Technológia troch ventilov

Technológia troch ventilov označuje konštrukciu hlavy valcov, ktorá nad každý spaľovací priestor umiestňuje tri ventily, vo veľkej väčšine prípadov usporiadané ako dva sacie ventily a jeden, väčší výfukový ventil. Vznikla ako zámerný kompromis medzi dlho zaužívaným dvojventilovým usporiadaním s jedným sacím a jedným výfukovým ventilom na valec a prepracovanejším štvorventilovým usporiadaním, pričom sa snažila zachytiť väčšinu prínosu v dýchaní toho druhého bez všetkých jeho nákladov a zložitosti.

Úvaha za týmto usporiadaním spočíva v tom, ako motor dýcha. Sací zdvih nasáva vzduch pri miernych tlakových rozdieloch, takže veľkorysá plocha sacích ventilov prináša veľký úžitok v plnení valca, a teda vo výkone; výfukový zdvih naopak vytláča plyn von pod vlastným zvyškovým tlakom valca a je menej citlivý na plochu ventilov. Rozdelenie sacej úlohy medzi dva menšie ventily zväčšuje celkové sacie otvorenie a zlepšuje vír a prípravu zmesi, zatiaľ čo jeden dostatočne veľký výfukový ventil sa považuje za postačujúci na odvedenie spálených plynov. Umiestnenie zapaľovacej sviečky do stredu medzi tromi ventilmi môže tiež zlepšiť spaľovanie.

Praktickou príťažlivosťou je, že toto zlepšené sacie dýchanie možno dosiahnuť pri zachovaní jednoduchosti jediného vačkového hriadeľa v hlave, keďže skromný počet ventilov zostáva zvládnuteľný pre jednu vačku ovládajúcu ich cez vahadlá. Výsledkom bol motor, ktorý dýchal citeľne lepšie než dvojventilová konštrukcia, s prírastkami v krútiacom momente v strednom pásme a kultúrnosti, no vyhol sa ďalšiemu vačkovému hriadeľu, širšej hlave a vyšším nákladom plnohodnotnej štvorventilovej dvojvačkovej jednotky. Viacerí výrobcovia, medzi nimi Mercedes-Benz a Ford, výrazne využili trojventilové hlavy počas deväťdesiatych rokov a na začiatku dvetisícových rokov.

Konštrukcia so sebou nesie isté vrodené kompromisy. Asymetria dvoch sacích a jedného výfukového ventilu robí tvar spaľovacieho priestoru menej ideálnym než úhľadná symetria štvorventilovej strieškovej hlavy a prietok výfukových plynov pri veľmi vysokých otáčkach sa môže stať obmedzením. Osadenie nezávislého premenlivého časovania a prispôsobenie moderným spaľovacím stratégiám je tiež menej priamočiare než pri čistejšom štvorventilovom usporiadaní.

Z týchto dôvodov je technológiu troch ventilov najlepšie chápať ako prechodné riešenie, rozumný inžiniersky kompromis svojej doby, ktorý odvtedy do veľkej miery nahradili novšie riešenia. Ako výroba dospela a klesli náklady na štvorventilové hlavy s dvoma vačkovými hriadeľmi v hlave, lepšie dýchanie, symetria a zlučiteľnosť štvorventilového usporiadania s dvojitým nezávislým premenlivým časovaním ventilov z neho urobili prirodzený štandard takmer pre všetky moderné benzínové motory. Trojventilová hlava napriek tomu zostáva jasnou ukážkou toho, ako konštrukcia rozvodu vyvažuje prúdenie vzduchu, zložitosť a náklady.