Vačková hřídel je hřídel, která otevírá sací a výfukové ventily spalovacího motoru a umožnuje tak plnění nebo vyprazdňování válců. Vačková hřídel je v podstatě točící se páka, na které jsou umístěny váčky.

Počet vaček na vačkovém hřídeli je závislý na počtu válců v jedné řadě motoru, ale i na počtu ventilů na válec.

Funkce vačkového hřídele ve zkratce

Váčky mají vajíčkový tvar a jsou natočeny různými směry, podle toho, jak to vyžadují řídící časy ventilů každého jednoho válce. U čtyřtaktních motorů se ventil otevře jen jednou, a to během dvou otočení klikového hřídele.

Související článek - 

Kliková hřídel: K čemu slouží a čím vším je namáhána?

To znamená, že pokud se kliková hřídel otáčí rychlostí 2000 otáček za minutu, vačková hřídel se otočí jen 1000 krát za minutu.

Komponenty vačkového hřídele

Vačková hřídel se skládá z několika klíčových komponent, včetně:

• Váčkové laloky: Tyto vejčité výstupky řídí časování ventilů zatlačením na zdvihadla nebo vahadla, která následně otevírají ventily.
• Ložiska vačkového hřídele: Tato ložiska umožňují hladké otáčení vačkového hřídele v bloku motoru nebo hlavě válců.
• Čepy vačkového hřídele: Čepy slouží jako opěrné body pro ložiska vačkového hřídele.
• Převodový pohon nebo rozvodový řetěz: Ta spojuje vačkový hřídel s klikovou hřídelí, díky čemuž jsou správně sesynchronizovány.

Typy vačkových hřídelů

Existují tři hlavní typy vačkových hřídelí, z nichž každý má jedinečné vlastnosti:

• Váčkové hřídele s plochými zdvihátky: Tyto vačkové hřídele využívají plochý povrch na zvedáku, který je v kontaktu s vačkovým lalokem. Vačkové hřídele s plochými zdvihátky jsou obecně cenově dostupnější, ale mohou mít omezený výkonnostní potenciál kvůli jejich nižším zdvihovým schopnostem.
• Válečkové vačkové hřídele: Válečkové vačkové hřídele obsahují válečkové ložisko na zvedáku, které je v kontaktu s vačkovým lalokem, čímž se snižuje tření a umožňuje se vyšší zdvih a profily trvání. Tyto vačkové hřídele nabízejí lepší výkon, ale mají vyšší cenu.
• Váčkové hřídele s variabilním časováním ventilů (VVT): Vačkové hřídele VVT ​​(variable valve timing) umožňují plynulé nastavování časování ventilů, čímž poskytují lepší výkon a efektivitu v širokém rozsahu otáček.

Otevírání a zavírání ventilů

V případě funkce ventilů je nejdůležitější to, jak moc je ventil otevřen, ale také délka doby po kterou je otevřen. Pokud chceme z motoru vyždímat co největší výkon, potřebujeme do válce dostat co nejvíce směsi paliva a vzduchu. Právě proto musí být sací ventily otevřeny co nejvíce a na co nejdelší dobu.

Související článek - 

Výkon a točivý moment motoru: Který z těchto parametrů je důležitější?

Výfukové ventily však musí být také otevřeny co nejvíce a na co nejdelší dobu, aby se z válce mohlo dostat co největší množství výfukových plynů. Pokud je ventil zavřený, nedotýká se vačka zdvihátka ventilu. Pokud se však vačková hřídel pootočí, začne vačka nabíhat na zdvihátko ventilu, čímž tlačí na pružinu ventilu, díky čemuž se ventil začne otevírat.

Pokud vačka maximálně zatlačí na zvdihátko ventilu, způsobí maximální otevření ventilu. Výška vrcholu (nejvyšší části) vačky určuje maximální zdvih ventilu. Maximální zdvih ventilu však musí mít určitou mez, jinak by totiž mohlo dojít k střetnutí ventilu a pístu, což by mohlo následně vést ik zničení motoru.

Související článek - 

Ostré váčky: Jaké jsou jejich výhody a nevýhody?

Tvar vačky vačkového hřídele určuje rychlost a dobu otevření ventilu. Váčky které mají oblejší tvar, jsou nazývány ostré váčky a umožnují tak ventilu, aby byl déle otevřený.

Zajímavá fakta o vačkové hřídeli

• Historické počátky: Koncept vačkového hřídele sahá až do starověkých civilizací, kde se vačkové hřídele poháněné vodou používaly v různých strojích. Aplikace vačkových hřídelí ve spalovacích motorech začala koncem 19. století.
• Vliv na zvuk motoru: Výrazný zvuk výkonnějších motorů je často výsledkem agresivních profilů vačkových hřídelí, což vede k jedinečnému tónu výfuku v důsledku časování ventilů.
• Dvojité vačkové hřídele: Výkonné motory často využívají konstrukci se dvěma vačkovými hřídeli (DOHC), která umožňuje lepší ovládání ventilového rozvodu a vyšší výkon.

Často kladené otázky o vačkovém hřídeli

Otázka: Jak zjistím, zda je moje vačková hřídel opotřebovaná nebo poškozená?

Odpověď: Příznaky opotřebovaného nebo poškozeného vačkového hřídele mohou zahrnovat snížený výkon motoru, nadměrný hluk ventilového rozvodu nebo horší spotřebu paliva. Je důležité provést důkladnou kontrolu ventilového rozvodu a v případě potřeby konzultovat diagnostiku s profesionálním mechanikem.

Otázka: Je vačková hřídel s agresivnějším profilem vždy lepší pro výkon?

Odpověď: Ne nutně. Zatímco agresivní profily vačkových hřídelí mohou zvýšit výkon při vysokých otáčkách, točivý moment a jízdní vlastnosti při nízkých otáčkách mohou naopak utrpět. Ideální výběr vačkového hřídele závisí na zamýšleném použití motoru a požadovaném výkonovém pásmu.

Otázka: Jak ovlivňuje variabilní časování ventilů (VVT) výkon vačkového hřídele?

Odpověď: Systémy VVT umožňují nepřetržité nastavení časování ventilů, čímž poskytují lepší výkon a účinnost v širokém rozsahu otáček. Tato technologie umožňuje přesnější řízení ventilů, optimalizaci výkonu a točivého momentu bez obětování jízdních vlastností a spotřeby paliva.

Závěr

Vačková hřídel hraje při provozu spalovacího motoru klíčovou roli, neboť řídí otevírání a zavírání ventilů, které umožňují vstup směsi vzduchu a paliva do spalovací komory a vylučování výfukových plynů.