Ventily motoru jsou mechanické součásti používané ve spalovacích motorech, které umožňují nebo omezují průtok kapaliny nebo plynu do a ze spalovacích komor nebo válců během provozu motoru.
Funkčně fungují podobně jako mnoho jiných typů ventilů v tom, že blokují nebo propouštějí průtok, jsou však čistě mechanickým zařízením, které je propojeno s jinými součástmi motoru, jako jsou vahadla, aby se otvíraly a zavíraly ve správném pořadí a s správné načasování.
Termín ventil motoru může také odkazovat na typ zpětného ventilu, který se používá pro vstřikování vzduchu jako součást systémů pro regulaci emisí a recirkulaci výfukových plynů ve vozidlech. Tento typ ventilu motoru se v tomto článku nebudeme zabývat.
Ventily motoru jsou společné mnoha typům spalovacích motorů, ať už využívají palivo, jako je benzín, nafta, petrolej, zemní plyn (LNG) nebo propan (LP). Typy motorů se liší podle počtu válců, což jsou spalovací komory, které generují energii ze zapálení paliva.
Liší se také typem provozu (2- nebo 4-taktní) a konstrukčním umístěním ventilů v motoru [hlavní ventil (OHV), horní vačka (OHC) nebo ventil v bloku (VIB)] .
Motor s horním ventilem (OHV) je pístový motor, jehož ventily jsou umístěny v hlavě válců nad spalovacím prostorem. To kontrastuje s dřívějšími motory s plochou hlavou, kde byly ventily umístěny pod spalovací komorou v bloku motoru.
Vačkový hřídel u tradičního motoru OHV je umístěn v bloku motoru. Pohyb vačkového hřídele se přenáší pomocí tlačných tyčí a vahadel k ovládání ventilů v horní části motoru.
Motor s vačkovým hřídelem v hlavě (OHC) má také horní ventily; nicméně, aby se předešlo zmatku, motory s horním ventilem, které používají tlačné tyče, se často nazývají „motory tlačné tyče“. Některé dřívější motory s „sáním přes výfuk“ používaly hybridní konstrukci kombinující prvky bočních ventilů a horních ventilů.
Ventil, který propouští směs do válce, je sací ventil; ten, kterým unikají spotřebované plyny, je výfukový ventil. Jsou navrženy tak, aby se otevíraly a zavíraly v přesných okamžicích, aby umožnily motoru efektivně běžet při všech rychlostech.
Činnost je řízena hruškovitými laloky, nazývanými vačky, na rotujícím hřídeli, vačkovém hřídeli, poháněném řetězem, řemenem nebo sadou ozubených kol od klikové hřídele.
Tam, kde je vačkový hřídel namontován v bloku motoru, jsou v kanálcích nad každou vačkou umístěna malá kovová zdvihátka válců a ze zdvihátek vyčnívá kovová tlačná tyč nahoru do hlavy válců. Horní část každé tlačné tyče se setkává s vahadlem, které se opírá o dřík ventilu, který je držen ve zdvižené (zavřené) poloze silnou vinutou pružinou pružiny ventilu.
Když se tlačná tyč zvedne na vačce, otočí vahadlo, které tlačí ventil dolů (otevře se) proti tlaku jeho pružiny. Při dalším otáčení vačkového laloku působí pružina ventilu k uzavření ventilu. Toto se nazývá systém horního ventilu (OHV).
Některé motory nemají tlačné tyče; ventily jsou ovládány příměji jednoduchými nebo dvojitými vačkovými hřídeli v samotné hlavě válců systémem horních vaček.
Vzhledem k tomu, že mezi vačkovým hřídelem a ventilem je méně pohyblivých částí, je metoda overhead-cam (OHC) účinnější a produkuje větší výkon pro daný objem motoru než motor s tlačnými tyčemi, protože může pracovat při vyšších rychlostech. U obou systémů musí existovat určitá volná vůle v ovládacím převodu, aby se ventil mohl stále úplně zavřít, když se části roztahují teplem.
Mezi dříkem ventilu a vahadlem nebo vačkou je nezbytná předem nastavená vůle zdvihátka, aby se umožnila expanze. Vůle zdvihátek se u různých vozů značně liší a chybné seřízení může mít vážné následky.
Pokud je mezera příliš velká, ventily se otevřou pozdě a zavřou brzy, čímž se sníží výkon a zvýší se hluk motoru.
Příliš malá vůle brání správnému uzavření ventilů s následnou ztrátou komprese. Některé motory mají samonastavitelná zdvihátka, která jsou ovládána hydraulicky tlakem motorového oleje.
Většina motorových ventilů je navržena jako talířové ventily, protože se pohybují nahoru a dolů a mají hlavu ventilu s kónickým profilem, která přiléhá k opracovanému sedlu ventilu a utěsňuje průchod tekutin nebo plynů. Také se jim říká houbové ventily kvůli výraznému tvaru hlavy ventilu.
Dva primární prvky jsou dřík ventilu a hlava ventilu. Hlava obsahuje zaoblení, které vede do čela sedla, které je opracováno pod určitým úhlem, aby odpovídalo opracování sedla ventilu, kterému bude odpovídat. Dosednutí čela ventilu k sedlu ventilu zajišťuje těsnění ventilu proti spalovacímu tlaku.
Vřeteno ventilu spojuje ventil s mechanickými prvky v motoru, které ventil ovládají, tím, že vytváří sílu k pohybu dříku proti sedlovému tlaku zajišťovanému ventilovou pružinou. Drážka držáku se používá k udržení pružiny na místě a špička dříku ventilu je opakovaně v kontaktu s vahadlem, zdvihátkem nebo zvedákem, který ovládá ventil.
Existují 3 různé typy ventilů motoru takto:
Pro svůj tvar je také známý jako houbový ventil. Používá se k řízení časování a množství průtoku plynu do motoru. Jedná se o nejpoužívanější ventil v automobilovém motoru. Talířový ventil dostal jméno kvůli jeho pohybu, který se pohybuje nahoru a dolů.
Skládá se z hlavy a stonku. Čelo ventilu obvykle s úhlem 30° až 45° je dokonale vybroušeno, protože pro dokonalé utěsnění musí lícovat se sedlem ventilu. Vřeteno má drážku pro zajištění pružiny a jeho konec je v kontaktu s vačkou pro pohyb ventilu nahoru a dolů. Ve výfuku pomáhá tlakový rozdíl utěsnit ventil. U sacích ventilů pomáhá tlakový rozdíl otevřít je.
Objímkový ventil, jak název napovídá, jde o trubku nebo pouzdro, které zapadá mezi píst a stěnu válce ve válci spalovacího motoru, kde se otáčí/klouže.
Porty na bočních stranách objímek jsou zarovnány se sacími a výfukovými otvory válce v příslušných fázích cyklu motoru.
Vnitřní povrch objímky tvoří vnitřní válec, ve kterém klouže píst. Objímka je v nepřetržitém pohybu, umožňuje a vytlačuje plyny díky periodické koincidenci otvoru vyříznutého v objímce s otvory vytvořenými v odlitku hlavního válce.
Výhody: Tyto ventily mají jednoduchou konstrukci a jsou tiché. Existuje hluk, protože zde nejsou žádné části způsobující hluk, jako jsou vačky ventilů, vahadlo, ventily zdvihátek atd., Objímkový ventil má menší tendenci k detonaci. Chlazení je velmi účinné, protože ventil je v kontaktu s vodními plášti.
Existuje mnoho typů rotačních ventilů. Obrázek ukazuje kotoučový rotační ventil. Skládá se z rotačního disku, který má port. Při otáčení střídavě komunikuje se sacím a výfukovým potrubím.
Výhody: Rotační ventily mají jednoduchou konstrukci a jsou vyráběny s nižšími náklady. Jsou vhodné pro vysokootáčkové motory. Tyto ventily mají menší namáhání a vibrace. Rotační telata provádějí hladké, jednotné a nehlučné operace.
