Z precyzją chronometru
Jak wiadomo, otwieranie i zamykanie zaworów dolotowych i wylotowych musi być idealnie zsynchronizowane z ruchem tłoka, co z kolei wymaga precyzyjnego działania rozrządu. Na biegu jałowym czas pomiędzy otwarciem zaworu dla poszczególnych cylindrów wynosi około piątej części sekundy. Przy 5 000 obr/min to już zaledwie dwie setne sekundy.
W silniku czterosuwowych na jeden cykl pracy przypadają dwa obroty wału korbowego, w tym czasie następuje otwarcie i zamknięcie zaworów dolotowych i wydechowych, dlatego też wałek rozrządu obraca się dwa razy wolniej od wału korbowego. Stąd koło pasowe wałka rozrządu jest dwa razy większe od koła umieszczonego na końcu wału korbowego. Przełożenie wynosi więc 1:2, co oznacza, że przy prędkości obrotowej silnika np. 3000 obr/min wałek rozrządu obraca się z prędkością 1500 obr/min.
Precyzja z jaką otwierają i zamykają się zawory wpływa na wydajność silnika, zużycie paliwa oraz emisję spalin, tak więc napęd rozrządu stanowi istotny element w rozwoju ekonomicznych i przyjaznych środowisku pojazdów. Mechanizm rozrządu nie tylko ma wpływ na to, jaka ilość mieszanki jest podawana do każdego cylindra, ale również na efektywność jej użycia. Kiedy tłok rozpoczyna suw ssania, zawór dolotowy musi otworzyć się na tyle szybko, aby cylinder wypełnił się mieszanką powietrza i paliwa. Problem pojawia się przy wzroście prędkości obrotowej silnika – jeśli zawór nie otworzy się wystarczająco wcześnie, cylinder nie zostanie całkowicie napełniony, co skutkuje obniżeniem kompresji, a co za tym idzie – również mocy. Z kolei, jeśli zawór zostanie otwarty zbyt wcześnie, tłok może być jeszcze w suwie wydechu. Część gazów spalinowych zostanie wtłoczona z powrotem do kolektora dolotowego, pogarszając w ten sposób pracę silnika.
Należyta precyzja mechanizmu rozrządu jest równie istotna dla właściwego działania zaworów wylotowych. Jeśli zawór wylotowy otworzy się za wcześnie, rozszerzające swą objętość gazy mogą wydostać się przedwcześnie z cylindra, co spowoduje utratę mocy. Jeśli zaś zawór wylotowy otworzy się za późno, silnik będzie musiał wykonać dodatkową pracę, aby opróżnić cylinder z pozostałych po procesie spalania gazów. Jeżeli natomiast zawór wylotowy pozostanie otwarty zbyt długo, może dojść do przedostania się jeszcze nie spalonej mieszanki paliwowo-powietrznej do układu wydechowego i uszkodzenia katalizatora.
Kolejnym powodem, dla którego dokładność mechanizmu rozrządu zaworowego ma tak wielki wpływ na pracę silnika, to fakt, że wałek steruje również zapłonem w silnikach z aparatem zapłonowym. Odpowiednie położenie wałka ma też wpływ na prawidłowe dawkowanie paliwa w silnikach z sekwencyjnym wtryskiem.
Technologia pasowych i łańcuchowych napędów wałka rozrządu jest od lat rozwijana przez firmę INA, będącą częścią koncernu Schaeffler. Elementy projektowane na potrzeby wszystkich największych producentów pojazdów zapewniają precyzyjną i bezawaryjną pracę napędów wałka rozrządu przez możliwie najdłuższy okres.
Bez wątpienia przyszłość napędów rozrządu, zarówno pasowych, jak i łańcuchowych związana jest z niezmiennie rosnącymi wymaganiami dotyczącymi ograniczania zużycia paliwa i emisji spalin, przy jednoczesnym poprawianiu osiągów oraz podwyższaniu komfortu. Aby zapewnić możliwie najlepsze pogodzenie tych często sprzecznych ze sobą oczekiwań, podczas konstruowania napędów rozrządu wykorzystuje się badania prowadzone przy użyciu najnowocześniejszego oprogramowania powstałego w oparciu o wieloletnie doświadczenia w tworzeniu elementów układów rozrządu firmy INA.
Na podstawie materiałów firmy Schaeffler (LuK, INA, FAG)
