1. OHV. OVER HEAD VALVES - ZAWORY NAD GŁOWICĄ.
Ani marnego słowa o wałku rozrządu w kadłubie silnika. Określenie to dopiero później zaczeło być przypisywane do tej terminologii... ale pokolei.
Nazwa powstała na odróżnienie od silnika dolnozaworowego. Cały mit polegał na przeniesieniu zaworów i układu sterujacego ich otwieramiem i zamykaniem na górną część silnika. Ale niestety, wałek rozrządu pozostał w miejscu nie zmienionym. Nie wiadomo, czy problemy konstukcyjne wynikały z braku możliwości zapewnienia pewnego napędu koła rozrządu na wałku - o pasakach wtedy nikt nie słyszał, a łańcuchy były bardzo podatne na rozciąganie - czy też brak chęci do usprawnienia tej konstrukcji, sprawił, że wałek umiezczony w bloku uruchamiał zawory za pośrednictwem długich drążków popychaczy, tzw. lasek. Rozwiązanie miało to oczywiste wady, jak: zginające się drążki, brak prezyzji w ustawieniu luzu zaworowego, ciężki, nadmiernie rozbudowany blok silnika, który musiał pomieścić też wałek rozrządu. Ale osiagnięto wiele: ogromny (prawie dwukrotny) wzrost mocy silnika i spadek zużycia paliwa. Wynikało to ze zwiększenia sprawności napełnienia cylindrów, którą w późniejszych okresach dawało się znacznie poprawić już tylko przez zastosowanie technologi powietrza doładowanego, czyli turbodoładownia, lub doładowania mechanicznego.
Tak więc tak zaczynała się konstrukcja, do dziś jescze produkowanego przez wiele firm silnika. Nawet słynne amerykański V8 5.7 corwety miał do niedawna taką właśnie tradycyjną, klekoczącą konstrukcję.
Jeśli przyjąć humorystycznie, że silniki dolnozaworowe stanowią już dawno wymarłą epokę dinozaurów, to konstrukcję OHV możemy nazwać epoką lodowcową, której skutki ciągle mozemy obserwować, I taki właśnie jest nasz seryjny silnik występujący w Polskich Fiatach 125p i Polonezach.
2. CIH. CAMSHAFT IN HEAD - WAŁEK KRZYWKOWY W GŁOWICY.
Co ciekawe, wszyscy w rozpędzie zapominają, że istniała taka właśnie "przejściowa" wersja pomiędzy OHV a OHC. Polski termin techniczny określa ten silnik mianem: wałek rozrządu umieszczony bocznie w głowicy. A właśnie to stanowiło kamień milowy w konstrukcji silnika i dokładnie odpowiadało powszechnie dziś przyjętemu określeniu silnika OHC - czyli jeden wałek rozrządu w głowicy.
W konstrukcji CIH wałek rozrządu został po prostu w bezpośredniej lini pionowej podniesiony do góry i umieszczony w głowicy, czyli z jej bocznej strony. Zlikwidowano tylko długie drążki popychaczy. Pozostała słynna klekocząca dzwigienka, tzw. konik - której konstukcja polega na wykorzystaniu zasady dźwigni. Była łożyskowana na środku, a z jednej strony opierała się na krzywkę wałka rozrzadu, przenosząc siły wznoszącej się krzywki, a z drugiej strony naciskała na zawór. Wykorzystanie zasady dźwigni ma duże zalety - pozwala znacznie zmniejszyć siły występujace na styku krzywki wałka rozrządu i dźwigienki, a więc i tarcie między tymi współpracującymi częściami. Czego zaletą jest małe zużycie krzywek wałka rozrządu.
Taką konstukcję posiadały m.in "niezniszczlne" silniki wysokoprężne Mercedesa 115 i 123 (także późniejsze 190 i W124 - benzynowe również), oraz np. Opla Rekorda.
3. OHC. OVER HEAD CAMSHAFT - WAŁEK KRZYWKOWY NAD GŁOWICĄ.
W sumie najpopularniejsza dzisiaj konstrukcja silnika - czyli silnik z wałkiem rozrzadu umieszczomym w głowicy. Dlaczego "NAD"? Ano dlatego, że jest on umieszczony NAD zaworami, na samej górnej cześci silnika - na czubku głowicy, niejako nad nią. Konstukcja obliczona na zupełną prościznę, ekonomię i jak najmniejsze kłopoty. Zawory sterowane są bezpośrednio - czyli wznios krzywki zaworu równa się dokładnie skokowi zaworu. Dźwigienka, w odróżnieniu, dawała możliwość regulacji tego skoku, przez zmianę długości jednego z jej ramion. Także dobrze przemyślana konstrukcja dźwigienki, pozwałała uzyskać przy zwiększeniu wzniosu krzywki wałka rozrządu, dużo większy skok zaworu. Dźwigienka zaworowa, jako rozwiązanie kosztowniejsze i więc trudniejsze - choćby ze wzglęgu na konieczność łożyskowania punktu podparcia i konieczność przecyzyjniejszego ustawienia luzów zaworowych - nie mogła znaleźć się w samochodzie dla ludu. Więc poprzestano na znacznym obciążeniu wałka rozrządu, którego krzywki musiały pokonać siły sprężyny zaworowej. W przypadku dobrego utwardzenia powierzchni ślizgowej, nie było to jednak złe rozwiązanie - po prostu, przez swoją bezpośredność skuteczne. Także w tym rozwązaniu, luzy zaworowe miały większy zakres tolerancji. Później, kiedy pojawiły się regulatory hydrauliczne, oczywiście nie miało to już tak dużego znaczenia.
Tak po prawdzie, regulatory hydrauliczne, w konstrukcji OHC sprawiają czasem dość dużo kłopotów. Czasem ich konstukcja jest dość rozbudowana, ze nie mieszczą się w szklance popychacza. Więc umieszcza się je obok zaworu, a funkcję szkalnki przyjmuje na siebie dzwignienka ale o odmiennej zasadzie działania niż klasyczny "konik" i innym kształcie. Ma ona kształt zwykłej grubej blachy, która z odpowiednio ukształtowanymi miejscami przylegania, z jednej strony opiera się na regulatorze hydraulicznym, a z drugiej strony na trzonku zaworu. Krzywka wałka naciska na tą dźwigienkę od góry, która w punkcie podparcia na regulatorze hydraulicznym jest sztywna, wiec cała siła skupia się na zaworze. Nie jest to dobre rozwiąznie - wałek rozrządu jest poddawany jeszcze większym obciążeniom, niż przy konstukcji szklankowej. Taką konstukcję posiadają silniki OHC Opli: od corsy na omedze kończąc. Właśnie ich ogromną wadą są pękające (łamiące się na pół - potwierdzam - w rekordzie 1.8 OHC pękły mi wszystkie i najgorsze, że "na raty"; później je wzmocniono - były grube jak pień) dźwignie zaworowe i błyskawiczne zużycie wałków rozrządu (też miałem napawany wałek rozrządu). Dlatego do dziś, wiele silników OHC posiada zwykłą płytkową regulację luzu zaworowego. Typowym przykładem są tu jednostki FIRE Fiata.
4. DOHC. DOUBLE OVER HEAD CAMSHAFT - PODWÓJNY WAŁEK KRZYWKOWY NAD GŁOWICĄ.
To oczywiście jak dotychczas "najnowocześniejsza" konstrukcja silnika - oczywiście "podwójny" przetłumaczony poprawnie na polski oznacza: "dwa" wałki rozrządu w głowicy. Wady? - takie jak w OHC. I do tego, ze względu na dość spore zwiększenie rozmiarów głowicy, zastosowane - jeśli są oczywiście - hydrauliczne regulatory muszą się znajdować w szklankach. Dlatego ich konstukcja jest już bardziej finezyjna, dokładna - są po prosu mniejsze i bardziej wrażliwe na zanieczyszczenia, czesto wymagają więc dobrych jakościowo olejów.
Zalety: osobne sterowanie fazami rozrządu zaworów ssacych i wydechowych, pozwala zmieniać ich fazy w zależnosci od prędkości obrotowej (tzw. zmienne fazy rozrządu); zawory umieszczone pod kątem naprzeciw siebie, dają dużą swobodę w kształtowaniu komory spalania; zawory mogą być dużo większe niż przy liniowym ustawieniu; łatwość w zwiększaniu liczby zaworów w cylindrze. To wszytko sprawia się na powiększenie sprawności napełniania cylindra, a przez to możliwości uzyskania wysokiego stopnia sprężania (powyżej 10), oraz zmniejszeniu i zoptymalizowaniu oporów przepływu, co pozwala na osiagnięcie wysokich prędkości obrotowych jednostki napędowej. Summa summarum - daje to w efekcie końcowym dużą moc maksymalną, ale niestety często kosztem momentu obrotowego, zwłaszcza w wersjach o większej niż dwa liczbie zaworów na cylinder. Problem ten rozwiązno dopiero po jakimś czasie, stosując rozbudowane kolektory ssące, często z kanałami o "zmiennej" długości.
I to by było na tyle. Tak nawiasem pisząc, to jesli czasem patrzycie na te enigmatyczne cyferki, zastanówcie się przez chwilę, nad tym ile to kunsztu technicznego wymagały tak pozornie proste i błahe zmiany w silnikach, które raptem licząc trwały jakieś pół wieku.
;){kind=link}