odpowiedniej ilości mieszanki do cylindra i zapewniające szczelność podczas pracy. Wyróżniamy zawory ssące i wydechowe. Pierwsze odpowiedzialne są za doprowadzenie mieszanki paliwowo-powietrznej do wnętrza cylindra, drugie zaś za odprowadzenie spalin do układu wydechowego. Najczęściej średnica zaworu ssącego jest większa. Są jednak wyjątki, jak w przypadku układu z trzema zaworami na cylinder, gdzie dwa zawory są ssące i jeden wydechowy.

Co to są prowadnice zaworowe?

Prowadnice zaworowe w większości przypadków to wymienne elementy głowicy prowadzące zawór w odpowiedni sposób. Gdy zawór jest prawidłowo prowadzony dokładnie przylega do gniazda zaworowego w głowicy. Położenie przylgni zaworu i gniazda jest kluczowe dla zachowania szczelności układu, by spaliny nie dostawały się powyżej zaworów podczas wybuchu. W przypadku remontu głowicy należy zwrócić uwagę na stan przylgni zaworu oraz gniazda zaworowego i, w razie potrzeby, poddać je obróbce mechanicznej.

Rodzaje rozrządów samochodowych

W silnikach stosowano wiele układów rozrządu, jednakże można wyróżnić najpopularniejsze ich typy:

• układ OHV,
• układ OHC,
• układ DOHC,
• układ SOHC,
• układ CVH.

Układ OHV

Układ OHV (Over Head Valve) to taki, w którym zawory są w głowicy, a wałek w bloku. Podczas obrotu wałka wznios na krzywce powoduje unoszenie się popychacza, dalej laski popychacza i poprzez dźwigienkę pozwala uchylić zawór.

Układ OHC

W przypadku układu OHC (Over Head Camshaft) mówimy o wałku umieszczonym ponad głowicą. Wałek jest ponad zaworami i naciska bezpośrednio na popychacze i dalej na zawory. Taka konstrukcja pozwala na ominięcie lasek popychaczy i innych elementów. W tym układzie zarówno wałek, jak i zawory są ponad blokiem. Zawory w głowicy ułożone są pionowo i poruszają się ruchem prostopadłym do płaszczyzny bloku.

W przypadku układu OHC (Over Head Camshaft) mówimy o wałku ponad głowicą, wtedy wałek jest ponad zaworami i naciska bezpośrednio na popychacze i dalej na zawory. Taka konstrukcja pozwala na ominięcie lasek popychaczy i innych elementów. W tym układzie zarówno wałek jak i zawory są ponad blokiem. Zawory w głowicy ułożone są pionowo i poruszają się ruchem prostopadłym do płaszczyzny bloku.

Rozrząd DOHC

DOHC (Double Over Head Camshaft) to układ, w którym ma miejsce połączenie dwóch układów OHC. Zastosowane są bowiem dwa wałki ponad głowicą. Układy te są jednak ustawione skośnie. Zatem zawory pracują w płaszczyźnie skośnej względem płaszczyzny bloku.

Układ SOHC

Wśród układów z wałkiem montowanym ponad głowicą wyróżnia się układ SOHC (Single Over Head Camshaft) – na głowicy znajduje się jeden wałek. Obrót krzywek w tym przypadku przenoszony jest poprzez dźwigienki w taki sposób, by zawory mogły być ułożone skośnie do płaszczyzny bloku.

Układ CVH

CVH (Compound Valve angle Hemispherical combustion chamber) to układ w uproszczeniu określany jako jeden wałek wewnątrz głowicy. W tym przypadku wałek jest wsuwany w głowicę, i czopy wałka (prowadzenie wałka w głowicy) są większe niż krzywki wałka. Taki układ wiąże się z zaworami otwieranymi poprzez dźwigienki zaworowe.

Nie jest koniecznie, aby w każdym przypadku większej ilości zaworów na cylinder niż jeden ssący i jeden wydechowy, montowano dwa wałki. Przykładem jest silnik Fiata 1.4 12v, który sterowany jest jednym wałkiem. Wałek ten składa się z 4 podwójnych krzywek ssących i 4 pojedynczych wydechowych. Z podwójną krzywką współpracują dwie dźwigienki zaworowe ssące a z pojedynczą jedna dźwigienka wydechowa. Ten silnik jest również przykładem, w którym zawory ssące mają mniejszą średnicę niż zawór wydechowy. Innym przykładem jest 16-zaworowy silnik Hondy wyposażony w tylko jeden wałek.

Zmienne fazy rozrządu

Faza rozrządu to moment, w którym otwierane są poszczególne zawory –  kiedy zaczynają się otwierać zawory ssące,  kiedy wydechowe i którym momencie mają się zamykać.

Zmienne fazy rozrządu to nazwa systemów, których zadaniem jest przestawienie faz rozrządu, a więc momentów otwarcia lub zamknięcia zaworów w zależności od obciążenia jednostki napędowej oraz jej prędkości obrotowej. Jest to jedna z najskuteczniejszych metod zwiększenia osiągów bez doładowania, a z zachowaniem ekonomiki zużycia paliwa.

Jednostka ze zmiennymi fazami rozrządu jest przygotowana do pracy z wyższymi obrotami, tak, by w niskim zakresie obrotów zachowywała elastyczność.

Układ zmiennych faz rozrządu stosuje niewielu producentów samochodów. Dzielą się one na mniej lub bardziej skomplikowane.

Prostsze polegają na odpowiednim obróceniu wałka rozrządu względem koła rozrządu (opóźnieniu zawór dłużej otwarty) przy spełnionych odpowiednich warunkach. Są to np. silniki BMW z oznaczeniem Vanos i silniki Alfa Romeo.

W układach bardziej skomplikowanych np. Honda V-tec, wałek posiada trzy krzywki do sterowania zaworów jednego cylindra i w zależności od obciążenia silnika, obrotów i temperatury wykorzystując zespół dźwigienek przełącza napęd zaworu z jednej na druga krzywkę.