Rozvody motoru lze brát jako věc vyladěnou k dokonalosti. Jenže v některých případech, například v závodních aplikacích, potřebujeme něco víc než ventily ovládané vačkami a pružinami.
Rozvody motoru: Ventilům je bez pružin ve vysokých otáčkách lépe
Články na téma rozvody u auta:
- Co to jsou rozvody auta, jaké jsou druhy
- Rozvody ventilů. Proč vyhrává OHC?
- Co jsou rozvody u auta a jaké jsou druhy?
- Rozvody motoru – kdy je vyměnit?
- Rozvodový řemen vs. rozvodový řetěz
- Napínáky rozvodových systémů
- Rozvodové řemeny v oleji jsou drahá past na zákazníky
- Desmodromický rozvod: Jde to i bez pružin - právě čtete
- Kdy se mění rozvodový řetěz? Poznáte to podle jednoho příznaku
- Rozvody motoru ozubenými koly
Klasické rozvody motoru a jejich limity
Když se řekne rozvod motoru, většina lidí si vybaví klasický systém s vačkovou hřídelí, která ventily otevírá, a pružinami, které je zase zavírají. Funguje to, je to osvědčené a levné. Jenže v určitém bodě, konkrétně při velmi vysokých otáčkách, začíná být tahle jednoduchá hra mechaniky, pružnosti a setrvačnosti problém.
Pružiny totiž přestanou stíhat, pokud nesáhneme k dramatickým změnám. Ventil se může „utrhnout“ od vačky, nedovře se včas a výsledkem je ztráta výkonu, v krajním, ale velmi teoretickém scénáři i destrukce motoru. To v případě, že by ventil „počkal“ na píst a došlo by ke vzájemnému kontaktu. Většinou však narazíme jen na to, že ventil začne svojí setrvačností překonávat sílu pružiny.
Tady nastupuje systém, který na první pohled působí jako inženýrská úchylka. Desmodromický rozvod. Jeho podstata je geniálně jednoduchá a zároveň konstrukčně velmi odvážná: ventily neovládá pružina, ale dvojice vaček – jedna otevírá a druhá zavírá. Každý ventil má tak svůj pevně definovaný pohyb v obou směrech. Není tu žádné „čekání“, až pružina vrátí ventil zpět na sedlo. Vše se děje mechanicky, řízeně, přesně.
Princip a konstrukce
V desmodromickém systému jsou na vačkovém hřídeli dvě odlišné vačky na jeden ventil. První posune ventil dolů (tedy do otevřené polohy), druhá ho tlačí zpět nahoru. Obě působí přes samostatné vahadlo či táhlo, které přesně kopíruje vačkový profil. Neexistuje zde v podstatě žádná pružnost, takže ventil sleduje profil vačky doslova do posledního stupně. Tím se eliminuje riziko „plavání ventilu“ i při extrémních otáčkách, kam by se běžný ventilový rozvod neměl vůbec šanci dostat.
- Přečtěte si také: Rozvody motoru je někdy lepší vyměnit dřív než předepisuje automobilka
Celý mechanismus je ale mechanicky komplikovaný. Vyžaduje přesnou geometrii, dokonalé časování a minimální vůle. Každý milimetr se počítá, každá miniaturní změna profilu vačky má vliv na průběh ventilového zdvihu a časování. I mazání a opotřebení jsou solidní výzva, systém totiž pracuje pod vysokým zatížením a potřebuje perfektní lubrikaci.
Výhody desmodromického systému
Největším benefitem je bezesporu přesnost a kontrola. Ventily dělají přesně to, co jim vačky přikážou. Žádné pružiny, žádné zpoždění, žádné kmitání, přesnost je skutečně absolutní. To umožňuje konstruktérům hnát motory do velmi vysokých otáček – v závodních speciálech běžně přes 15 000 ot/min. A to s jistotou, že se ventily nezavřou pozdě, nebo se vůbec nepotkají s pístem v nejhorším možném okamžiku. Ano, klasické rozvody to umí také, ale za cenu větších kompromisů.
Další výhodou je stabilní výkon celého systému. Klasické pružiny se při zahřívání mění, jejich tuhost se s teplem posunuje, reakce se zpomaluje. Desmodromický systém je naproti tomu mechanicky stabilní, teplotní změny ho prakticky neovlivní. Díky tomu může být i samotný profil vačky agresivnější, ventil se otevře rychleji, zůstane otevřený déle a motor má více času na sání i výfuk. To je opět klíčová výhoda ve vysokých otáčkách, kdy se tyto procesy dějí extrémně rychle.
Zajímavým efektem je i lepší účinnost v určitém rozsahu otáček. Absence pružin znamená, že vačka nemusí překonávat jejich odpor při stlačování. Celková mechanická účinnost tak může být vyšší, i když konstrukce samotná je těžší. Ovšem je třeba také dodat, že systém má i další komponenty, jako je druhá vačka a vahadlo, které další hmotnost přidávají, takže tato výhoda neplatí univerzálně.
- Mohlo by vás zajímat: Co jsou rozvody u auta a jaké jsou druhy?
Nevýhody a limity
Žádný technický zázrak není zadarmo. Desmodromický rozvod je složitý na výrobu, seřízení i údržbu. Vyžaduje častější kontrolu vůlí ventilů a přesné seřízení, protože každý komponent se musí pohybovat s absolutní přesností. Odchylky se projeví okamžitě – hlučností, ztrátou výkonu nebo dokonce destrukcí části rozvodu.
Dalším problémem je hmotnost a rozměry. Mechanismus dvou vahadel, dvou vaček a všech příslušných mechanismů zabírá více místa a přidává hmotnost, což je pro závodní motory nežádoucí. Nasazení desmo rozvodu je tedy vždy otázkou kompromisu. Navíc jeho výroba je drahá, a proto se nikdy nerozšířil mimo specifické aplikace – závodní motory a především motocykly Ducati, které na desmodromický rozvod vsadily už v 50. letech.
Samostatnou kapitolou je údržba „desma“. Ducati od něj upouští u níže postavených modelů. Důvody budou patrně souviset s již zmíněnou vyšší hmotností a náklady na výrobu i vývoj. Seřizování však probíhá v daleko častějších intervalech (zhruba 2× až 3×) a je složitější. Nehledě samozřejmě na fakt, že většina mechaniků s tímto systémem prakticky nemá zkušenosti.
Pro každodenní auto nebo motorku je desmodromický rozvod zbytečný. Pružiny s progresivní charakteristikou, duté ventily a moderní materiály zvládnou všechno, co běžný řidič potřebuje. Desmodromický rozvod je spíše inženýrskou frajeřinkou, ukázkou, kam až lze věci dotáhnout.
Kde se s ním setkáme
Historie sahá hluboko – první desmodromické systémy se objevily už před druhou světovou válkou, ale skutečně prosluly až díky Ducati. Italská značka si ho zamilovala a drží se ho dodnes, i když moderní verze už kombinují klasické principy s pokročilými materiály a povrchovými úpravami.
Některé závodní monoposty (například Mercedes‑Benz W196) jej používaly v 50. letech, než přišel pneumatický ventilový rozvod. Desmodromický rozvod je fascinující ukázka mechanické přesnosti a odvahy jít proti konvencím. Nahrazuje pružinu druhou vačkou a tím dosahuje dokonalé kontroly nad pohybem ventilu. Je extrémně účinný, ale i náročný.
Zdroj médií: Ducati.
K69,