Ventil motorja z notranjim izgorevanjem: čemu služi in kako je obremenjen?
Ventil motorja z notranjim zgorevanjem je pomemben del sistema ventilov v batnem motorju z notranjim zgorevanjem.
V tem članku si bomo na kratko ogledali funkcijo ventila motorja z notranjim zgorevanjem in kaj ga obremenjuje.
Vsebina
Kako deluje ventil motorja z notranjim zgorevanjem?
Ventile krmili odmična gred. Če se odmična gred obrne, začne odmikač teči proti loputi ventila, potiska vzmet ventila in zaradi tega se ventil začne odpirati. Če pa se odmikač ne dotakne lopute ventila, je ventil zaprt.
Odmična gred: Kako deluje in česa še niste vedeli o njej?
Glava ventila tako sedi na sedežu ventila in s tem zapre zgorevalno komoro. Ko se ventil odpre, se njegova glava ponovno razširi v zgorevalno komoro. Za vsak valj batnega motorja z notranjim izgorevanjem sta vsaj dva ventila, en sesalni in drugi izpušni.
Ima pa večina današnjih sodobnih motorjev več ventilov, največkrat štiri ventile na valj, od tega dva sesalna in dva izpušna. Obstajajo pa tudi motorji, ki imajo liho število ventilov na valj. Eden izmed njih je zelo znani motor 1.8T 20v, ki ima tri sesalne in dva izpušna ventila.
Konstrukcija ventila motorja z notranjim zgorevanjem
Ventil motorja z notranjim zgorevanjem je sestavljen iz glave in stebla. Glava ventila je najširši del ventila, ki tvori nekakšno ploščo. Steblo ventila je zožen del, ki spominja na žebelj brez glave. Glava sesalnih ventilov je običajno večja od glave izpušnih ventilov ali pa je v primeru lihega števila ventilov število sesalnih ventilov večje od števila izpušnih ventilov.
Prioriteta je zagotoviti zadostno polnjenje valja, zato je velikost sesalnih ventilov maksimirana na račun izpušnih ventilov. Tlak izpušnih plinov v jeklenki je v trenutku, ko se odpre izpušni ventil, zadosten, da se zagotovi pravilno praznjenje jeklenke.
Steblo ventila naj bo čim krajše, da se teža ventila ne poveča po nepotrebnem in je tudi mesto, skozi katerega se odvaja toplota iz ventila. Držalo je eno od dveh mest, skozi katera se toplota odvaja od ventila, zato lahko njegov premer znaša do 30 % premera sedeža ventila.
Moč in navor motorja: kateri od teh parametrov je pomembnejši?
Poševni kot pristajalne površine ventila motorja z notranjim izgorevanjem je največkrat 45°. Pri tem kotu je dosežena dobra tesnost. Vendar pa so nekateri motorji opremljeni s sesalnimi ventili, ki imajo poševni kot pristajalne površine 30°. Manjši poševni kot naležne površine ventila izboljša polnjenje valja in s tem moč motorja.
Kaj mora zdržati ventil motorja z notranjim zgorevanjem?
Ventil motorja z notranjim izgorevanjem je izjemno obremenjen del, tako mehansko kot toplotno.
- Mehansko je ventil obremenjen zaradi tlaka dimnih plinov v zgorevalni komori, vztrajnostnih sil in trenja
- Toplotno je ventil obremenjen zaradi visoke temperature v zgorevalni komori
Vendar je toplotna obremenitev neenakomerna, kar povzroča toplotne napetosti. Neenakomerna toplotna obremenitev vpliva na nekatere zahteve glede konstrukcije ventilov. Druge zahteve, ki vplivajo na zasnovo ventilov, izhajajo iz zasnove motorja z notranjim izgorevanjem.
Ventili motorja z notranjim izgorevanjem so obremenjeni zaradi zelo visokih temperatur, za odvajanje te toplote pa se uporablja sedež ventila ali steblo ventila. Za boljše odvajanje toplote od glave ventila do stebla je votlina v ventilu napolnjena z materialom, najpogosteje natrijem, ki je pri delovni temperaturi tekoč.
Vendar pa je vdolbina le delno zapolnjena, kar zagotavlja, da se ob premikanju ventila izpere notranji prostor in s tem tudi boljši prenos toplote od glave ventila do njegovega stebla.
Pri večjih ventilih je lahko glava ventila tudi votla. Izpušni ventili so toplotno obremenjeni veliko bolj kot sesalni ventili, zato so izdelani iz kvalitetnejših in trpežnejših materialov.