Vstupný ventil
Obsah
V tomto vydaní sa budeme baviť o sacích a výfukových ventiloch, avšak predtým, než pôjdeme do detailov, uvedieme tieto prvky do súvislostí pre lepšie pochopenie. Motor potrebuje prostriedky na distribúciu nasávaných a výfukových plynov, na ich riadenie a pohyb cez sacie potrubie do sacieho potrubia, spaľovacej komory a výfukového potrubia. To sa dosahuje prostredníctvom série mechanizmov, ktoré tvoria systém nazývaný distribúcia.
Spaľovací motor vyžaduje zmes paliva a vzduchu, ktorá pri spaľovaní poháňa mechanizmy motora. V potrubí sa vzduch filtruje a posiela do sacieho potrubia, kde sa palivová zmes dávkuje cez systémy, ako je karburátor alebo vstrekovanie.
Hotová zmes vstupuje do spaľovacej komory, kde tento plyn horí a tým premieňa tepelnú energiu na mechanickú energiu. Po dokončení procesu je potrebné, aby produkty spaľovania opustili komoru a umožnili opakovanie cyklu. Aby sa tento proces vyvinul, motor musí ovládať nasávanie a výfuk plynu v každom valci, čo sa dosahuje pomocou sacích a výfukových ventilov, ktoré budú zodpovedné za otváranie a zatváranie kanálov v správnom čase.
CYKLY MOTORA
Prevádzka štvortaktného motora pozostáva zo štyroch fáz:
LOG IN
V tejto fáze sa sací ventil otvorí, aby vpustil vzduch zvonku, čo spôsobí pokles piestu, ako aj pohyb ojnice a kľukového hriadeľa.
KOMPRESIA
V tejto fáze sú sacie a výfukové ventily uzavreté. Keď sa kľukový hriadeľ otáča, ojnica a piest stúpajú, to umožňuje vzduchu vstrekovanému do sacieho stupňa niekoľkokrát zvýšiť svoj tlak, na konci kompresného zdvihu sa vstrekuje palivo a vysokotlakový vzduch.
MOC
Pri silovom zdvihu začne piest klesať, keď sa zmes stlačeného vzduchu a paliva zapáli zapaľovacou sviečkou, čo spôsobí výbuch vo vnútri spaľovacej komory.
UVOĽNIŤ
Nakoniec sa v tejto fáze kľukový hriadeľ otočí doprava, čím sa posunie ojnica tak, aby sa piest mohol vrátiť nahor, keď je výfukový ventil otvorený, a umožní ním uniknúť spaliny.
ČO JE TO VSTUPNÉ A VÝFUKOVÉ VENTILY?
Vstupné a výstupné ventily sú prvky, ktorých funkciou je regulovať prietok kvapaliny alebo plynu; tie, ktoré sa používajú pri nasávaní a výfuku štvortaktného motora, sú zvyčajne sedlové ventily.
Aká je úloha týchto ventilov? Ventily sú presné časti motora a pri prevádzke motora vykonávajú štyri veľmi dôležité úlohy:
- Blokovanie úsekov toku.
- Kontrola výmeny plynu.
- Hermeticky uzavreté valce.
- Odvádza teplo absorbované spaľovaním výfukových plynov a prenáša ho do vložiek sediel ventilov a vedenia ventilov. Pri teplotách do 800ºC sa každý ventil otvára a zatvára až 70-krát za sekundu a počas životnosti motora vydrží priemerne 300 miliónov zmien zaťaženia.
FUNKCIE
VSTUPNÉ VENTILY
Sací ventil plní funkciu pripojenia sacieho potrubia k valcu v závislosti od distribučného času. Spravidla sú vyrobené len z jedného kovu, ocele s prímesami chrómu a kremíka, ktoré poskytujú dobrú odolnosť voči teplu a práci. Niektoré oblasti kovu, ako je sedlo, driek a hlava, sú zvyčajne kalené, aby sa znížilo opotrebovanie. K ochladzovaniu tohto ventilu dochádza v dôsledku jeho kontaktu so zmesou paliva a vzduchu, ktorá spravidla pri kontakte s vretenom vo veľkej miere rozptýli svoju teplotu a jeho prevádzková teplota dosahuje 200-300 °C.
VÝFUKOVÉ VENTILY
Výfukový ventil je pri veľmi vysokých teplotách v neustálom kontakte s výfukovými plynmi, preto musia mať robustnejšiu konštrukciu ako sacie ventily.
Teplo akumulované vo ventile sa uvoľňuje jeho sedlom o 75%, nie je prekvapujúce, že dosahuje teplotu 800 ºC. Vďaka svojej jedinečnej funkcii musí byť tento ventil vyrobený z rôznych materiálov, jeho hlava a vreteno sú zvyčajne vyrobené z ocele legovanej chrómom a horčíkom, pretože má vynikajúcu odolnosť proti oxidácii a odolnosť voči vysokým teplotám. Vrchná časť stonky je zvyčajne vyrobená zo silikónového chrómu. Pre tepelnú vodivosť sa vyrábajú duté dná a tyče naplnené sodíkom, pretože tento materiál má funkciu rýchleho prenosu tepla do chladiacej zóny, čím sa teplota dna znižuje na 100ºС.
TYP VENTILOV
MONOMETALICKÝ VENTIL
Vyrába sa racionálne extrúziou alebo razením za tepla.
BIMETALICKÉ VENTILY
To umožňuje dokonalú kombináciu materiálov pre predstavec aj hlavu.
DUTÉ VENTILY
Táto technológia sa používa na jednej strane na zníženie hmotnosti a na druhej strane na chladenie. Naplnený sodíkom (bod topenia 97,5 °C), dokáže prenášať teplo z hlavy ventilu do drieku prostredníctvom miešania tekutého sodíka a dosiahnuť zníženie teploty o 80 °C až 150 °C.
