Ventil (piestový spaľovací motor)

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Prejsť na: navigácia, hľadanie
Ventil piestového spaľovacieho motora
Náčrt umiestnenia ventilu v spaľovacom motore. Ide o zastaraný typ ventilového rozvodu SV.
Rez hlavou valca s viditeľnými ventilmi moderného rozvodu DOHC

Ventil je súčiastka ventilového rozvodu piestových spaľovacích motorov. Kužeľová časť tanierovej hlavy ventilu dosadá do kužeľového sedla ventilu čím umožňuje uzavretie spaľovacieho priestoru. Pri otvorenom ventile sa hlava ventilu vysúva do spaľovacieho priestoru. Hlava ventilu plynulo prechádza do valcového drieku, ktorý zabezpečuje vedenie ventilu pri jeho pohybe. Driek je na opačnom konci ukončený osadením, pre prichytenie misiek pružín, a má opracované čelo, ktoré zabezpečuje styk s ďalšou časťou rozvodu, najčastejšie zdvíhadlom.

Na jeden valec spaľovacieho motora s ventilovým rozvodom pripadajú najmenej 2 ventily, jeden nasávací (alebo plniaci) a jeden výfukový. Väčšina moderných spaľovacích motorov má ventilov viac, najčastejšie 4. Motory s kombinovaným rozvodom môžu mať aj jeden ventil.

Konštrukcia ventilov[upraviť | upraviť zdroj]

Ventily sú pri práci zaťažované mechanicky a tepelne. Mechanicky na ventil pôsobia hlavne tlak spalín v spaľovacom priestore, zotrvačné sily pri jeho prerušovanom vratnom pohybe, ovládacie sily a trenie. Tepelne na ventil pôsobí najmä teplota v spaľovacom priestore. Tepelné zaťaženie je veľmi nerovnomerné, čo spôsobuje tepelné napätia. Z týchto podmienok vyplývajú niektoré požiadavky na konštrukciu ventilov.

Ďalšie požiadavky vyplývajú z podmienok práce spaľovacieho motora a jeho konštrukcie.

Rozmery[upraviť | upraviť zdroj]

Priemer hlavy sacích ventilov býva väčší, ako u výfukových ventilov, resp. pri nepárnom počte ventilov na jeden valec je počet sacích ventilov vyšší ako výfukových. Dôvod je ten, že pre dosiahnutie vysokého merného výkonu je potrebné zabezpečiť dostatočné plnenie valca. Preto sa maximalizuje veľkosť sacích ventilov na úkor výfukových. Pomer tlaku spalín vo valci v čase otvárania výfukového ventilu a tlaku vo výfukovom potrubí je dostatočný na to, aby sa zabezpečilo vyprázdnenie valca aj cez menší prierez otvoreného výfukového ventilu.

Driek ventilu by mal byť čo najkratší, aby zbytočne nenarástla hmotnosť ventilu, ktorá nepriaznivo zvýši vplyv zotrvačných síl. Driek je tiež jedno z dvoch miest, ktoré zabezpečujú odvod tepla z ventilu, preto môže byť v závislosti od typu motora jeho priemer až 30% priemeru sedla ventilu.

Uhol skosenia dosadacej plochy ventilu býva najčastejšie 45° pri tejto hodnote sa dosahuje dobrá tesnosť pri uzavretom ventile a samočistenie dosadacej plochy. Sacie ventily majú niekedy uhol skosenia 30° pre lepšie prúdenie v priestore sedla. Sedlo ventilu býva široké 1,5 mm.

Chladenie[upraviť | upraviť zdroj]

Ventily, najmä výfukové u preplňovaných motorov, sú extrémne tepelne zaťažené. Miestna teplota môže dosiahnuť až 900°. Odvod tepla je možný do sedla pri zavretom ventile a do drieku ventilu. Prestup tepla z hlavy do drieku možno zvýšiť naplnením dutiny vo vnútri ventilu vhodným materiálom. Používa sa napríklad sodík, alebo niektoré soli, ktoré sú pri pracovnej teplote ventilu tekuté. Dutina je naplnená len do polovice, takže pri pohybe ventilu dochádza k intenzívnemu omývaniu vnútorného priestoru tekutou náplňou. Dutina sa vyrobí pri menších motoroch odvŕtaním stopky, pri väčších motoroch môže byť dutá aj hlava ventilu, takýto ventil sa ale vyrába komplikovanejšie, kovaním, alebo sústružením s následným navarením dna.

Pri väčších stacionárnych a lodných motoroch je možná realizácia s dutými ventilmi, cez ktoré preteká chladiaca voda.

Materiály[upraviť | upraviť zdroj]

Menej tepelne namáhané sacie ventily sa vyrábajú z perlitických ocelí legovaných kremíkom, niklom, molybdénom, chrómom alebo volfrámom. Čelo drieku ventilu je zakalené. Niekedy sa vyrábajú zo zliatin titánu.

Tepelne namáhané výfukové ventily sa vyrábajú z austenitických ocelí s vysokým obsahom chrómu a niklu. Pretože tieto ocele nie sú kaliteľné, navaruje sa na plochu sedla stelit alebo nástrojová oceľ. Driek ventilu býva pochrómovaný.

Zdroje[upraviť | upraviť zdroj]

  • Trnka J., Urban J.: Spaľovacie motory. Alfa Bratislava, 1992.
  • Mackerle J.: Motory závodních automobilů. SNTL - Nakladatelství technické literatury Praha spolu s Alfa Bratislava, 1980.