Ventily

Ventily sú presne časované brány, ktoré riadia prúdenie plynov do valcov motora a z nich, otvárajú sa, aby vpustili čerstvú zmes vzduchu a paliva a vypudili spálený výfuk, a potom tesne uzatvárajú, aby spaľovanie mohlo prebehnúť pod tlakom. Sú základom štvortaktného cyklu: bez ich presnej, opakovateľnej činnosti by motor nedokázal ani nasať náplň, ktorú potrebuje, ani odviesť spálené plyny, ktoré by ho inak zahltili. Každý valec má aspoň jeden sací a jeden výfukový ventil a ich správanie je ústredné pre to, ako motor podáva výkon.

Typický tanierový ventil je hríbovitý komponent s plochou alebo kužeľovou hlavou a dlhou stopkou. Jeho hlava dosadá na obrobený krúžok v hlave valcov a vytvára plynotesné tesnenie, keď je zatvorený. Otvorenie poháňa vačkový hriadeľ: otáčajúce sa vačky tlačia na ventil, priamo alebo cez zdvíhadlá, vahadlá a tlmiče, a tlačia ho nadol do valca proti odporu. Zatvorenie zabezpečuje tuhá ventilová pružina, ktorá vráti ventil pevne na sedlo vo chvíli, keď sa vačka odkrúti. Časovanie týchto udalostí je presne zviazané s kľukovým hriadeľom tak, aby sa ventily otvárali a zatvárali presne v správnom bode každého cyklu.

Počet, veľkosť a časovanie ventilov silne formujú charakter motora. Viac ventilov na valec, pričom štyri sú bežnou modernou voľbou, dva sacie a dva výfukové, poskytuje väčšiu celkovú plochu otvorenia pre daný vŕtanie, čo motoru umožňuje dýchať voľnejšie a vyvinúť vyšší výkon, najmä pri vysokých otáčkach. Ich časovanie a doba, počas ktorej zostávajú otvorené, určuje, či motor uprednostňuje krútiaci moment zdola alebo výkon vo vrchole. Inžinieri preto starostlivo ladia počet ventilov, ich zdvih a časovanie, aby vyvážili výkon, účinnosť a emisie pre zamýšľané použitie motora.

Najmä výfukové ventily znášajú ukrutné podmienky. Sú opakovane vystavené spaľovacím plynom, ktoré môžu presiahnuť 700 až 800 stupňov Celzia, s pomerne malou možnosťou odviesť teplo inak než cez sedlá a stopky. Vyrábajú sa zo žiaruvzdorných zliatin a niektoré sú plnené sodíkom, aby odvádzali teplo z hlavy, alebo osadené tvrdenými sedlami a tesneniami stopiek. Sacie ventily bežia chladnejšie, čomu pomáha prichádzajúca náplň, no všetky ventily musia presne tesniť tisíckrát za minútu počas celej životnosti motora.

Z tejto náročnej služby vyplývajú praktické otázky. Vôle ventilov musia byť správne, pri príliš tesných môže ventil zlyhať v dosadnutí a zhorieť, pri príliš voľných sa rozvod stáva hlučným a opotrebovaným, čo je dôvod, prečo mnohé motory používajú hydraulické vymedzovače na automatické udržiavanie vôle. Uhlíkové usadeniny, zapadávanie sedla a slabnúce pružiny môžu časom zhoršiť tesnenie. Ventily úzko spolupracujú s vačkovým hriadeľom a moderné konštrukcie s premenlivým časovaním ventilov a viacventilové konštrukcie priamo stavajú na ich základnom princípe, aby z motora vyťažili ešte viac účinnosti a pružnosti.