Treventilteknologi

Treventilteknologi viser til en topplokkutforming som plasserer tre ventiler over hvert forbrenningskammer, i de aller fleste tilfeller satt opp som to innsugsventiler og én større eksosventil. Den vokste fram som en bevisst mellomløsning mellom det veletablerte toventilsoppsettet, med én innsugs- og én eksosventil per sylinder, og den mer avanserte fireventilsløsningen, i et forsøk på å fange mye av sistnevntes pustegevinst uten alle dens kostnader og kompleksitet.

Tanken bak oppsettet ligger i hvordan en motor puster. Innsugstakten trekker inn luft under beskjedne trykkforskjeller, slik at rikelig innsugsventilareal gir stor uttelling i sylinderfylling og dermed effekt; eksostakten presser derimot gassen ut under sylinderens eget gjenværende trykk og er mindre følsom for ventilareal. Å fordele innsugsoppgaven på to mindre ventiler øker samlet innsugsåpning og bedrer virvling og blandingsdannelse, mens én romslig eksosventil anses tilstrekkelig til å tømme ut de forbrente gassene. Å plassere tennpluggen sentralt mellom de tre ventilene kan også bedre forbrenningen.

Den praktiske fordelen er at denne bedre innsugspustingen kan oppnås samtidig som man beholder enkelheten med én overliggende kamaksel, ettersom det moderate antallet ventiler fortsatt lar seg betjene av én kamaksel gjennom vippearmer. Resultatet ble en motor som pustet merkbart bedre enn en toventilsutforming, med gevinster i dreiemoment i mellomområdet og i jevn gange, men som unngikk den ekstra kamakselen, det bredere topplokket og de høyere kostnadene ved en fullverdig fireventils motor med dobbel kamaksel. Flere produsenter, deriblant Mercedes-Benz og Ford, gjorde betydelig bruk av treventils topplokk gjennom 1990-tallet og inn på 2000-tallet.

Utformingen bærer likevel med seg iboende kompromisser. Asymmetrien med to innsugs- og én eksosventil gjør forbrenningskammerets form mindre ideell enn den ryddige symmetrien i et fireventils saltakstopplokk, og eksosstrømmen ved svært høye turtall kan bli en begrensning. Å montere uavhengig variabel ventiltiming og tilpasse moderne forbrenningsstrategier er også mindre rett fram enn med et renere fireventilsoppsett.

Av disse grunnene forstås treventilteknologi best som en overgangsløsning, et fornuftig konstruksjonskompromiss for sin tid som siden i stor grad er blitt erstattet. Etter hvert som produksjonen modnet og kostnaden ved fireventils topplokk med dobbel overliggende kamaksel falt, gjorde fireventilsløsningens overlegne pusting, symmetri og forenlighet med doble uavhengige variable ventiltiminger den til den naturlige standarden for nesten alle moderne bensinmotorer. Treventilstopplokket er likevel et tydelig eksempel på hvordan ventilstyringens utforming balanserer luftstrøm, kompleksitet og kostnad.