Obroty mocy

Przy całkowicie otwartej przepustnicy o obrotach mocy maksymalnej silnika decydują tzw. ssące czasoprzekroje tworzone przez powierzchnie ssących szczelin zaworowych w funkcji całkowitego kąta otwarcia zaworów. Innymi słowy każde powiększenie powierzchni ssącej szczeliny zaworowej i/lub całkowitego kąta otwarcia zaworu ssącego - powoduje powiększenie czasoprzekroju i przesuwa moc maksymalną na wyższe obroty. Wzrost  obrotów mocy maksymalnej występuje w pierwiastku kwadratowym powiększenia czasoprzekroju. Natomiast wzrost mocy maksymalnej jest wprost proporcjonalonie do wzrostu obrotów mocy maksymalnej.

Szczelina zaworowa jest powierzchnią boczną stożka ściętego, którego podstawą jest średnica zewnętrzna przylgni gniazda zaworowego, mniejszą średnicą jest wewnętrzną średnicą przylgni grzybka zaworu, a wysokością efektywny wznios zaworu h.

Wzór na obliczanie powierzchni bocznej stożka ściętego Sb=Pi*L*(R+r)  

gdzie tworząca L=((h-(R-r))^2+(R-r)^2)^0,5

Z w/w wzoru na obliczanie powierzchni bocznej stożka ściętego wynika, że jej powiększenie można osiągnąć zwiększając L i/lub (R+r). Z tego powodu jednym z najprostszych sposobów zwiększania powierzchni szczeliny zaworowej w niewysilonych silnikach seryjnych jest szlifowanie seryjnych grzybków zaworów oraz frezowanie seryjnych gniazd zaworowych na dwa kąty. Zastosowanie drugiego kąta na grzybku seryjnego zaworu ( przy założeniu, że gniazdo jest również stosownie obrobione jednym lub dwoma kątami ) - przesuwa przylgnię na większą średnice, powodując zwiększenie czynnego przelotu w szczelinie zaworowej na podobieństwo zastosowania zaworu o większej średnicy. Przesunięcie przylgni na zewnątrz powoduje przy okazji jej zwężenie, co przy tej samej sile sprężyny zaworowej umożliwia utrzymanie podobnego, jednostkowego nacisku zaworu na przylgnię.

Szkic seryjnego gniazda z seryjnym zaworem, przed i po modyfikacji. Zakreskowane pola przedstawiają materiał, który z gniazda i z zaworu należy usunąć. Jak widać usunięcie zakreskowanego materiału powoduje, że   R2>R1, r2>r1 i L2>L1. W tej sytuacji S2 musi być większe od S1.

Powyżej zdjęcia zaworów i gniazd ssących obrobionych dwoma kątami. Zawory mają przylgnię o szerokości 1,4mm (po skosie, co w rzucie pionowym daje 1 mm)i kącie 45 stopni oraz drugi kąt wynikowy, zależny od kształtu seryjnego grzybka. Kąt ten powinien być możliwie najmniejszy.  Gniazda ssące mają przylgnię j/w i są "rozciągnięte" od wewnątrz kątem 75 stopni.

W przypadku niewysilonych konstrukcyjnie silników samochodów seryjnych, uzyskiwane w ten sposób przyrosty powierzchni szczeliny zaworowej mogą osiągać nawet 20%. Natomiast w silnikach samochodów sportowych przyrosty te są znacznie mniejsze i oscylują ok. 5%-7%. Tym niemniej w kwestii przyrostu mocy niemal zawsze jest to działanie korzystne, a w przypadkach, gdy zwiększanie średnic zaworów z różnych powodów nie wchodzi w rachubę.... jedynie możliwe.

Choć teoretycznie, to zawory ssące decydują o obrotach mocy maksymalnej silnika - praktycznie mogą to robić wyłącznie wtedy, gdy zawory wydechowe im na to pozwalają. Dlatego też wymiary zaworów wydechowych są nie mniej ważne niż zaworów ssących, ponieważ niezależnie od wielkości zaworów ssących, silnik nie zassie nowego ładunku w cyklu ssania, dopóki nie pozbędzie się spalin podczas poprzedzającego cykl ssania, cyklu wydechu. A stosunek średnic zaworów ssących do wydechowych jest bardzo ważnym parametrem określającym możliwości silnika do osiągania wysokich mocy.

cdn.

© prawa autorskie - Grzegorz Grabowski