Co jsou to výkonné vačkové hřídele? A měli byste si ty své vylepšit? To a další informace se dozvíte v našem průvodci výkonnými vačkovými hřídeli…
Pokud nevlastníte vůz s rotačním motorem, můžete si být jisti, že se vás vačkové hřídele týkají. Váš vůz může mít jednu, nebo dokonce čtyři, ale bez ohledu na jejich počet jsou důležitou součástí výkonu vašeho motoru.
Vačkové hřídele jsou nesmírně složitým tématem, které hraničí se špičkovou fyzikou, pokud se do něj ponoříte hlouběji, ale i na základní úrovni jsou pravděpodobně nejvíce nepochopeným tématem v tuningu ve Velké Británii, což vede k velmi častým a dost zásadním chybám při výběru vaček pro váš motor.
Tato funkce by vám měla pomoci lépe porozumět výkonným vačkám a tomu, co je pro váš motor dobré.
CO JSOU VAČKOVÉ HŘÍDELE A CO DĚLAJÍ?
Na nejzákladnější úrovni jsou vačkové hřídele v pístových motorech válcové tyče z kovu, z nichž vystupují laloky. Jejich úkolem je otevírat a zavírat sací a výfukové ventily správným způsobem a ve správný okamžik.
Množství, délka a bod, ve kterém vačky otevírají ventily, hrají velkou roli při určování toho, jaký výkon a točivý moment motor vyvine, v jakém rozsahu otáček se tak stane a zda motor vůbec poběží. Jak si dokážete představit, při správných změnách může výměna vačkového hřídele výrazně zlepšit výkon. Chyba však může mít katastrofální následky, a to nejen pro výkon, ale i pro spolehlivost.
PROČ BYCH MĚL CHTÍT VYMĚNIT VAČKY?
Ať už děláte cokoli, nevrhejte se hned do výměny vaček, protože výměna vaček není vždy dobrá věc! Než to uděláte, musíte si být jisti, že to zlepší váš vůz, protože jsme viděli několik výměn, které snížily obrovské množství výkonu. S vačkovými hřídeli je to tak, že obvykle ubírají výkon někde v rozsahu otáček, aby ho přidaly jinde, a jakmile k tomu přidáte nucené sání, může se situace ještě více zkomplikovat.
Nemyslete si ani na vteřinu, že čím divočejší vačku zvolíte, tím bude vaše auto rychlejší, i když bude mít vyšší maximální výkon, protože to tak často není. Z výroby jsou vačky v autě zpravidla velmi mírné a jsou obvykle vyrobeny tak, aby byly úsporné, spolehlivé a hlavně aby se s nimi dalo jezdit. To znamená, že téměř vždy existuje prostor pro zlepšení, ale s mírnými specifikacemi motoru, zejména u přeplňovaných motorů, mohou být tyto standardní vačky často celkově nejlepší volbou.
POČET A UMÍSTĚNÍ VAČEK
Nemá to obrovský vliv na výkon, ale různé motory mají různé pozice pro vačky, stejně jako jejich různé množství. Naprostá většina moderních motorů má čtyři ventily na válec a ty mají zpravidla samostatné vačky pro sací a výfukové ventily. U přímých motorů jsou to tedy dvě vačky, u motorů do V a plochých motorů čtyři vačky.
Mnoho starších motorů má dva ventily na válec a jednu vačku, která je všechny ovládá. Tyto motory jsou stále vzácnější, ale vyrábějí se dodnes, především úžasné motory LS, které jsou k vidění v Corvettách, VXR8 apod. Motory LS spolu s mnoha staršími motory mají také vačkový hřídel umístěný v bloku, ale naprostá většina motorů má nyní vačkové hřídele na samém vrcholu motorů, umístěné v hlavě.
Aby se to trochu zkomplikovalo, některé motory – nejčastěji od Hondy – mají jedinou vačku ovládající všech 16 ventilů a existují motory (zejména několik starších jednotek Ford a Fiat), které mají dvě vačky, ale pouze osm ventilů. Některé motory mohou mít také tři nebo pět ventilů na válec. Celkově však mají motory tendenci mít buď jednu vačku a dva ventily na válec, nebo dvě vačky se čtyřmi ventily na válec.
TAKŽE JAK MOC VÁČEK JE PŘÍLIŠ MOC VÁČEK?
To je odvěký problém s výměnou vaček, protože, jak již bylo zmíněno, to, co vačka dává v jedné oblasti rozsahu otáček, obvykle bere v jiné. V závislosti na tom, jak se hodí ke zbytku specifikace motoru, může dávat více, než odebírá, nebo produkovat mnohem méně, než odebírá. Ať už se jedná o N/A nebo nucené sání, příliš velká vačka, aniž by zbytek motoru byl přizpůsoben k poskytování výkonu v podobných otáčkách, často vede k velmi malému nárůstu výkonu na horní hranici na úkor obrovských ztrát v nízkých otáčkách. Celkově by auto skončilo pomalejší.
Velmi divoké vačky obecně zmenšují výkonové pásmo bez ohledu na specifikaci, přičemž závodní vozy mají často výkonové pásmo kolem 2000 otáček, tedy přímo v horní části rozsahu otáček. Nejenže to může způsobit, že auto bude na silnici obtížné rychle řídit, ale pokud nemáte správné řazení, můžete skutečně vypadnout z pásma výkonu při každém přeřazení na vyšší rychlostní stupeň – což způsobí, že akcelerace bude pomalá bez ohledu na to, jaké je maximální číslo výkonu.
Vačky se často nazývají specifikace „Fast road“ a „Race“, a to z dobrého důvodu. Ačkoli vám mohou poskytnout o pár koní vyšší špičkový výkon, závodní vačky nejsou na silnici příliš zábavné a ve skutečnosti vás mohou celkově zpomalit.
JAKÝ DRUH VAČEK JE VHODNÝ PRO MÉ AUTO?
Vačky jsou především o tom, jak dostat vzduch do motoru a z motoru ven, ale v závislosti na tom, jak váš motor získává vzduch v první řadě, se může změnit, jaký druh vaček je pro vás vhodný. Všechny motory jsou různé – stejně jako názory lidí na to, co je příliš divoké – a vždy byste si měli před konečným rozhodnutím udělat průzkum účinků různých vaček ve vámi zvoleném motoru. Nyní jste byli varováni, zde je základní průvodce…
NORMÁLNĚ VZDUCHOVZDUŠNÉ MOTORY
Když do vašeho vozu není nuceně přiváděn vzduch, nemáte příliš na výběr, než provozovat poměrně divoké vačky a bohužel žít s menším a vyšším pásmem otáček, když se rozhodnete pro zvýšení výkonu. Jak daleko chcete jít, záleží přesně na vás, ale často až 280-290stupňové vačky poskytují podstatné zvýšení výkonu spolu s vhodnými podpůrnými změnami, přičemž jsou stále přijatelně ovladatelné na silnici.
TURBO MOTORY
Tyto motory, dokonce i z výroby, pracují s mnohem mírnějšími vačkami než jejich normálně nasávané protějšky, protože mají přiváděný vzduch, což znamená, že nemusí obětovat tolik výkonu při nízkých otáčkách použitím zvláště divokých vaček. Pro dosažení maximálního výkonu při zachování jízdních vlastností se doporučují vačky s vysokým zdvihem, ale nízkou dobou trvání, které se často prodávají jako „turbo vačky“. Vačky s dlouhým zdvihem mají u turbomotorů dvojnásobnou nevýhodu, protože ztráta výkonu v nízkých otáčkách, ke které dochází u všech motorů, je obvykle umocněna pomalejším roztokem turba, takže musíte být opatrní, jak daleko zajdete.
S průměrným čtyřventilovým motorem na válec můžete obvykle dosáhnout výkonu hodně přes 200 koní na litr při spotřebě paliva s relativně mírnými vačkami s délkou trvání kolem 260, což udržuje vůz trakčně schopný a citlivý v nízkých otáčkách. U závodních turbomotorů s vysokým přeplňováním jsme viděli výkon kolem 400 koní na litr s podobně mírnými vačkami. To neznamená, že divočejší vačky nejsou užitečné, protože pokud stavíte motor pro maximální výkon nebo maximální rychlost, pak super dlouhé vačky s velmi podobnou délkou trvání jako u motoru N/A vám zajistí výkon při mnohem nižším zvýšení tlaku; i když na úkor velkého točivého momentu a výkonu v nízkých otáčkách.
Dalším častým trikem u turbomotorů jsou nerovnoměrné vačky, kde sací vačka má například délku 265 a výfuková vačka je standardní, nebo sací vačka má délku 285, ale výfuková vačka má mírnější 265. Jak již bylo zmíněno v části o nerovnoměrných vačkách, je to dobrý způsob, jak zvýšit výkon tím, že turbo tlačí více vzduchu, aniž by ztratilo příliš mnoho výkonu v nízkých otáčkách.
Overlap je u turbomobilů diskutabilní téma a často může záviset na preferencích ladiče a specifikaci motoru. Zatímco překrytí vede k tomu, že směs paliva a vzduchu je při výstupu do turba stále spalována a potenciálně pomáhá při roztáčení, pokud má motor větší protitlak než plnicí tlak, efekt je často opačný a výkon se snižuje s velmi malým ziskem kdekoli.
PŘEPLŇOVANÉ MOTORY
Přeplňované motory reagují velmi podobně jako turbomotory, pokud jde o volbu vaček, kromě jednoho faktoru: překrytí. Kromě několika málo aplikací s maximálním úsilím pouze ve vysokých otáčkách překrytí přeplňovanému motoru nic nepřinese, kromě toho, že v některých částech, ne-li v celém rozsahu otáček, obrovsky sníží jeho výkon.
Důvodem je to, že stlačený vstupní vzduch a palivo, které se přidává spolu s ním, by se prostě vyhodilo z výfuku, čímž by se zvýšily emise, teplota výfukových plynů a protitlak, ale zároveň by se ztratilo obrovské množství výkonu.
MOTORY VTEC
Vzhledem k tomu, že motory VTEC používají jeden profil vaček při nízkých otáčkách a jiný při vysokých otáčkách, nepředstavují divoké vačky ve voze vybaveném systémem VTEC takový problém pro jízdní vlastnosti, jako tomu může být u jiných motorů. Bohužel Honda do svých výkonných motorů VTEC standardně montuje divoké vačky a ve většině situací by jejich větší divokost způsobila, že by vůz nebyl řiditelný. U mírnějších motorů VTEC to však dává skvělou příležitost zvýšit maximální výkon, aniž by se zhoršily jízdní vlastnosti.