Stūmoklinių variklių su stūmokliais valdomu vožtuvynu (pushrod) populiarumas per pastaruosius dešimtmečius sumažėjo, tačiau jie tikrai nėra „išnykę“. Gamintojai toliau investuoja į tokią konstrukciją: paskelbta apie maždaug 820 mln. € investiciją į vieną iš variklių gamyklų, kad būtų ruošiama naujos kartos nedidelio darbinio tūrio V8 šeima, ir visi požymiai rodo, kad ji vėl bus su stūmokliais valdomu vožtuvynu. Toks sprendimas logiškas, nes ši technologija V8 varikliuose naudojama jau nuo praėjusio amžiaus vidurio ir iš esmės tapo jų konstrukcine „vizitine kortele“.
2025 m. lengvųjų pikapų segmente kai kurie modeliai tebenaudoja 5,3 ir 6,2 l benzininius V8 su pushrod vožtuvynu, o didesnės keliamosios galios klasėse sutinkami ir 6,6 l V8 (benzininiai bei dyzeliniai) tos pačios schemos. Kiti gamintojai taip pat siūlo tiek benzininius, tiek dyzelinius V8 variantus: vienoje sunkesnių darbų pikapų linijoje numatyti 6,8 ir 7,3 l benzininiai V8, o dyzeliniame pasiūlyme – 6,7 l V8. Dar vienas rinkos žaidėjas sunkesnių pikapų gamoje išlaiko 6,4 l benzininį V8 su pushrod konstrukcija.
Be to, sunkesniems modeliams siūlomas ir 6,7 l eilinis šešių cilindrų (I6) dyzelinis variklis su pushrod vožtuvynu, sukurtas bendradarbiaujant su „Cummins“. Tuo pačiu planuojama, kad 2026 m. vienas populiarių lengvųjų pikapų vėl turės V8 „Hemi“ tipo variklį, kuris taip pat remiasi pushrod sprendimu.
Vis dėlto tai nėra vien tradicijos klausimas. Pikapų ir didesnės apkrovos automobilių pasaulyje pushrod varikliai išlieka todėl, kad turi praktinių privalumų, kuriuos vertina savininkai: kompaktiškumą, paprastesnę konstrukciją ir tinkamas charakteristikas darbui, kai reikia sukimo momento bei patikimumo.
Kaip veikia pushrod vožtuvų valdymas
Dauguma šiuolaikinių vidaus degimo variklių valdo į cilindrus patenkantį oro ir kuro mišinį bei išmetamųjų dujų pašalinimą vožtuvais. Vožtuvų atsidarymą ir užsidarymą nustato skirstomasis velenas: jo kumšteliai mechaniškai suformuoja momentą, kada vožtuvas turi keisti padėtį.
Pushrod sistemoje skirstomasis velenas montuojamas variklio bloke, o patys vožtuvai yra cilindrų galvutėse, t. y. aukščiau ir toliau nuo skirstomojo veleno. Tam, kad veleno sukimasis būtų „perduotas“ vožtuvams, naudojami stūmokliai (pushrod) ir svirtelės (rocker arms). Skirstomąjį veleną suka alkūninis velenas, o per šias detales sukimasis paverčiamas vožtuvų judėjimu aukštyn–žemyn.
Varikliuose su viršutiniais skirstomaisiais velenais (OHC) skirstomieji velenai montuojami viršuje, arčiau vožtuvų, todėl ilgi stūmokliai nereikalingi. Vietoje jų dažniau naudojami mažesni elementai, pavyzdžiui, vožtuvų stūmikliai arba sekėjai. Tačiau toks išdėstymas paprastai reiškia sudėtingesnį skirstomojo ir alkūninio velenų sujungimą, nes pavarai reikia ilgesnės ir kompleksiškesnės grandinės ar diržo sistemos. Nors skirtumai gali atrodyti nedideli, jie juntamai veikia variklio charakterį.
Pagrindiniai privalumai ir trūkumai pikapuose
Kodėl gamintojai vis dar renkasi pushrod
Viena svarbiausių priežasčių – kompaktiškas išdėstymas ir paprastesnė mechanika. Kai skirstomasis velenas yra bloke, o ne „sukeltas“ į viršų, visas variklis dažnai būna mažesnis, lengviau sutalpinamas variklio skyriuje ir paprastesnis konstrukciškai. Tai paprastai reiškia ir mažesnes gamybos bei priežiūros sąnaudas, palyginti su OHC sprendimais.
Skirtumas itin išryškėja kalbant apie paskirstymo pavarą. OHC varikliuose atstumas tarp alkūninio ir skirstomojo velenų paprastai būna didesnis, todėl diržas ar grandinė būna ilgesni, o pati sistema – sudėtingesnė. Pushrod architektūroje šis klausimas dažnai sprendžiamas paprasčiau.
Dar vienas dažnai minimas aspektas – darbo charakteristika. Pushrod konstrukcija daugeliu atvejų leidžia pasiekti reikiamą galią ir sukimo momentą mažesniais sūkiais, o kai varikliui nereikia nuolat suktis itin aukštomis apsukomis, tai gali teigiamai atsiliepti ir degalų sąnaudoms. Pikapui ar darbiniam automobiliui tai ypač svarbu, nes tokie modeliai dažniau dirba su apkrova, priekaba ar didesniu svoriu.
- Kompaktiškesnis ir dažnai lengvesnis variklio „paketas“ dėl skirstomojo veleno vietos bloke.
- Paprastesnė, trumpesnė paskirstymo pavaros schema, lyginant su daugeliu OHC konstrukcijų.
- Traukos ir galios atidavimas mažesnėmis apsukomis, tinkamas darbiniam naudojimui.
- Potencialiai mažesnės gamybos ir eksploatacijos sąnaudos dėl konstrukcijos paprastumo.
Kur pushrod nusileidžia OHC
Pagrindinis trūkumas susijęs su apsukomis. Stūmokliai ir svirtelės yra masyvesnės detalės nei komponentai, kurie paprastai naudojami OHC sprendimuose. Didesnė judančių dalių masė riboja, kaip greitai variklis gali suktis neprarandant tikslaus vožtuvų darbo. Kai apsukos kyla, didėja rizika, kad vožtuvų laikas pradės „pabėgti“ nuo idealaus režimo, todėl tokia konstrukcija paprastai nėra skirta itin aukštų sūkių darbui.
- Dėl didesnės judančių dalių masės paprastai sunkiau pasiekti labai aukštas apsukas.
- Mažiau tinkama sprendimams, kuriuose prioritetas – maksimalus efektyvumas ir galia aukštame sūkių diapazone.
Pushrod neapsiriboja vien pikapais
Nors ši vožtuvų valdymo schema stipriausiai siejama su pikapais ir darbiniais varikliais, ji sutinkama ir sportiniuose modeliuose. Pavyzdžiui, vienas 2026 m. sportinis automobilis, nepaisant atnaujinto salono ir nuolatinės evoliucijos, standartinėje versijoje vis dar komplektuojamas su 495 AG V8, paremtu pushrod konstrukcija. Tai parodo, kad tokia architektūra gali būti konkurencinga ne tik kasdienėje eksploatacijoje ar tempiant priekabą, bet ir ten, kur svarbios dinaminės savybės.
