Ωστικές ράβδοι (pushrods)

Οι ωστικές ράβδοι, γνωστές διεθνώς ως pushrods, είναι λεπτές μεταλλικές ράβδοι με αποστολή να μεταφέρουν την κίνηση του εκκεντροφόρου άξονα προς τις βαλβίδες, σε μια συγκεκριμένη και μακρόβια αρχιτεκτονική κινητήρα. Υπάρχουν εξαιτίας της θέσης του εκκεντροφόρου. Σε έναν κινητήρα με βαλβίδες επί κεφαλής, οι βαλβίδες βρίσκονται στην κυλινδροκεφαλή, στο πάνω μέρος του κινητήρα, αλλά ο εκκεντροφόρος που καθορίζει πότε θα ανοίξουν είναι τοποθετημένος χαμηλά μέσα στο μπλοκ, κοντά στον στροφαλοφόρο που τον κινεί. Κάτι πρέπει να γεφυρώσει τη σημαντική απόσταση ανάμεσα στα δύο, και αυτή η γέφυρα είναι η ωστική ράβδος.

Η λειτουργία σχηματίζει μια αλυσίδα εξαρτημάτων που δουλεύουν διαδοχικά. Καθώς ο εκκεντροφόρος περιστρέφεται, κάθε έκκεντρο ανασηκώνει ένα ωστήριο (tappet ή lifter) που πατά στην επιφάνειά του. Το ωστήριο σπρώχνει προς τα πάνω το κάτω άκρο της ωστικής ράβδου. Η ράβδος, περνώντας μέσα από κανάλι στο μπλοκ και στην κεφαλή, μεταβιβάζει την ανύψωση σε ένα ζύγωθρο (κοκοράκι) που ταλαντεύεται στο πάνω μέρος του κινητήρα. Το ζύγωθρο πιέζει κατόπιν το στέλεχος της βαλβίδας, ανοίγοντάς τη ενάντια στο ελατήριό της· όταν το έκκεντρο απομακρυνθεί, το ελατήριο κλείνει τη βαλβίδα και όλο το σύστημα ακολουθεί την κίνηση επιστροφής. Αυτή είναι η διάταξη βαλβίδων επί κεφαλής, ή OHV, διακριτή από τις σχεδιάσεις που τοποθετούν τον εκκεντροφόρο ψηλά, μέσα στην κεφαλή.

Η διαχρονική γοητεία της διάταξης με ωστικές ράβδους έγκειται στη συμπαγή κατασκευή και στην απλότητά της. Επειδή στην κυλινδροκεφαλή «κατοικούν» μόνο οι βαλβίδες και τα ζύγωθρα, ενώ ο μοναδικός εκκεντροφόρος παραμένει στο μπλοκ, η κεφαλή μπορεί να είναι μικρή και ο κινητήρας συνολικά εντυπωσιακά στενός και κοντός για τον κυβισμό του. Γι' αυτό η διάταξη κυριάρχησε στον αμερικανικό V8, όπου ένας κινητήρας μεγάλου κυβισμού χωρά άνετα ανάμεσα στους εμπρός τροχούς. Ο μοναδικός, χαμηλά τοποθετημένος εκκεντροφόρος, κινούμενος από κοντή και στιβαρή καδένα ή γρανάζια, κρατά επίσης το σύστημα κίνησης βαλβίδων φθηνό και μηχανικά απλό σε σύγκριση με τις λύσεις πολλαπλών εκκεντροφόρων.

Το τίμημα εμφανίζεται στις υψηλές στροφές. Το σύστημα με ωστικές ράβδους κουβαλά περισσότερη κινούμενη μάζα και περισσότερους κρίκους στην αλυσίδα του από μια σχεδίαση με εκκεντροφόρο επί κεφαλής, και στα υψηλά γυρίσματα η μάζα αυτή τείνει να λυγίζει, να αναπηδά και να προκαλεί «αιώρηση βαλβίδων» (valve float), όπου οι βαλβίδες παύουν να ακολουθούν πιστά το προφίλ του εκκέντρου. Οι κινητήρες με εκκεντροφόρο επί κεφαλής, που ενεργούν στις βαλβίδες πολύ πιο άμεσα, ανεβάζουν γενικά περισσότερες στροφές και «αναπνέουν» πιο ελεύθερα, και αυτός είναι ένας από τους λόγους που οι περισσότερες πολύστροφες σχεδιάσεις και όσες έχουν τέσσερις βαλβίδες ανά κύλινδρο εγκατέλειψαν τις ωστικές ράβδους. Οι μηχανικοί ωστόσο κράτησαν τη διάταξη ανταγωνιστική με ελαφριά εξαρτήματα, υδραυλικά ωστήρια και προσεκτική σχεδίαση.

Στο ευρύτερο τοπίο των συστημάτων κίνησης βαλβίδων, οι ωστικές ράβδοι βρίσκονται στο ένα άκρο ενός φάσματος που περνά από τον απλό εκκεντροφόρο επί κεφαλής (SOHC) και φτάνει στον διπλό (DOHC). Παραμένουν περιζήτητες εκεί όπου η πλατιά, γεμάτη ροπή απόδοση, οι συμπαγείς διαστάσεις και το χαμηλό κόστος μετρούν περισσότερο από τις ακραίες στροφές. Κάθε άλλο παρά απολίθωμα, ο κινητήρας με ωστικές ράβδους επιβιώνει στους μεγάλους V8 επιδόσεων ακριβώς επειδή ο συνδυασμός απλότητας, εύκολης τοποθέτησης και δύναμης στις χαμηλές στροφές εξακολουθεί να ταιριάζει εξαιρετικά σε ορισμένες εφαρμογές.