Tehnologija sa tri ventila

Tehnologija sa tri ventila označava izvedbu glave motora koja postavlja tri ventila iznad svake komore za sagorevanje, u velikoj većini slučajeva raspoređena kao dva usisna ventila i jedan, veći izduvni ventil. Pojavila se kao smišljena sredina između davno ustaljenog rasporeda sa dva ventila, sa po jednim usisnim i jednim izduvnim ventilom po cilindru, i prefinjenijeg rasporeda sa četiri ventila, sa namerom da preuzme veliki deo koristi u disanju motora od ovog drugog, bez svih njegovih troškova i složenosti.

Logika ovog rasporeda leži u tome kako motor diše. Usisni takt uvlači vazduh pod malim razlikama pritiska, pa izdašna površina usisnih ventila donosi velike dobitke u punjenju cilindra, a time i snazi; izduvni takt, nasuprot tome, istiskuje gas pod sopstvenim zaostalim pritiskom cilindra i manje je osetljiv na površinu ventila. Podela usisne uloge na dva manja ventila povećava ukupan usisni otvor i poboljšava vrtloženje i pripremu smeše, dok se jedan dovoljno veliki izduvni ventil smatra dovoljnim za isisavanje sagorelih gasova. Centralno postavljanje svećice između tri ventila takođe može da poboljša sagorevanje.

Praktična prednost je u tome što se ovo bolje usisno disanje može postići uz zadržavanje jednostavnosti jedne bregaste osovine u glavi, pošto skroman broj ventila ostaje izvodljiv za jednu bregastu osovinu da ih pokreće preko klackalica. Rezultat je bio motor koji diše osetno bolje od izvedbe sa dva ventila, sa dobicima u obrtnom momentu u srednjem opsegu i kultivisanosti, a izbegava dodatnu bregastu osovinu, širu glavu i veći trošak punog agregata sa četiri ventila i dve bregaste osovine. Više proizvođača, među njima Mercedes-Benz i Ford, znatno je koristilo glave sa tri ventila tokom devedesetih i u prvoj deceniji dvehiljaditih.

Izvedba ipak nosi inherentne kompromise. Asimetrija dva usisna i jednog izduvnog ventila čini oblik komore za sagorevanje manje idealnim od urednog simetričnog krovastog (pent-roof) oblika sa četiri ventila, a protok izduvnih gasova na veoma visokim obrtajima može da postane ograničenje. Ugradnja nezavisno promenljivih faza razvoda i prilagođavanje savremenim strategijama sagorevanja takođe su manje jednostavni nego kod čistijeg rasporeda sa četiri ventila.

Iz ovih razloga se tehnologija sa tri ventila najbolje razume kao prelazno rešenje, razuman inženjerski kompromis za svoje doba koji je u međuvremenu uglavnom prevaziđen. Kako je proizvodnja sazrevala, a trošak glava sa dve bregaste osovine i četiri ventila opadao, bolje disanje, simetrija i kompatibilnost sa dvostrukim nezavisnim promenljivim razvodom rasporeda sa četiri ventila učinili su ga prirodnim standardom za gotovo sve savremene benzinske motore. Glava sa tri ventila ipak ostaje jasan prikaz toga kako izvedba razvodnog mehanizma balansira protok vazduha, složenost i trošak.