Ventil spaľovacieho motora: Na čo slúži a čím všetkým je namáhaný?
Ventil spaľovacieho motora je dôležitou súčasťou ventilového rozvodu v piestovom spaľovacom motore.
V tomto článku si v skratke posvietime na funkciu ventila spaľovacieho motora a to, čím je namáhaný.
Obsah
Ako funguje ventil spaľovacieho motora?
Ventily sú riadené pomocou vačkového hriadeľa. Ak sa vačkový hriadeľ pootočí, začne vačka nabiehať na zdvihátko ventilu, čím tlačí na pružinu ventilu a vďaka tomu sa ventil začne otvárať. Pokiaľ sa však vačka nedotýka zdvihátka ventilu, je ventil zatvorený.
Vačkový hriadeľ: Ako funguje a čo si o ňom nevedel?
Hlava ventilu teda sadá na sedlo ventilu, čím zatvára spaľovací priestor. Keď sa ventil otvorí, jeho hlava sa zas vysunie do spaľovacieho priestoru. Na každý jeden valec piestového spaľovacieho motora pripadajú minimálne dva ventily, a to jeden sací a druhý výfukový.
Väčšina dnešných moderných motorov má však viac ventilov, najčastejšie sú to štyri ventily na jeden valec, z čoho dva sú sacie a dva výfukové. Existujú však aj motory, ktoré majú nepárny počet ventilov na valec. Jedeným z nich je aj veľmi dobre známy motor 1.8T 20v, ktorý má tri sacie ventily a dva výfukové ventily.
Konštrukcia ventila spaľovacieho motora
Ventil spaľovacieho motora sa skladá z hlavy a drieku. Hlava ventilu je najširšia časť ventilu, ktorá tvorí akýsi tanier. Driek ventilu je zasa zúžená časť, ktorá pripomína klinec bez hlavičky. Hlava sacích ventilov býva väčšia ako u výfukových, respektíve v prípade nepárneho počtu ventilov je počet sacích ventilov vyšší ako počet výfukových ventilov.
Prioritou je totiž zabezpečiť dostatočné plnenie valca, preto sa maximalizuje veľkosť sacích ventilov na úkor tých výfukových. Tlak spalín vo valci je v čase otvorenia výfukového ventilu dostatočný na to, aby sa zabezpečilo správne vyprázdnenie valca.
Driek ventilu by mal byť čo najkratší, aby zbytočne nerástla hmotnosť ventilu a je to tiež miesto, cez ktoré sa odvádza teplo z ventilu. Driek je jedno z dvoch miest, cez ktoré sa zabezpečuje odvod tepla z ventilu, a preto môže byť jeho priemer až 30% priemeru sedla ventilu.
Výkon a krútiaci moment motora: Ktorý z týchto parametrov je dôležitejší?
Uhol skosenia dosadacej plochy ventilu spaľovacieho motora býva najčastejšie 45°. Pri tomto uhle sa totiž dosahuje dobrá tesnosť. Niektoré motory sú však vybavené sacími ventilmi, ktoré majú uhol skosenia dosadacej plochy 30°. Menší uhol skosenia dosadacej plochy ventilu totiž zlepšuje plnenie valca a tým aj výkon motora.
Čo musí vydržať ventil spaľovacieho motora?
Ventil spaľovacieho motora je extrémne namáhaná súčiastka, a to mechanicky a tepelne.
Mechanicky je ventil namáhaný tlakom spalín v spaľovacom priestore, zotrvačnými silami a trením
Tepelne je ventil namáhaný vysokou teplotou v spaľovacom priestore
Tepelné zaťaženie je však nerovnomerné, čo spôsobuje tepelné napätia. Nerovnomerné tepelné zaťaženie ovplyvňuje niektoré požiadavky kladené na konštrukciu ventilov. Ďalšie požiadavky ktoré ovplyvňujú konštrukciu ventilov zasa vyplývajú z konštrukcie spaľovacieho motora.
Ventily spaľovacieho motora sú namáhané veľmi vysokou teplotou a na odvádzanie tohoto tepla slúži sedlo ventilu alebo driek ventilu. Pre lepší odvod teploty z hlavy ventilu do drieku sa dutina vo vnútri ventilu naplní materiálom, najčastejšie sodíkom, ktorý je pri pracovnej teplote tekutý.
Dutina sa však napĺňa len z časti, čo zabezpečuje, že pri pohybe ventilu dochádza k omývaniu vnútorného priestoru a tým aj k lepšiemu prenosu tepla z hlavy ventilu do jeho drieku.
Pri väčších ventiloch môže byť dutá aj hlava ventilu. Výfukové ventily sú tepelne namáhané oveľa viac ako sacie a práve preto sú vyrobené z kvalitnejších a odolnejších materiálov.