Ventily

Ventily jsou přesně časované „brány“, jež řídí proud plynů do válců motoru a z nich. Otevírají se, aby vpustily čerstvou směs vzduchu a paliva a vypustily spáleninu, a poté se těsně uzavřou, aby spalování proběhlo pod tlakem. Pro čtyřtaktní cyklus jsou zcela zásadní: bez jejich přesné a opakovatelné činnosti by motor nemohl ani nadechnout potřebnou náplň, ani odvést spaliny, jež by jej jinak udusily. Každý válec má alespoň jeden sací a jeden výfukový ventil a jejich chování zásadně ovlivňuje vlastnosti motoru.

Typický „talířový“ ventil má hlavu ve tvaru houbičky s plochou nebo kuželovou dosedací plochou a dlouhou dříkovou část. Hlava dosedá na obrobený kroužek v hlavě válce a v zavřené poloze vytváří plynotěsné uzavření. Otvírání zajišťuje vačková hřídel: její vačky tlačí na ventil — přímo nebo přes vahadla, zdvihátka a další členy — a stlačují jej proti odporu dolů do válce. Zavírání obstará tuhá ventilová pružina, která ventil okamžitě vrátí na dosedací plochu, jakmile vačka pomine. Časování těchto událostí je přesně provázáno s klikovou hřídelí, takže ventily se otevírají a zavírají v každém cyklu přesně ve správný okamžik.

Počet, velikost a časování ventilů silně utvářejí povahu motoru. Více ventilů na válec — moderní obvyklé řešení jsou čtyři, dva sací a dva výfukové — poskytuje pro daný vrtání větší celkovou průtočnou plochu, takže motor volněji dýchá a vyvíjí vyšší výkon, zejména ve vysokých otáčkách. Časování a doba jejich otevření určují, zda motor upřednostní točivý moment v nízkých otáčkách, nebo špičkový výkon nahoře. Inženýři proto pečlivě ladí počet, zdvih a časování ventilů, aby vyvážili výkon, hospodárnost a emise podle zamýšleného využití motoru.

Zejména výfukové ventily snášejí kruté podmínky. Opakovaně se setkávají se spalinami, jejichž teplota může přesáhnout 700 až 800 stupňů Celsia, přičemž teplo mohou odvádět prakticky jen přes sedlo a dřík. Vyrábějí se z žáruvzdorných slitin, některé jsou plněné sodíkem pro lepší odvod tepla z hlavy, opatřené tvrzenými sedly a těsněními dříků. Sací ventily běží chladněji, protože je ochlazuje nasávaná náplň, všechny ventily však musí po celou životnost motoru tisíckrát za minutu spolehlivě těsnit.

Z této náročné služby plynou i praktické důsledky. Ventilové vůle musí být správné — příliš malá vede k netěsnosti a vypálení ventilu, příliš velká k hluku a zvýšenému opotřebení rozvodu — a proto mnoho motorů používá hydraulické vymezovače, které vůli udržují samočinně. Karbonové usazeniny, propadávání sedel a slábnoucí pružiny mohou těsnost časem zhoršovat. Ventily úzce spolupracují s vačkovou hřídelí a moderní systémy variabilního časování ventilů i vícestěnových (multi-valve) konstrukcí na jejich základním principu staví, aby z motoru vytěžily ještě větší účinnost a pružnost.