Četiri ventila po cilindru

Četiri ventila po cilindru izvedba je disanja motora u kojoj svaki prostor izgaranja opslužuju dva usisna i dva ispušna ventila, umjesto jednog para iz starijih konstrukcija. Postala je zadana izvedba suvremenih benzinskih i dizelskih motora osobnih automobila jer izrazito poboljšava koliko slobodno motor može usisati zrak i izbaciti izgorjele plinove. Riječ je o naizgled jednostavnoj zamisli s dalekosežnim koristima za snagu, učinkovitost i emisije.

Obrazloženje počiva na površini i protoku ventila. Sposobnost motora da stvara snagu uvelike ovisi o tome koliko zraka može propustiti kroz cilindar, a to je ograničeno otvorenom površinom njegovih ventila. Unutar zadanog kružnog prostora na vrhu cilindra dva manja ventila određene vrste daju veću ukupnu površinu otvora i opseg nego što bi to mogao jedan veliki ventil, a mogu se i brže otvarati i zatvarati jer je svaki pojedinačni ventil lakši. Motor stoga lakše diše, osobito pri visokom broju okretaja gdje je vrijeme dostupno za svaki usisni takt vrlo kratko.

Druga konstrukcijska prednost odnosi se na svjećicu. S dva usisna i dva ispušna ventila simetrično raspoređena oko prostora izgaranja, svjećica može stajati u sredini, izravno iznad klipa. Središnja točka paljenja znači da plameno čelo putuje kraćom, ujednačenijom udaljenosti do stijenki prostora, dajući brže, potpunije i ujednačenije izgaranje. To poboljšava učinkovitost, smanjuje sklonost detonantnom izgaranju i snizuje emisije nesagorjelih ugljikovodika.

Zamisao o četiri ventila nije nova — pojavila se na trkaćim i zrakoplovnim motorima početkom dvadesetog stoljeća — no glavnostrujaškom je postala tek kad su preciznost izrade i popularnost bregastih osovina u glavi motora učinile isplativom za obične automobile. Prirodno se uparuje s izvedbom dviju bregastih osovina u glavi (DOHC), u kojoj jedna bregasta osovina pokreće usisne, a druga ispušne ventile, dajući čisto upravljanje svima četirima. Postoje i druge izvedbe, uključujući troventilske s dva usisna i jednim ispušnim ventilom te visokoučinske glave s pet ventila, no četiri ventila pokazala su se kao najbolja ravnoteža disanja, troška i smještaja.

U praksi izvedba donosi vozaču opipljive koristi: širi, upotrebljiviji raspon snage, viši siguran okretni limit, bolju potrošnju goriva i čišći ispuh, sve iz istog radnog obujma. Dodatna složenost — dvostruko više ventila, opruga, sjedišta i upravljačkih dijelova — malo povisuje trošak izrade i broj dijelova, no pouzdanost se pokazala izvrsnom i kompromis se već dugo smatra isplativim.

Ovu je izvedbu najbolje razumjeti u odnosu na dijelove razvodnog mehanizma o kojima ovisi. Izravno se nadovezuje na funkciju samih ventila i bregaste osovine koja ih pokreće, najčešće se ostvaruje DOHC glavom motora, a oprečna je jednostavnijoj troventilskoj tehnologiji koju je uvelike zamijenila.