Ventil spalovacího motoru: K čemu slouží a čím vším je namáhán?
Ventil spalovacího motoru je důležitou součástí ventilového rozvodu v pístovém spalovacím motoru.
V tomto článku si ve zkratce posvítíme na funkci ventilu spalovacího motoru a to, čím je namáhán.
Obsah
Jak funguje ventil spalovacího motoru?
Ventily jsou řízeny pomocí vačkového hřídele. Pokud se vačková hřídel pootočí, začne vačka nabíhat na zdvihátko ventilu, čímž tlačí na pružinu ventilu a díky tomu se ventil začne otevírat. Pokud se však vačka nedotýká zdvihátka ventilu, je ventil zavřený.
Vačková hřídel: Jak funguje a co jsi o něm nevěděl?
Hlava ventilu tedy sedá na sedlo ventilu, čímž zavírá spalovací prostor. Když se ventil otevře, jeho hlava se zase vysune do spalovacího prostoru. Na každý jeden válec pístového spalovacího motoru připadají minimálně dva ventily, a to jeden sací a druhý výfukový.
Většina dnešních moderních motorů má ovšem více ventilů, nejčastěji jsou to čtyři ventily na jeden válec, z čehož dva jsou sací a dva výfukové. Existují však také motory, které mají lichý počet ventilů na válec. Jedeným z nich je také velmi dobře známý motor 1.8T 20v, který má tři sací ventily a dva výfukové ventily.
Konstrukce ventilu spalovacího motoru
Ventil spalovacího motoru se skládá z hlavy a dříku. Hlava ventilu je nejširší část ventilu, která tvoří jakýsi talíř. Dřík ventilu je zase zúžená část, která připomíná hřebík bez hlavičky. Hlava sacích ventilů bývá větší než u výfukových, respektive v případě lichého počtu ventilů je počet sacích ventilů vyšší než počet výfukových ventilů.
Prioritou je totiž zajistit dostatečné plnění válce, proto se maximalizuje velikost sacích ventilů na úkor těch výfukových. Tlak spalin ve válci je v době otevření výfukového ventilu dostatečný k tomu, aby bylo zajištěno správné vyprázdnění válce.
Dřík ventilu by měl být co nejkratší, aby zbytečně nerostla hmotnost ventilu a je to také místo, přes které se odvádí teplo z ventilu. Dřík je jedno ze dvou míst, přes která se zajišťuje odvod tepla z ventilu, a proto může být jeho průměr až 30% průměru sedla ventilu.
Výkon a točivý moment motoru: Který z těchto parametrů je důležitější?
Úhel zkosení dosedací plochy ventilu spalovacího motoru bývá nejčastěji 45°. Při tomto úhlu se totiž dosahuje dobré těsnosti. Některé motory jsou však vybaveny sacími ventily, které mají úhel zkosení dosedací plochy 30°. Menší úhel zkosení dosedací plochy ventilu totiž zlepšuje plnění válce a tím i výkon motoru.
Co musí vydržet ventil spalovacího motoru?
Ventil spalovacího motoru je extrémně namáhaná součástka, a to mechanicky a tepelně.
- Mechanicky je ventil namáhán tlakem spalin ve spalovacím prostoru, setrvačnými silami a třením
- Tepelně je ventil namáhán vysokou teplotou ve spalovacím prostoru
Tepelné zatížení je však nerovnoměrné, což způsobuje tepelná napětí. Nerovnoměrné tepelné zatížení ovlivňuje některé požadavky kladené na konstrukci ventilů. Další požadavky které ovlivňují konstrukci ventilů zase vyplývají z konstrukce spalovacího motoru.
Ventily spalovacího motoru jsou namáhány velmi vysokou teplotou a k odvádění tohoto tepla slouží sedlo ventilu nebo dřík ventilu. Pro lepší odvod teploty z hlavy ventilu do dříku se dutina uvnitř ventilu naplní materiálem, nejčastěji sodíkem, který je při pracovní teplotě tekutý.
Dutina se však naplňuje jen z části, což zajišťuje, že při pohybu ventilu dochází k omývání vnitřního prostoru a tím i k lepšímu přenosu tepla z hlavy ventilu do jeho dříku.
U větších ventilů může být dutá i hlava ventilu. Výfukové ventily jsou tepelně namáhány mnohem více než sací a právě proto jsou vyrobeny z kvalitnějších a odolnějších materiálů.