Při pravidelné výměně rozvodového řemene, napínáků a vodního čerpadla je třeba vždy zkontrolovat funkčnost systému proměnného časování ventilů.
Typické rozvodové sady obvykle zahrnují řemen, vodicí kladky, napínák(y) a vodní čerpadlo.
Pokud je daný motor vybaven proměnným časováním ventilů, jsou proměnné řemenice většinou nabízeny samostatně a často jsou k dispozici pouze u autorizovaných servisů.
Mnoho řidičů vzhledem k vysoké ceně takového příslušenství odmítá jeho výměnu s tím, že jediným důsledkem bude zhoršený výkon, zvýšená spotřeba paliva nebo hluk zpod kapoty.
Při chodu motoru opotřebované proměnné řemenice obvykle vibrují, neustále mění fáze nebo se v některé poloze zablokují.
V zásadě každá z těchto situací přetěžuje rozvodový řemen, což drasticky snižuje jeho životnost a v konečném důsledku vede k jeho přetržení nebo alespoň k přeskočení.
„Je třeba si uvědomit, že všechny systémy korekce otevírání ventilů určitým způsobem dodatečně zatěžují rozvodový systém.
U těch s řemenem je třeba tomu věnovat zvláštní pozornost.
Rádi bychom při této příležitosti připomněli, k čemu se používají systémy s proměnným časováním ventilů, a rozluštili označení nejběžnějších z nich.
Bez ohledu na to, zda je motor vybaven rozvodovým řemenem nebo řetězem, pevné spojení klikové a vačkové hřídele (vačkových hřídelí) neumožňuje variabilní řízení ventilů.
Přesto má otevírání ventilů obrovský vliv na chod motoru.
Pro drobné změny v nastavení se do ventilového rozvodu instalují systémy fázování vačkové hřídele.
Pomocí nich lze vačkovou hřídel dočasně zrychlovat nebo zpomalovat nezávisle na otáčkách klikové hřídele, čímž se mění časování ventilů.
Jiné systémy také umožňují korigovat samotný zdvih ventilů.
Přestože cíle konstruktérů jsou stejné, prakticky každý výrobce motorů vyvinul vlastní systém řízení časování, a dal mu své označení.
MultiAir je systém řízení ventilů vyvinutý společností Fiat.
Na rozdíl od svých konkurentů umožňuje současně řídit jak dobu otevření ventilů, tak i čas otevření.
Vanos je systém vyvinutý společností BMW, který koriguje dobu otevření ventilů.
Valvetronic je rovněž systém BMW, často používaný spolu s Vanosem.
VTEC (zkratka pro Variable valve Timing and lift Electronic Control system) je systém proměnného časování ventilů pro motory Honda.
V dnešních motorech je toho variabilního spousta - od délky sání přes lopatky turbodmychadla až po klapky a obtokové ventily výfukového systému.
„Variabilní všechno” má pochopitelně své funkční přínosy, ale může to být choulostivější, pokud se technice nedostává správná údržba.
Někde mezi vším zmíněným se nachází variabilní časování ventilů, které za rizika spojená s onou proměnností stojí možná nejvíce.
Přišla s ním Honda jako se systémem označeným VTEC, který je dodnes fanoušky zbožňován.
Systém VTEC funguje relativně jednoduše.
Vačková hřídel má na sobě různě ostré vačky.
V nízkých otáčkách pracují ty jemnější, ta ostřejší má své vahadlo, které ve výchozím stavu není napojeno na žádný ventil, hýbe se tedy naprázdno.
V určité chvíli se vahadla ventilů pevně spojí kolíčkem posunutým díky tlakovému oleji nasměrovanému do správných kanálů elektronicky řízenými klapkami.
Na prázdno se pak hýbou jemnější vačky.
To je chvíle, kdy v ostřejších Hondách vybavených tímto systémem cítíte kopanec a auto najednou začne jet živěji.
Tedy onen kopanec jste spíše cítili v minulých dekádách - poslední evoluce systému VTEC pracují podstatně jemněji a přechod mezi oběma režimy není tak dramatický.
Přesto se odehraje a je cítit - ventily se poté více a na delší dobu otevírají, takže do válců proudí více vzduchu a paliva, což znamená větší výkon motoru ve vysokých otáčkách.
Pro nízké otáčky je naopak žádoucí menší otevření ventilů kvůli nižší spotřebě paliva.
Základní princip fungování variabilního časování Honda VTEC je systém, který mění jak trvání otevření ventilů, tak i míru jejich otevření.
To není zas tak běžné; častěji se setkáme s proměnlivým „pouze” časováním ventilů.
Tady zůstává míra otevření stejná, mění se ale doba, jak dlouho jsou otevřeny, kdy se otevírají a kdy se zavírají.
Fungují většinou na principu změn tlaku oleje ve speciálních komorách, které různě natáčejí vačkové hřídele.
Také se někdy používají elektromotorky, možností je zde více.
Jednodušší systém proměnného časování, který mění pouze natočení hřídele.
Další alternativou je, že při nízkých otáčkách se otevírá jen jeden ze dvou sacích ventilů.
Vačka je jen u jednoho vahadla a klasickým způsobem otevírá ventil, zatímco ten druhý se nehýbe.
V určitých otáčkách se opět pomocí tlaku oleje posune kolík, který obě vahadla spojí a začnou se otvírat oba ventily.
Důvod pro tenhle systém je vylepšení proudění směsi ve válci v nižších otáčkách, které zlepšuje efektivitu hoření a tím snižuje emise, zejména je-li motor studený.
Též jednodušší systém variabilního fungování ventilů pracuje primárně s jejich otevíraným množstvím.
Variabilní může být také počet pracujících válců.
Tenhle systém se používá zejména u motorů o osmi a více válcích, ale začínají se dostávat i do menších jednotek.
Elektronika odpojí některé válce a nechá je se pohybovat naprázdno ve chvíli, kdy po motoru chcete jen trochu výkonu.
V tomhle případě existuje více různých způsobů, jak odpojení válce dosáhnout, ale všechny fungují na principu, že se přestanou hýbat všechny ventily daného válce, zůstanou uzavřeny a válec ve výsledku jen pumpuje vzduch.
Systém, který je na obrázku, funguje podobně jako VTEC, jen nemá každé vahadlo svou vačku.
Vačky jsou pod oranžovými půlvahadly, které jsou za standardní situace kolíkem spojeny s opačnými půlvahadly, otvírajícími ventily.
Když od kolíku zmizí tlak oleje, on se schová do části s vačkou a půlvahadla u ventilů se nehýbou, takže ventily zůstávají zavřené.
Také systém odpojování válců motoru je vlastně způsob proměnného fungování ventilů.
Dalším krokem by mohla být úplná eliminace vačkových hřídelí.
Zní to krásně: motory nebudou mít rozvodové řemeny, které se nebudou muset nákladně měnit, či řetězy, které mohou selhávat, nejen když uznávaný automobilový gigant podcení kontrolu kvality výrobků subdodavatelů.
Olejová a vodní pumpa mohou být poháněny ozubenými koly, elektricky nebo i úplně jinak.
Ventily by se otevíraly pomocí cívek či elektromotorů, jejich otvírání by bylo násobně rychlejší a budete je moci otevřít na jakkoliv dlouho, do jaké míry chcete a v jakýkoliv moment chcete.
V jednom motoru tak bude moci fungovat Ottův cyklus pro běžnou a ostřejší jízdu, ale zároveň Atkinsonův cyklus pro pomalou jízdu po městě či pro jízdu „na spotřebu”.
Časování zkrátka nebude mít žádné limity, žádné konkrétně stanovené režimy, bude moci být každou chvíli jiné, pochopitelně vždy optimální.
Nic takového zatím na trhu není, protože to není dostatečně spolehlivé a zároveň to je dost drahé a prý i hlučné.
Přeci jen je mechanické spojení pomocí řemenu či řetězu trvanlivější než cívky u každého válce či dokonce ventilu zvlášť.
Všechny články na Autoforum.cz jsou komentáře vyjadřující stanovisko redakce či autora.
VANOS, VVT-i, VTEC či třeba VVC. Různé zkratky, které označují proměnné časování rozvodu.
Variabilní rozvod je jednou z možných cest, jak zvýšit účinnost spalovacího motoru.
U běžných agregátů s pevným rozvodem činí zhruba jen 33 procent.
Zbytek energie se při jeho chodu zkrátka ztrácí.
Časování rozvodu obecně řídí celou činnost spalovacího agregátu, konkrétně výměnu plynů ve válci.
Pokud je časování neměnné, lze výměnu směsi optimálně přizpůsobovat pouze v určitém, v praxi relativně úzkém pracovním rozsahu motoru.
Proměnné časování dává zcela jiné možnosti.
V minulosti se zavádělo ve snaze zvýšit měrný výkon pohonné jednotky a zároveň zlepšit pružnost motoru v co možná nejširším rozsahu otáček.
Tedy vlastně splnit dva dost protichůdné požadavky.
Obyčejně motor s vysokým měrným výkonem se vyznačuje tvrdou momentovou charakteristikou.
Naopak velmi pružné motory sice dobře spolupracují už od nejnižších otáček, ovšem velké výkony ve špičce po nich chtít nelze.
V současné době je proměnné časování rozvodu jednou z cest, jak snížit spotřebu paliva a také emise.
Díky němu lze uplatnit efekt takzvaného vnitřního EGR, kdy se ve fázi výfuku v režimu částečného zatížení dostává část spalin zpět do sání, čímž se snižuje teplota spalování a klesají emise oxidů dusíku.
Díky proměnnému časování mohou současné motory pracovat také v takzvaném Atkinsonově cyklu, většinou v kombinaci s extrémně vysokým kompresním poměrem.
Níže se pokusíme nastínit rozdíly mezi vybranými systémy, které v současnosti i v nedávné minulosti automobilky nabízejí/nabízely.
Myšlenka nabídnout proměnné časování rozvodu u spalovacího zážehového motoru se poprvé objevila v Itálii na sklonku 60. let.
Stáli za ní dva inženýři Fiatu: Giovanni Torazza a Dante Giacosa.
Svojí vynález si nechali patentovat, a to pod číslem US3641988.
Jejich systém využíval až bizarně složitý rozvod s vahadly, jednoramennými pákami a excentrany.
V zásadě pracoval s více vahadly na každý ventil, kterým příslušela vždy určitá vačka - tedy trochu jako Honda VTEC.
Aktivování vahadel bylo hydraulické.
V praxi by se jednalo o dost složité řešení jak z pohledu výroby, tak i pozdější spolehlivosti a správnosti funkce celého systému.
Ten už tehdy dokázal měnit časování sacího rozvodu a dokonce i zdvih ventilů v závislosti na zatížení motoru a jeho otáčkách.
Sériové řešení proměnného časování do výroby přinesli opět Italové, a to v roce 1986.
Konkrétně Alfa Romeo ji nabídla na původním řetězovém dvoulitru.
Oproti ranému typu byl systém jednodušší, neuměl měnit zdvih ventilů.
Využíval přesuvník, který byl součástí rozvodového kola sací vačkové hřídele.
V něm uložený píst posouval axiálně objímku pohybující se po šroubovici proti vratné pružině, čímž vlastně docházelo k natáčení vačkového hřídele sání vůči výfukovému a zároveň i klikovému hřídeli.
Tímto se otevřela cesta i pro další výrobce.
Honda VTEC - Mění časování i zdvih ventilů.
Historicky druhým systémem proměnného časování rozvodu se stal známý Honda VTEC.
Při své premiéře v roce 1989 se psal ještě s pomlčkou, tedy V-TEC.
Jde o zkratku Variable valve Timing and lift Electronic Control.
Vývoj prvního systému započal už v roce 1984, kdy Honda ustavila speciální skupinu konstruktérů.
Jm bylo cílem nabídnout téměř ideální parametry.
Tedy vysoký výkon, solidní pružnost a k tomu nízkou spotřebu paliva a emise škodlivin.
Základem pro stavbu motoru NEC se stala tehdy nová generace agregátů řady B s objemem 1,6 litru a rozvodem DOHC.
Výsledek Honda prezentovala v roce 1989 pod označením B16A.
První verze měla výkon 110 kW, tedy 69 kW na litr objemu.
Pozdější varianty poskytovaly dokonce 118 kW.
Základní myšlenkou každého VTEC je řešení, kdy jeden sací ventil ovládá nikoliv nezbytný jeden vačkový palec, nýbrž dva, lišící se profilem.
K přepínání mezi nimi dochází hydraulickým zapojením příslušného ventilového vahadla do akce.
Později vznikly odvozené systémy s cílem nabídnout hlavně hospodárnost provozu.
Šlo o takzvaný SOHC VTEC, aplikovaný na motor s jedním vačkovým hřídelem a dále takzvaný New VTEC, který sací ventily ovládal ve třech stupních.
Ještě později Honda nabídla VTEC-E.
Ten pracoval podobně jako New VTEC, ovšem bez ostré vačky a tedy jen dvoustupňově.
Současné motory Hondy, třeba série R, pracuje se systémem i-VTEC.
Uplatněný je na motoru s rozvodem OHC a kombinuje výše uvedený New VTEC s VTEC-E.
Navíc je ale v nabídce ještě i-VTEC pro výkonné motory se dvěma vačkovými hřídeli, který najdete třeba na Civicu Type R.
BMW VANOS - Mění pouze časování rozvodu.
Systém proměnného časování rozvodu nabízí od roku 1992 také BMW.
Poprvé jej použili na šestiválci S50B30 kupé M3 E36.
Později také v civilním řadovém šestiválci M50.
VANOS se technicky hodně podobá systému Alfa Romeo z roku 1986.
Základem přesuvníku je hydraulický axiální píst uvnitř řetězového rozvodového kola.
Pohybuje se na šroubovici, čímž mění v radiálním směru polohu sacího vačkového hřídele.
A zatímco původní řešení Alfa Romeo nabízelo jen dvoustupňovou změnu časování, řešení VANOS umožňuje píst zastavit v libovolné pozici a měnit tak časování plynule.
K tomu slouží dvoucestný ovládací elektromagnetický ventil, takzvaný OCV.
Jeden kanál přivádí olej na jednu stranu pístu, druhý na druhou stranu.
Podle toho, kterým olej proudí, pohybuje se píst k motoru, nebo od něj.
A časování jde do fáze předstihu, nebo zpoždění.
Vylepšením původního systému VANOS vznikl Double VANOS, který umožňuje měnit časování také na výfukové straně rozvodu.
Princip je v zásadě stejný jako dříve, přičemž Double VANOS vyvíjelo BMW s firmou Siemens.
Toyota VVT-i - VANOS po japonsku.
Od poloviny 90. let nabízí variabilní rozvod také Toyota.
První motorem, který jej měl, byl řadový šestiválec 2JZ-GE na modelu Supra A80 pro japonský trh.
Později pak civilní čtyřválce řady ZZ.
VVT-i umí podobně jako VANOS měnit plynule časování sací strany rozvodu.
Zásadní rozdíl mezi oběma systémy je ale v provedení přesuvníku.
Zatímco VANOS využívá axiální typ, u VVT-i najdete lopatkový přesuvník - radiální.
Základem je lopatkový člen, který se natáčí ve válci součástí rozvodového kola.
Lopatky oddělují komoru předstihu a komoru zpoždění.
Natáčení se děje tlakem motorového oleje jako u VANOS.
Do jaké komory bude olej proudit určuje dvoucestný ventil OCV.
Písmenko i má zdůraznit, že systém mění časování plynule, nikoliv skokově.
VVT-i tak mění pouze časování, nikoliv zdvih ventilů.
K tomu Toyota vyvinula systém VVTL-i, který však našel uplatnění pouze na motoru 2ZZ-GE.
VVTL-i kromě lopatkového přesuvníku na sací vačce navíc využíval dvou rozdílných vačkových profilů k ovládání sacích ventilů.
Tedy něco jako Honda VTEC.
Systém využívá excentrický rotující disk k ovládání sacích ventilů vždy dvou válců.
Patentován a publikován byl systém již v roce 1973, kdy jej vynalezl jistý Mitchell.
V roce 1989 si na něj vzpomněl Rover, který jej podrobil dalšímu vývoji a v roce 1993 vznikl motor 1.4 VVC z řady K.
Do sériové výroby však ještě nějaký čas chyběl.
Stalo se tak v roce 1996 s novým Roverem 200 a jeho verzí Vi.
A dále se motor s VVC dostal mezi lidi díky roadsteru MGF.
VVC tak bylo nakonec použito pouze na jediném agregátu - 1.8 VVC.
Jelikož systém ovládá vždy ventily dvou válců, je sací vačkový hřídel na motoru 1.8 VVC dělený na dvě části.
Je to z toho důvodu, že válec blíže rozvodovému kolu využívá palce vaček v podobě objímky, zatímco vzdálenější má vačky usazené na vnitřní části hřídele.
Čtvrtý válec to má stejně jako první, jen z druhé strany.
K tomu rozvod potřebuje dva rozvodové řemeny.
Delší řemen je zepředu a propojuje výfukový vačkový hřídel se zadním sacím vačkovým hřídelem, kratší řemen je na opačné straně.
Ke změně časování dochází natáčením excentrického disku prostřednictvím excentrického ovládacího hřídele.
Řízen je z jednotky HCU, skládající se ze dvou solenoidů, vpouštějící tlak oleje na píst, který natáčí excentrický ovládací hřídel.
Ač řešení MG/Roveru vypadalo slibně, v praxi se neujalo.
Má totiž příliš mnoho pohyblivých částí.
Minimálně je to však dost složité na výrobu a tudíž drahé.
I to je jistě důvod, proč se toto řešení více nerozšířilo.
Dnes nabízejí rozvodové mechanismy plynule proměnný zdvih sacích ventilů.
O nich a některých dalších konstrukcích proměnného časování rozvodu se dočtete více v odborné literatuře a v článcích Autoforum.cz.
Variabilní ovládání vačkových hřídelů mění pootočení sacích ventilů vůči vačkové hřídeli výfukových ventilů u rozvodu DOHC.
Tím se mění okamžiky otevření a zavření sacích ventilů v určitých naprogramovaných oblastech otáček.
Doba otevření ventilů se vyjadřuje ve stupních na rozvodovém diagramu a obvykle bývá nastavována ve více rozsazích.
Hlavní řídicí veličinou jsou otáčky motoru, korekčními veličinami zátěž a teplota motoru.
Řídicí jednotka motoru (ECU) má obvykle naprogramovány 3 rozsahy otáček.
Variabilní ovládání vačkových hřídelů se používá k lepšímu plnění válců v širokém rozsahu otáček a provozních podmínek.
Výsledkem je vyšší výkon motoru, zlepšený průběh točivého momentu, snížení spotřeby paliva i snížení emisí ve výfukových plynech.
Některé moderní čtyř až dvanáctiválcové motory mohou při malém zatížení vypínat z činnosti až polovinu válců.
Dosahuje se tak až 20% úspory paliva.
Proměnné časování pomáhá i ve vzorku Atkinsonova cyklu a při vnitřním EGR.
V dnešní době rozlišujeme několik typických konstrukčních uspořádání ventilových rozvodů s proměnným časováním.
Italské řešení na úvod - Fiat a Alfa Romeo.
Myšlenka vznikla na sklonku 60. let ve Fiatu, a to díky Giovanniovi Torazzovi a Dante Giacose, kteří si vynález patentovali.
První sériové řešení přišlo v roce 1986 u Alfa Romeo na dvoulitrovém řetězovém rozvodu.
Honda VTEC - Mění časování i zdvih ventilů a následně vznikly odvozené varianty pro ekonomičnost provozu.
BMW VANOS - Mění pouze časování rozvodu a vyvíjelo se spolu se Siemens.
Toyota VVT-i - Mění plynule časování sací strany a používá lopatkový přesuvník.
VVTL-i a další variace ukazují, že proměnné časování mohou být i součástí víceúrovňových systémů řízení ventilů.
Pro některé moderní koncepce se uvažovalo i o úplné eliminaci vačkových hřídelů a nahrazení ventily elektromotory a systémy řízení plnění.
V současnosti však tato řešení zůstávají spíše koncepční než produkční.
Proměnné časování ventilů je jednou z cest, jak snížit spotřebu paliva a emise, a díky němu lze uplatnit moderní cykly a recirkulaci výfukových plynů.
Časování rozvodu obecně řídí výměnu plynů ve válci a jeho správné nastavení ovlivňuje plnění, výkon i účinnost motoru.
V praxi bývá největší výhodou pružnější chod motoru a lepší plnění válců v širokém rozsahu otáček.
Odpovídající údržba a správný servis rozvodového systému jsou klíčové pro dlouhou životnost proměnného časování a minimalizaci rizik spojených s poruchami.
V kontextu Ford Focus a podobných vozů je důležité věnovat pozornost odbornému servisu a správnému napínání řemenů, protože nesprávné nastavení může významně snížit životnost součástí.
