Відмінності спортивного распредвала від звичайного
В ідеалі, при русі поршня вниз, в циклі впуску, відкривається впускний клапан, відбувається всмоктування паливної суміші і клапапн закривається. А тому фаза і час роботи кулачка распредвала факсіровани, то ідеал цей збудеться тільки при певних оборотах і при певному положенні дросельної заслінки. Виходить, що чим більше обертів двигуна, тим швидше закриється впускний клапан, недолив паливної суміші, і, навпаки, чим менше обертів, тим пізніше закриється клапан, відповідно, перелив палива. Тобто якщо треба отримати від распредвала прибавку в потужності, то доведеться пожертвувати роботою автомобіля на холостому ходу і обертовим моментом в робочому діапазоні.
Тепер технологічний процес більш докладно.
На стандартному распредвали впускний клапан починає відкриватися при недовороте распредвала на 5-10 градусів до Верхньої Мертвою Точки (ВМТ), роблячи це зарахунок форми кулачка досить плавно, щоб збільшити ресурс клапана і знизити шум. Закривається ж впускний клапан приблизно в 20 градусах після Нижньої Мертвою Точки (НМТ). Весь цей час називається "тривалістю роботи кулачка". Зазвичай це приблизно 200-220 градусів роботи колінчастого вала. Збільшення тривалості роботи кулачка дозволяє збільшити потужність автомобіля на високих оборотах. Саме з цієї причини на спортивних автомобілях тривалість роботи кулачка зазвичай сосотавляет 270-330 градусів, а то і більше. Однак крім цього показника, треба ще учеть форму кулачка. Адже якщо кулачок "пологий", то виграш в збільшенні загальної зони відкриття клапана буде не дуже великим, проте на "крутих" кулачках відкриття і закриття клапана виходить досить швидким, що надає автомобілю зовсім іншу динаміку.
Що ж стосується випускного кулачка, то він повинен спрацювати нітрохи не менше точно, ніж впускний. Відкрити випускний клапан потрібно досить рано, щоб циліндр встиг очиститися від відпрацьованих газів. Якщо клапан відкриється пізно, то яке надійшло в циліндр паливо змішається з продуктами згоряння і вийде неякісна суміш, що призведе до втрати потужності. Якщо ж клапан відкриється занадто рано, то потужність загубиться через те, що тиск газу, яке повинно штовхати поршень вниз, впаде через виходу працюючих газів в випускний клапан. Те ж саме при закритті випускного клапана - якщо закритому занадто рано, то не всі продукти згоряння встигнуть вийти і, знову ж таки, свіжа суміш змішається з газами, що явно не призведе до збільшення потужності, а навпаки. Якщо ж випускний клапан закрити пізно, то разом з газами вийде частина свіжої суміші - в момент проходу поршня через ВМТ відкриті обидва клапани, що призводить до проходу паливної суміші через них. Цей момент називається перекриттям клапанів.
Теж досить цікавий для нас процес, тому як може бути використаний для збільшення потужності. Вихлопні гази в цей момент створюють в циліндрі розрядження, яке допомагає опускається поршня "всмоктати" паливну суміш. Та й при грамотній настройці, можна зробити так, що суміш, що йде в випускний канал, перед самим закриттям випускного клапана буде всмоктуватися назад. Тут більше важливо не тривалість перекриття, а висота підйому клапанів в ВМТ. У стандартних распредвалах висота підйому клапанів в ВМТ доходить до 0.76 мм, а в спортивних двигунах вона досягає 5 мм. Загалом, чим більше підйом клапанів в момент перекриття, тим більше потужність автомобіля на високих оборотах і тим гірше розподіл потужності. При роботі з цими параметрами дуже важливо пам'ятати про проблему зазору між клапанами і поршнем. На спортивних двигунах іноді доводиться робити в порушених невеликі поглиблення, щоб уникнути зіткнення поршня з клапаном в ВМТ.
Важливу роль відіграє такий параметр, як висота підйому клапана. На звичайних автомобілях ця висота становить в середньому 9.6 мм, в той час як в двигунах гоночних автомобілів цей параметр досягає 13.2 мм. Багато хто помилково вважає, що чим більше висота підйому клапана, тим краще. Вони, повторюся, помиляються. Часто висоту підняття клапана збільшують для того, щоб збільшити час "зависання" клапана в точці максимального підйому. Це дозволяє отримати виграш без збільшення тривалості відкриття клапана.
Сенс швидкого і "високого" підйому клапана полягає в тому, що при різкому відкритті рух клапана створює розрядження у впускному колекторі - "імпульс", який призводить до збільшення частоти обертання, що призводить до збільшення потужності. Завдяки цьому процесу потужність двигуна і залежить в такій мірі від конструкції распредвала.
Як же синхронізувати роботу распредвала, а вірніше, обох клапанів. Може бути й таке, що при однаковому підйомі клапанів в момент перекриття, распредвал не дасть максимальної потужності. За допомогою регулювального шківа (шківа верньєри) можна виставити распредвал або на випередження або на запізнення. При випередженні впускний клапан буде відкриватися більше, ніж випускний. При запізненні, відповідно, випускний клапан буде відкриватися більше, ніж впускний. Теоретично, випередження распредвала змістить пік потужності вниз по частоті обертання коленвала, а запізнення - навпаки, верх. Так, часто можна чують, що машина краще їде "на верхах" або "на низах". Ступінь випередження виражається в градусах повороту коленвала, при якому повністю відкривається впускний клапан.
Тривалість перекриття визначається, в основному, кутом між виступами кулачків (впускного і випускного) - цей кут називають центральним кутом кулачків. На распредвалах, у яких підняття клапанів в ВМТ однаково, цей кут дорівнює 110 градусам.