- Silnik SV, czyli dolnozaworowy. Co to jest i jak działa?
- Dlaczego silniki dolnozaworowe wyginęły?
- Silniki dolnozaworowe: wady i zalety
Silnik dolnozaworowy. Co to jest, jak pracuje i co wyróżnia silniki SV. Jak rozpoznać silniki dolnozaworowe w motocyklach?
Konstrukcje czterosuwowych silników spalinowych określane są w oparciu zastosowany rodzaj rozrządu. To właśnie ten szczegół konstrukcji zdaje się być kluczowym dla sprawności i charakteru danej jednostki. Można więc powiedzieć, że wszystko zależy od zaworów oraz miejsca ich usytuowania w budowie silnika.
Najważniejsze typy konstrukcji silników jakie powstawały przez lata rozwoju motoryzacji można podzielić na cztery główne typy, których skrótowe oznaczenia pochodzą od angielskich określeń konstrukcji i umiejscowienia rozrządu. Główny i najczęściej stosowany w nazewnictwie podział to silniki dolnozaworowe oraz górnozaworowe. Będą to odpowiednio silnik typu SV (side valve), OHV (over head valve) oraz OHC (over head camshaft). Ten ostatni jest zdecydowanie najbardziej popularnym współcześnie rozwiązaniem i dzieli się na dwie współistniejące podgrupy: SOHC (single over head camshaft) oraz DOHC (double over head camshaft).
Zmiany w układach rozrządu pojawiały się wraz ze rozwojem technologii stosowanych do produkcji silników oraz coraz lepszych materiałów i maszyn pozwalających na ograniczenie kosztów produkcji skomplikowanych mechanicznie rozwiązań z zachowaniem odpowiedniej dokładności.
Przeczytaj też:
Jak naładować akumulator w motocyklu i jak przedłużyć jego życie? Same rzeczowe odpowiedzi
Na początku naszej historycznej drogi przez świat motoryzacji stosowano powszechnie silniki z rozrządem bocznym, czyli SV, których popularna nazwa to po prostu silniki dolnozaworowe. Dziś przyzwyczajeni jesteśmy do tego, że zawory wydechowe i ssące praktycznie już zawsze znajdują się w głowicy silnika. To rozwiązanie jednak dość mocno komplikuje konstrukcje silnika, bo sama głowica staje się przez to mocno zaawansowanym od strony konstrukcyjnej elementem, a same wałki sterujące zaworami trzeba dodatkowo napędzać. Dlatego właśnie pierwsze konstrukcje silników spalinowych, wykorzystywały z powodzeniem rozrząd typu SV.
Silniki dolnozaworowe (SV) były masowo produkowane do ok. połowy XX wieku. Zapotrzebowanie na większą sprawność i wyższą moc rosło, a wraz z nim pojawiały się nowe bardziej wydajne konstrukcje, które ostatecznie zadecydowały o losie jednostek dolnozaworowych, które zostały niemal całkowicie wyparte z rynku.
Rozrząd w silniku spalinowym: jak działa?
Napęd układu rozrządu przenoszony jest z wału korbowego w różnoraki sposób. Najczęściej poprzez pasek zębaty, łańcuch, lub układ kół zębatych. Czasem – w starszych konstrukcjach do sterowania zaworami stosowano także specjalne popychacze, lub tzw. wałki królewskie. Układ zazwyczaj działa w ten sposób, że krzywki na wałku rozrządu, otwierają odpowiednie zawory, wywierając nacisk na sprężynę zaworową. Odbywa się to za pomocą elementów pośredniczących – np. popychacza, dźwigienki, lub szklanki. Sprężyny zaworowe, po ustąpieniu nacisku ze strony krzywki zaworowej, samoczynnie domykają zawory. Odbywa się to w odpowiednich momentach, by mógł zostać wykonany pełny cykl pracy silnika czterosuwowego. Ponieważ zarówno zawory ssące, jak i wydechowe otwiera się raz na dwa obroty wału korbowego, prędkość obrotowa wałka rozrządu jest dwa razy mniejsza.
W silniku dolnozaworowym zamknięcie zaworów odbywa się w kierunku ZW, czyli dolnego martwego punktu tłoka. Zawory w silnikach SV umiejscowione są z boku w osi cylindra, przez co też czasami nazywa się je także silnikami bocznozaworowymi.
Ciąg dalszy pod materiałem wideo
Silnik dolnozaworowy: zalety
Silniki dolnozaworowe to najprostsze z konstrukcji wśród silników czterosuwowych. Ten fakt sprawia, że jest to także główna zaleta tego rodzaju silnika. Budowa głowicy czterosuwowego silnika dolnozaworowego sprowadza się do czapki zamykającej komorę spalania – dokładnie tak samo jak w prostych silnikach dwusuwowych. Prosta konstrukcja to także bardzo mała wysokość głowicy. Często motocykle z silnikami dolnozaworowymi mylnie wyglądają jakby były napędzane niewielkimi jednostkami pod względem pojemności. To właśnie niewielkie głowice, dla osób przyzwyczajonych do widoku silników górnozaworowych w motocyklach, sprawiają, że silnik optycznie wygląda na filigranowy. Dla pracujących w skrzyni korbowej krzywek zaworowych nie potrzeba dodatkowego smarowania, a napęd układu rozrządu także jest w wypadku silników dolnozaworowych uproszczony do minimum.
Przeczytaj też:
Sokół 600 RT: najbardziej niedoceniony polski motocykl. Widziałeś go kiedykolwiek na własne oczy?
Silniki dolnozaworowe są z natury jednostkami niewysilonymi. Ich sprawność jest ograniczona przez swoistą konstrukcję, ale z drugiej strony, to właśnie niewielkiemu wysileniu zawdzięczają bardzo dobrą elastyczność. Silniki dolnozaworowe świetnie sobie radzą z paliwem o mniejszej liczbie oktanowej – bez ryzyka wystąpienia spalania stukowego.
Silnik SV: wady
Niestety, jak każda konstrukcja, silniki dolnozaworowe mają także wady, a tych jest naprawdę niemało.
Małe wysilenie silnika, skutkujące wspomnianą wysoką elastycznością i odpornością na słabej jakości paliwa, ma także swoje ciemne strony. Silniki dolnozaworowe generują niewielkie moce z danych pojemności skokowych. Są także paliwożerne, a spaliny zazwyczaj zawierają zwiększoną ilość niespalonego paliwa. W stosunku do znacznie bardziej zaawansowanych konstrukcyjnie silników górnozaworowych, gorsza jest także szybkobieżność silników SV i ich szybkość reakcji na dodanie gazu. Ma to związek z utrudnionym procesem napełniania i oczyszczania komory spalania oraz jej specyficznym kształtem. Specyfika konstrukcji sprawia, że cylinder przylega do kanałów – doprowadzającego mieszankę paliwowo-powietrzną oraz odprowadzającego spaliny. W niektórych przypadkach może to powodować odkształcanie tulei cylindra poprzez różnice temperatur chłodnego kanału ssącego i gorącego kanału wydechowego. To z kolei niesie ze sobą wiele uniedogodnień związanych z pracą silnika i zużyciem podzespołów układu korbowo-tłokowego. Niekorzystny kształt głowicy obejmującej swoją powierzchnią także będące zakończeniem kanałów zawory, powoduje także osiąganie niższych stopni sprężania. Dlatego też rozrząd SV możemy spotkać wyłącznie w silnikach z zapłonem iskrowym (benzynowych).
Historia pokazała dobitnie, że wady wiążące się z konstrukcją silnika dolnozaworowego znacznie przeważają nad jego zaletami, dlatego z czasem silnik SV padł łupem rozwoju motoryzacji i konstrukcji silnikowych.
Obecnie silniki dolnozaworowe nie sa spotykane w masowej produkcji i należy je traktować jako jeden z kamieni milowych w industrializacji oraz świetny przykład postępu technik i technologii motoryzacyjnych.
Silniki spalinowe z rozrządem hybrydowym (mieszanym)
Warto także wspomnieć przy okazji omawiania konstrukcji silników (rozrządów) dolnozaworowych, że istnieją konstrukcje łączące rozwiązania stosowane w silnikach górnozaworowych oraz dolnozaworowych. Takie rozwiązania nazywa się rozrządem mieszanym, lub hybrydowym oraz oznacza skrótwym symbolem IOE (inlet over exhaust). W tym wypadku zawory ssące były umieszczane w głowicach cylindrów, a wydechowe w bloku silnika. To rozwiązanie pozwala np. na wyeliminowanie problemu związanego z temperaturowym odkształcaniem tulei cylindrów, ale nie przyjęło się powszechnie, gdyż konstrukcja takiego silnika nie była już tak prosta jak w przypadku klasycznego silnika SV.
