Časovanie rozvodu

Časovanie rozvodu je predpis, podľa ktorého prebieha otváranie a zatváranie prvkov rozvodového mechanizmu u piestových strojov. Časovanie teda predpisuje kedy začína a kedy končí prúdenie pracovných plynov do valca, z valca, prípadne medzi priestormi stroja.

Vo väčšine prípadov je časovanie rozvodu pre daný stroj nemené a je pevne spojené s polohou kľukového hriadeľa. Jednotlivé okamihy začiatku otvárania a ukončenia zatvárania riadiacich prvkov sa preto udávajú v stupňoch otočenia kľukového hriadeľa relatívne voči úvrati piestu. Riadiace prvky môžu byť reprezentované ventilmi (najčastejšie), kanálmi, posúvačmi, prípadne inak. Je však možné aj riešenie s premenlivým časovaním, prikladom je variabilné časovanie ventilov u moderných štvortaktných vozidlových motorov.

Časovanie štvortaktných motorov

Diagram časovania štvortaktného motora: červená – výfukový ventil otvorený, modrá – sací (plniaci) ventil otvorený, čierna – oblasť prekrytia ventilov.

Štvortaktné motory vykonajú celý pracovný cyklus za 2 otáčky kľukového hriadeľa (720°). Preto musí rozvod pracovať dvakrát pomalšie, čo je zabezpečené redukovaným prevodom medzi kľukovým hriadeľom a pohonom rozvodu.

Pri štvortaktných motoroch časovanie popisujú 4 parametre:

• SO (alebo PO) — sací (plniaci) otvára — v tomto okamihu sa môže začať plnenie valca nasávaným (alebo plneným pri prepĺňaných motoroch) vzduchom (zmesou). V zjednodušených popisoch sa okamih SO (PO) stotožňuje s hornou úvraťou – HÚ piesta, keď piest začína zväčšovať objem pracovného priestoru. V reálnych motoroch tento okamih nastáva ešte pred dosiahnutím hornej úvrate z dôvodovu konečného času otvárania riadiaceho prvku. V okamihu keď sa piest začne pohybovať nadol, prietokový prierez je už dostatočne veľký.
• SZ (alebo PZ) — sací (plniaci) zatvára — v tomto sa končí plnenie valca nasávaným (plneným) vzduchom (zmesou). V zjednodušených popisoch sa okamih SZ (PZ) stotožňuje s dolnou úvraťou — DÚ piesta, keď piest začína zmenšovať objem pracovného priestoru. V reálnych motoroch tento okamih nastáva až po dosiahnutí hornej úvrate. Hlavným dôvodom je využitie dynamických jevov prúdiaceho vzduchu na doplnenie valca.
• VO — výfukový otvára — v tomto okamihu sa môže začať vyprázdňovanie spalín z valca. V zjednodušených popisoch sa okamih VO stotožňuje s dolnou úvraťou piesta. V reálnych motoroch tento okamih nastáva ešte pred dosiahnutím dolnej úvrate. Hlavným dôvodom je využitie tlaku spalín na voľný výfuk (nepodporovaný vytláčaním piestom) aby sa znížila negatívna práca potrebná na vytlačenie spalín pohybom piesta.
• VZ — výfukový zatvára — v tomto okamihu sa musí skončiť vyprázdňovanie spalín z valca. V zjednodušených popisoch sa okamih VZ stotožňuje s hornou úvraťou piesta, a taktiež s okamihom SO (PO). V reálnych motoroch tento okamih nastáva až po dosiahnutí hornej úvrate. Hlavným dôvodom je využitie súčasného otvorenia sacieho aj výfukového orgánu pre dokonalé odvedenie spalín a podporu nasávacieho procesu.

Tabuľka časovania štvortaktného motora

motor	SO (PO)	SZ (PZ)	VO	VZ
neprepĺňaný a zážihový	0–30° pred HÚ	30–50° po DÚ	3–60° pred DÚ	10–30° po HÚ
prepĺňaný vznetový	50–80° pred HÚ	30–50° po DÚ	30–60° pred DÚ	40–85° po HÚ

Prekrytie ventilov

Z tabuľky je vidieť, že medzi výfukovým a nasávacím (plniacim zdvihom) sú po určitú dobu otvorené oba riadiace orgány súčasne. Táto fáza sa nazýva prekrytie ventilov a môže trvať podľa typu motora 3 až 120° Počas tejto fázy sa dynamické javy navzájom podporujú, spaliny prúdiace von z valca vyvolajú podtlakovú vlnu, ktorá podporí doplnenie valca. U vznetových preplňovaných motorov sa táto fáza využíva ja na ochladene spaľovacieho priestoru prietokom vzduchu priamo do výfuku. Naopak z ekologických dôvodov musí byť prekrytie malé pri zážihových motoroch, aby nedochádzalo k únikom nespálenej čerstvej zmesi do výfuku.

Časovanie dvojtaktných motorov

Diagram časovania dvojtaktného motora so symetrickým rozvodom: červená – výfukový kanál otvorený, modrá – sací kanál otvorený, čierna – prepúšťací kanál otvorený.

Dvojaktné motory vykonajú celý pracovný cyklus za 1 otáčku kľukového hriadeľa (360°). Preto môže rozvod pracovať rovnako rýchlo ako piest. Toto sa s výhodou využíva pri kanálových rozvodoch, keď piest sám svojou polohou vo valci striedavo odkrýva a zakrýva ústia kanálov rozvodu. V takomto prípade nie sú potrebné žiadne ďalšie súčasti čím sa stáva konštrukcia motora veľmi jednoduchou.

V prípade kanálových rozvodov môže byť časovanie:

• symetrické — otvorenie aj zatvorenie rovnakého kanála je vzhľadom na úvrate symetrické s rovnakou uhlovou hodnotou pred a za úvraťou
• nesymetrické

Pri dvojtaktných motoroch časovanie popisuje 6 parametrov:

• SO — sací otvára — v tomto okamihu sa môže začať plnenie kľukovej skrine nasávaným vzduchom (zmesou). Nasávanie podporuje pohyb piesta k hornej úvrati, t. j. objem pod piestom sa zväčšuje.
• SZ — sací zatvára — v tomto okamihu sa končí plnenie kľukovej skrine a začína kompresia nasatého vzduchu (zmesi). Kompresiu zabezpečuje pohyb piesta k dolnej úvrati, t. j. objem pod piestom sa zmenšuje.
• VO — výfukový otvára — v tomto okamihu sa môže začať vyprázdňovanie spalín z valca. Nastáva ešte pred dosiahnutím dolnej úvrate, takže spaliny prúdia z valca pod vplyvom vlastného tlaku a nie sú vytláčané piestom.
• PO — prepúšťací otvára — v tomto okamihu sa môže začať prepúšťanie vzduchu (zmesi) z pod piesta do valca motora. Piest stále smeruje k dolnej úvrati, t. j. svojím pôsobením napomáha prepúšťaniu. Výfukový kanál je stále otvorený, prepúšťaný vzduch (zmes) zároveň pomáha prepláchnuť spaľovací priestor.
• PZ — prepúšťací zatvára — v tomto okamihu sa končí prepúšťanie vzduchu (zmesi) z pod piesta do valca motora. Piest smeruje k hornej úvrati a spolu s čerstvou náplňou dodatočne vyplachuje spaľovací priestor, pretože výfukový kanál je stále otvorený.
• VZ — výfukový zatvára — v tomto okamihu sa končí vyprázdňovanie spalín z valca a začína sa kompresia nad piestom pri pohybe piesta k hornej úvrati.

Tabuľka časovania dvojtaktného motora

časovanie	SO	SZ	VO	PO	PZ	VZ
symetrické	55–70° pred HÚ	55–70° po HÚ	30–50° pred DÚ	20–35° pre DÚ	20–35° po DÚ	30–50° po DÚ
nesymetrické	55–70° pred HÚ	55–70° po HÚ	30–50° pred DÚ	posunutý k DÚ	>= VZ	30–50° po DÚ

Zdroje

Trnka J., Urban J.: Spaľovacie motory. Alfa Bratislava, 1992.