Tehnologija s tri ventila

Tehnologija s tri ventila označava izvedbu glave cilindra koja iznad svake komore izgaranja postavlja tri ventila, u velikoj većini slučajeva raspoređena kao dva usisna i jedan veći ispušni ventil. Nastala je kao promišljeno srednje rješenje između dugo ustaljene izvedbe s dva ventila, s jednim usisnim i jednim ispušnim po cilindru, te sofisticiranijeg rasporeda s četiri ventila, nastojeći zahvatiti velik dio prednosti disanja potonjega bez svih njegovih troškova i složenosti.

Razlog tomu rasporedu leži u načinu na koji motor diše. Usisni takt uvlači zrak uz skromne razlike tlaka, pa velikodušna površina usisnih ventila donosi velike koristi u punjenju cilindra, a time i u snazi; ispušni takt, nasuprot tome, izbacuje plin pod vlastitim zaostalim tlakom cilindra i manje je osjetljiv na površinu ventila. Podjela usisne zadaće na dva manja ventila povećava ukupni usisni otvor te poboljšava vrtloženje i pripremu smjese, dok se jedan dovoljno velik ispušni ventil smatra dostatnim za izbacivanje izgorjelih plinova. Postavljanje svjećice u središte između triju ventila može poboljšati i izgaranje.

Prednost u praksi jest da se to bolje usisno disanje može postići uz zadržavanje jednostavnosti jedne bregaste osovine, jer skroman broj ventila ostaje izvediv da ih jedna bregasta osovina pokreće preko klackalica. Rezultat je bio motor koji je disao osjetno bolje od izvedbe s dva ventila, uz dobitke u okretnom momentu srednjeg područja i kulturi rada, a izbjegavao je dodatnu bregastu osovinu, širu glavu i veći trošak potpune izvedbe s četiri ventila i dvije bregaste osovine. Više je proizvođača, među njima Mercedes-Benz i Ford, znatno koristilo glave s tri ventila tijekom devedesetih i u dvijetisućite godine.

Izvedba ipak nosi urođene ustupke. Asimetrija dvaju usisnih i jednog ispušnog ventila čini oblik komore izgaranja manje idealnim od uredne simetrije krovaste glave s četiri ventila, a strujanje ispuha pri vrlo visokim brzinama vrtnje može postati ograničenje. Ugradnja neovisnog promjenjivog upravljanja ventilima i prilagodba suvremenim strategijama izgaranja također su manje jednostavni nego kod čišćeg rasporeda s četiri ventila.

Iz tih je razloga tehnologiju s tri ventila najbolje shvatiti kao prijelazno rješenje, razuman inženjerski ustupak svoga doba koji je otad uglavnom nadmašen. Kako je proizvodnja sazrijevala, a trošak glava s dvije bregaste osovine i četiri ventila padao, nadmoćno disanje, simetrija i usklađenost rasporeda s četiri ventila s dvostrukim neovisnim promjenjivim upravljanjem ventilima učinili su ga prirodnim standardom za gotovo sve suvremene benzinske motore. Glava s tri ventila ipak ostaje jasan prikaz toga kako izvedba razvoda ventila uravnotežuje strujanje zraka, složenost i trošak.