Resnica o številu ventilov Resnica o številu ventilov
Pri običajnem štetju nam številke prav gotovo ne delajo posebnih težev. Nasprotno je, če predstavljajo predmete, ki jih štejemo; teh je lahko teoretično neskončno,... Resnica o številu ventilov

VentiliPri običajnem štetju nam številke prav gotovo ne delajo posebnih težev. Nasprotno je, če predstavljajo predmete, ki jih štejemo; teh je lahko teoretično neskončno, v praksi pa se kmalu zalomi. V našem primeru so predmeti ventili, pri katerih se sprašujemo, koliko jih lahko spravimo v glavo motorja. In kakšen končni smisel predstavlja število ventilov v glavi.

Tako kot povsod se iz poznanega povprečja dveh ali štirih ventilov pojavljajo izjeme, kot je bilo na primer pri Hondi z ovalnim batom, kjer se je število ventilov povzpelo na osem. Malo bolj varčni so bili pri Maseratiju, kjer so postavili v glavo šest ventilov in na tak način nekako spoznali, da pretiravanje še ne prinese moči. Danes nam število ventilov dva, štiri in morda še pet pri Yamahi ter Audiju zveni kar vsakdanje. Manj pa je poznan kompromis s tremi ventili pri Citroënu, ki je izkoristil to število pri motorju s predkomoro in pri tem ustvaril motor, ki je bil drugim ideal glede višine in poteka navora.

Zelo jasno je treba povedati, zakaj se menja število ventilov in da večje število ni boljše oziroma nasprotno. Preizkusi kažejo, da je optimalna hitrost medija na vstopni strani v prerezu ventila okoli 80 do 110 metrov na sekundo. Če so hitrosti manjše ali večje, je polnitev valja slabša, kar zmanjša moč in še posebej navor. Na izpušni strani je hitrost izpušnih plinov omejena na hitrost okoli M = 0,6 (Machovo število), kar še zagotavlja nemoten pretok plinov brez udarnih tlačnih valov, ki dejansko dušijo pretok. Iz tega spoznanja sledi, da je število ventilov vezano tudi na značaj motorja ­– ali je ta namenjen vsakodnevnim potrebam ali je bolj športno naravnan. Seveda nadtlačno polnjenje to razmerje malo poruši, tako da v tem primeru število ventilov ni več tako pomebno.

Sedaj se lahko vprašamo, v čem je razlika med petimi in štirimi ventili, nadalje pa lahko sledi še vprašanje o primerjavi z dvema ventiloma. Če si zamislimo celovito vprašanje, kaj pomeni število ventilov v glavi motorja, odgovor sploh ni preprost. Prednosti večjega števila ventilov so večji pretočni prerezi, s čimer v motor pride večja količina delovnega medija; ko mu dodamo sorazmerno količino goriva, je rezultat večja moč in navor, torej se povečajo specifične vrednosti, s katerimi primerjamo motorje med seboj. Na primer: pet ventilov ima na papirju večji potencial, saj dosežemo večji pretočni prerez in zaradi manjše mase ventilov tudi večje vrtilne hitrosti. Toda praksa kaže, da pet ventilov ni tako uspešnih kot štirje, kar potrjujejo tudi v F1 in drugih konstrukcijah, kjer so zamenjali pet za štiri. Osnovni vzrok tega so trije sesalni kanali in način njihovega združevanja pred ventili oziroma zgorevalnim prostorom in zapletena zasnova pogona ventilov.

Pravzaprav je treba postaviti vprašanje, kaj potrebujejo velikoserijski motorji. Veliko moč pri velikih vrtilnih hitrostih? Prav gotovo ne. Potrebujejo velik navor pri manjših vrtilnih hitrostih, kar je primerno za običajno vožnjo. Prav v tem smislu ima petventilski motor večje probleme kot štiriventilski, še posebej če upoštevamo oblikovanje kanalov, posredno vbrizgavanje in izvedbo same zasnove, ki dviguje ceno. Kljub vsemu je postavitev petih ali štirih ventilov ugodna zaradi lege svečke, ki je v središču valja, prav tako je posledična oblika zgorevalnega prostora bliže tako imenovanemu kompaktnemu zgorevalnemu prostoru (prostor s čimmanjšo površino). V tem je tudi prednost, ki je pomembna zaradi učinkovitejšega zgorevanja, ki zagotavlja pri manjših in srednjih obremenitvah prednost glede na izpust plinov.

Kot rečeno trije ventili predstavljajo kompromis, saj zagotavljao dobro polnitev valja na izpušni strani, manjšo toplotno obremenitev glave, posredno pa je tudi odziv turbopuhala na spremembo obremenitve hitrejši. Poleg tega pogon ventilov lahko izvedemo tudi z eno samo odmično gredjo. Slabša stran pa je nesimetrično postavljena svečka. Taka postavitev ventilov je dejansko idealna za motorje s predkomoro.

Ali sta dva ventila izginila iz motorjev – sploh ne. Pojasniti je treba, da ima večina motorjev štiri ventile zaradi ‘mode’, ne pa zaradi potrebe. Množični pojav štirih ventilov je bil bolj rezultat japonskega ‘posilstva’, saj ni bilo nobene potrebe povečevati moči za faktor dva ali več. To se vidi danes, ko moči niso bistveno večje, ravno nasprotno, pojavlja se težnja k manjšim, kar pomeni, da bosta v večini primerov povsem zadostovala dva ventila, še posebej ker množično prihajajo turbopuhala, pa tudi cena kostrukcije je vse bolj pomembna.

Projekcija kaže, da bodo v prihodnosti štirje ventili služili le v športnejših motorjih in malih motorjih s sorazmerno večjo močjo.

Aci Bizjan

Foto: Arhiv AB

Prednosti in slabosti glede na število ventilov v glavi motorja.

Prednosti in slabosti glede na število ventilov v glavi motorja.