Tehnologia cu trei supape

Tehnologia cu trei supape se referă la o construcție a chiulasei care plasează trei supape deasupra fiecărei camere de ardere, în marea majoritate a cazurilor dispuse ca două supape de admisie și o singură supapă de evacuare, mai mare. A apărut ca o cale de mijloc deliberată între dispunerea clasică, cu două supape, având o supapă de admisie și una de evacuare pe cilindru, și varianta mai sofisticată, cu patru supape, urmărind să preia o bună parte din avantajul de respirație al celei din urmă, fără tot costul și complexitatea ei.

Raționamentul din spatele acestei dispuneri ține de felul în care respiră un motor. Cursa de admisie atrage aerul sub diferențe modeste de presiune, așa că o suprafață generoasă a supapelor de admisie aduce câștiguri însemnate la umplerea cilindrului și, prin urmare, la putere; cursa de evacuare, în schimb, împinge gazul afară sub presiunea reziduală proprie a cilindrului și este mai puțin sensibilă la suprafața supapei. Împărțirea sarcinii de admisie între două supape mai mici mărește deschiderea totală de admisie și îmbunătățește vârtejul și pregătirea amestecului, în vreme ce o singură supapă de evacuare, de dimensiuni considerabile, este socotită suficientă pentru a elimina gazele arse. Plasarea bujiei central, între cele trei supape, poate îmbunătăți și ea arderea.

Atracția practică stă în faptul că această respirație de admisie îmbunătățită se poate obține păstrând simplitatea unui singur arbore cu came în chiulasă, fiindcă numărul modest de supape rămâne gestionabil pentru o singură camă acționată prin culbutori. Rezultatul a fost un motor care respira simțitor mai bine decât unul cu două supape, cu câștiguri de cuplu la turații medii și de finețe, evitând totuși arborele cu came suplimentar, chiulasa mai lată și costul mai ridicat ale unei unități complete cu patru supape și doi arbori. Mai mulți producători, printre care Mercedes-Benz și Ford, au folosit pe scară largă chiulase cu trei supape de-a lungul anilor 1990 și până în anii 2000.

Dispunerea atrage însă compromisuri inerente. Asimetria dată de două supape de admisie și una de evacuare face forma camerei de ardere mai puțin ideală decât simetria ordonată a unei chiulase cu patru supape în formă de acoperiș, iar fluxul de evacuare la turații foarte înalte poate deveni o limitare. Montarea unei distribuții variabile independente și adaptarea la strategiile moderne de ardere sunt și ele mai puțin simple decât în cazul unei dispuneri mai curate, cu patru supape.

Din aceste motive, tehnologia cu trei supape se înțelege cel mai bine ca o soluție de tranziție, un compromis ingineresc rezonabil pentru epoca sa, ulterior depășit în mare parte. Pe măsură ce fabricația s-a maturizat și a scăzut costul chiulaselor cu doi arbori în chiulasă și patru supape, respirația superioară, simetria și compatibilitatea cu distribuția variabilă dublă, independentă, au făcut din dispunerea cu patru supape standardul firesc al aproape tuturor motoarelor pe benzină moderne. Chiulasa cu trei supape rămâne totuși o ilustrare clară a felului în care proiectarea sistemului de distribuție echilibrează debitul de aer, complexitatea și costul.