Jak ovlivňuje vůle ventilů výkon motoru?

Jedním z důležitých prvků spalovacích motorů jsou ventily, díky kterým se palivová směs dostává do válců. Stává se však, že ventily začnou dělat svou práci špatně.

Co je seřízení ventilu

Seřizování ventilů je proces, při kterém se nastavují tzv. tepelné vůle mezi vačkou vačkového hřídele a díly ventilového mechanismu. To znamená, že při seřizování ventilů se nenastavují samotné ventily, ale mezery mezi nimi a ostatními částmi.

Ve válci běžného automobilového motoru se spaluje směs paliva a vzduchu. V důsledku toho se tam tvoří produkty spalování, které tlačí píst a ten zase otáčí klikovým hřídelem spojeným s převodovkou. Výfukové plyny jsou pak odváděny z válce do výfukového systému.

To znamená, že směs paliva a benzínu se musí nejprve dostat dovnitř válce a poté musí vycházet „extra“ plyny. Směs musí být dodávána do válců motoru nikoli „nahodile“, ale striktně v určitém okamžiku a v požadovaném množství. V opačném případě nebude motor schopen normálně fungovat. Plyny musí být také odstraněny včas. K tomu jsou potřeba ventily, které se otevřou a zavřou ve správný čas, vypustí směs do válce a uvolní výfukové plyny.

Motory jsou vybaveny tzv. vačkovým hřídelem. Zjednodušené schéma jeho fungování je přibližně následující. Otáčí se s klikovým hřídelem a „tlačí“ ventily pomocí speciálních vaček, čímž je nutí otevírat a zavírat.

Během provozu jsou části motoru velmi horké. A při zahřátí mají tělesa tendenci se roztahovat. Při návrhu motoru je třeba s tímto jevem počítat. V opačném případě po zahřátí motoru nebudou ventily fungovat tak, jak zamýšleli inženýři. Mezi díly ventilového mechanismu a vačkovým hřídelem proto vzniká tzv. tepelná mezera. Nastavení této vůle se nazývá „nastavení ventilu“.

Pokud nejsou ventily seřízeny, může to vést ke zvýšené spotřebě paliva (Foto: Shutterstock)

Proč je nutné seřízení ventilu?

Nastavení ventilů je nutné pro jejich včasnou činnost a správný chod motoru. Pokud nejsou ventily seřízeny, mohou nastat nepříjemné následky.

1. „Nesprávná“ tepelná mezera může vést ke snížení výkonu motoru a také ke zvýšení spotřeby paliva.
2. Nenastavené ventily se mnohem více opotřebovávají.
3. Dlouhodobý provoz motoru s neseřízenými ventily vede k předčasnému opotřebení téměř všech částí motoru, a proto je nutné provést velké opravy.

Kromě toho mohou „nesprávné“ vůle zhoršit ekologičnost výfuku: do výfukového systému se může dostat nespálené palivo. A to má vliv nejen na životní prostředí, ale také na opotřebení katalyzátoru.

Kdy je potřeba seřízení ventilu?

Ventily by měly být seřízeny včas. Na starých autech se to provádí přibližně jednou za 60-80 tisíc kilometrů (ale vše závisí na konstrukci motoru, stylu jízdy řidiče, četnosti údržby atd.).

Majitel vozu by proto měl věnovat pozornost příznakům, které naznačují potřebu úpravy.

• Charakteristický kovový klepavý zvuk při běžícím motoru (zejména v případech, kdy nezmizí po zahřátí motoru).
• Snížený výkon a podle toho horší akcelerace.
• Zvýšená spotřeba paliva.
• Nestabilní volnoběžné otáčky.

Tyto znaky mohou samozřejmě indikovat buď „nesprávnou“ tepelnou mezeru nebo jiné poruchy. V žádném případě byste je neměli ignorovat.

Jak nastavit ventily

Existuje několik způsobů úpravy. Promluvme si o nejčastějších z nich.

• Automatické nastavení. U moderních automobilů se seřízení ventilů obvykle provádí „sami“. K tomuto účelu jsou motory vybaveny tzv. hydraulickými kompenzátory. Tato zařízení udržují specifikovanou tepelnou mezeru pomocí tlaku motorového oleje.
• Nastavení pomocí šroubů. V tomto případě master používá seřizovací šroub na tlačníku, který spolupracuje s ventilem. Šroub se otáčí a buď se přibližuje k ventilu, čímž se mezera zmenšuje, nebo se od ní vzdaluje a mezera se podle toho zvětšuje. Pro kontrolu mezery se používá speciální spároměr.
• Nastavení pomocí podložek. Posunovač se odstraní a pod něj se umístí tenká kovová podložka.

Pokud jste byli svědky scény, kdy zkušený motorista usilovně otevřel kapotu auta (vašeho nebo jeho), chvíli poslouchal zvuk běžícího motoru a pak smysluplně vyslovil větu „ventily je třeba seřídit“, ale pro vás jeho slova nebyla o nic jasnější než zvuk motoru, který poslouchal, pak se dnes pokusíme tuto mezeru vyplnit. Co je seřízení ventilu, proč je potřeba, kdy by se mělo provádět a co se stane, pokud se to vůbec neprovede? A proč mnoho aut vůbec nepotřebuje seřízení ventilů? Pojďme na to přijít.

Co je seřízení ventilu?

Provoz konvenčního pístového motoru zahrnuje dodávání směsi paliva a vzduchu do válců a odstraňování výfukových plynů z nich. Obě funkce plní ventily – vstupní a výstupní, které se střídavě otevírají ve správný čas, aby naplnily a vyprázdnily válec. Jejich činnost je řízena vačkovým hřídelem, který má speciální vačky, které působí na horní část ventilu a otevírají jej do válce. Existuje několik provedení hnacího mechanismu – vačkový hřídel může působit na ventily téměř přímo, tlačí vačku na tlačné tyče, nebo například prostřednictvím speciálních vahadel tlačí jeden jejich konec, zatímco druhý tlačí na ventil. Ale v každém z případů má konstrukce vlastnost, která nás zajímá: tepelná mezera mezi vačkou vačkového hřídele a částí mechanismu ventilu, která otevírá ventil. Ostatně provozní teplota částí motoru, zejména ventilového mechanismu a ventilů samotných, je velmi vysoká a při zahřívání má kov tendenci se roztahovat, což vede zejména k prodlužování ventilu. Pro kompenzaci této expanze je zapotřebí tepelná mezera a úprava této mezery se nazývá „nastavení ventilu“

Ano, z logického hlediska není formulace „nastavení ventilu“ zcela správná. Ventil za normálních podmínek, kdy na něj netlačí vačka vačkového hřídele, je uzavřen: talíř ventilu je pevně přitlačen pružinou k sedlu v hlavě válců a správná těsnost je zajištěna zkosením na obou prvcích. V souladu s tím zde není nutné žádné seřízení ventilu – ale tepelná mezera musí být správná. To znamená, že je správnější říkat ne „seřízení ventilů“, ale „seřízení tepelné vůle pohonu ventilu“.

Proč je nutné seřízení ventilu?

Pokud si představíte kombinaci „ventil – zdvihátko – vačkový hřídel“ bez tepelné mezery – tedy těsně vedle sebe, když motor neběží, pak je snadné pochopit, že při dosažení provozní teploty je podlouhlý ventil „ tažena pružinou z válce“ směrem k vačkovému hřídeli, v důsledku tepelné roztažnosti začne stejný vačkový hřídel neustále tlačit, což vede k mírnému stlačení pružiny a volnému uzavření ventilu. To znamená, že když je dosaženo provozní teploty, ventil ve skutečnosti přestane plně plnit jednu ze svých funkcí: těsně uzavřít spalovací komoru a izolovat ji od sacího nebo výfukového traktu.

Druhou možností je zvětšení tepelné mezery: například v důsledku opotřebení povrchů vaček vačkového hřídele a prvků pohonu ventilů. V tomto případě, i když motor dosáhne provozní teploty, bude mezi vačkovým hřídelem a ventilovým mechanismem mezera a dotknou se nárazem a pouze v okamžiku nárazu vačky. To už má neblahý vliv na životnost ventilového mechanismu, ale má to další důsledky: ventil se otevře o něco později a ne úplně, což znamená, že se zhorší plnění válce směsí vzduch-palivo.

Co se stane, když nenastavíte ventily?

Pokud nejsou ventily seřízeny včas, povede to ke změně tepelné mezery. Jak jsme již pochopili, zvětšení i zmenšení tepelné mezery přitom negativně ovlivňuje životnost a provoz motoru. Zmenšení vůle znamená neúplné uzavření ventilů, což vede k řadě důsledků. Netěsnost spalovacího prostoru v důsledku mírně otevřeného ventilu vede k poklesu komprese a průniku horkých plynů do sacího nebo výfukového traktu (podle toho, zda je sací nebo výfukový ventil mírně otevřený).

Kromě toho stojí za povšimnutí výrazně se zvyšující tepelné zatížení ventilů. Těsný kontakt uzavřeného ventilu se sedlem je totiž jednou z důležitých podmínek jeho chlazení, a pokud ventil k sedlu těsně nepřiléhá, ​​chlazení se znatelně zhoršuje. To platí zejména pro výfukové ventily: sací ventily jsou dodatečně chlazeny směsí vzduchu a paliva vstupující do válců, ale výfukové ventily zajišťují výstup výfukových plynů při extrémně vysokých teplotách a pro ně chlazení v oblasti kontaktu s válci. sedadlo má zásadní význam. Špatné chlazení ventilu z důvodu malé tepelné mezery může v extrémních případech vést k jeho přehřátí a zničení – tzv. vyhoření. Průnik hořící směsi vzduch-palivo do výfukového traktu navíc zvyšuje zatížení katalyzátoru (a při jeho zničení může abrazivní prach poškodit válce).

Důsledky zvětšení tepelné mezery jsou poněkud odlišné. Jak bylo uvedeno výše, vede to k vlivu vačkového hřídele na mechanismus ventilu, což negativně ovlivňuje jeho životnost, jakož i k předčasnému a neúplnému otevření ventilu. Zhoršení plnění válce směsí vzduch-palivo znamená porušení časování ventilů a snížení výkonu motoru: to znamená, že bude hůř táhnout.

Jak víte, jaká by měla být tepelná mezera?

Obecně je tepelná mezera samozřejmě velmi malá, jedná se o desetiny milimetru – přibližně 0,1-0,4 mm. V tomto případě se obvykle určuje pomocí sady sond v krocích po 0,05 mm nebo méně – to znamená, že je zachována přesnost na setinu. Za zmínku stojí, že tepelná vůle sacích a výfukových ventilů je odlišná: jak již víme, výfukové ventily se více zahřívají – a proto se více zvětšují a vyžadují větší tepelnou vůli.

V praxi potřebujete znát pouze konkrétní hodnoty tepelné mezery pro nastavení – to znamená, že pokud to neuděláte sami, nebudou vám tato čísla příliš užitečná.

Jak zjistit, kdy seřídit ventily

Frekvence seřizování ventilů, pokud to umožňuje konstrukce motoru, je uvedena v návodu k obsluze vozidla. Obecně se tento postup neprovádí tak často – obvykle každých 50-80 tisíc kilometrů. Častější kontrola však neuškodí – zvláště pokud je stroj vybaven plynovým zařízením, protože plynové palivo zvyšuje tepelné zatížení motoru.

Pokud auto nebylo zakoupeno nové a jeho počet najetých kilometrů je již poměrně vysoký, pak úprava tepelné mezery rozhodně nebude zbytečná – stačí zjistit, zda je to zajištěno konstrukcí.

Jak nastavit ventily?

Existuje několik konstrukčních možností pro úpravu tepelné mezery. Jednou z možností je například výběr podložek požadované tloušťky, které se vkládají mezi zdvihátko ventilu a vačku vačkového hřídele. Pro nastavení mezery se nejprve změří se stávající podložkou a poté se v případě potřeby podložka vymění za jinou o větší nebo menší tloušťce. Alternativní možností s podobnou konstrukcí je výběr nenastavovacích podložek požadované tloušťky, ale samotných tlačníků s požadovanými parametry.

Tento způsob úpravy jsme názorně demonstrovali v samostatném materiálu na příkladu Renault Logan.

Proč u některých motorů není nutné seřizovat ventily?

Velmi důležité je opakované upřesnění, že seřízení ventilů musí zajistit konstrukce motoru: ostatně mnoho motorů tento postup nevyžaduje. To závisí na tom, zda je motor vybaven hydraulickými kompenzátory: jedná se o zařízení určená k automatickému nastavení tepelné mezery. Fungují díky oleji dodávanému z motoru (proto se ve skutečnosti nazývají „ hydro kompenzátory”) a zcela eliminují nutnost pravidelného ručního seřizování ventilů. Samy o sobě samozřejmě také nevydrží věčně – nutnost jejich kontroly a výměny je signalizována stejným cvakavým klepáním, které nezmizí brzy po nastartování a někdy ani po zahřátí motoru. Hlavní věc, kterou musíte v souvislosti s tímto materiálem vědět, je, že motory vybavené hydraulickými kompenzátory nepotřebují seřízení ventilů.