Nastavení ventilů: co to je, proč je to potřeba a co se stane, pokud nenastavíte ventily spalovacího motoru

Pokud jste někdy byli svědky toho, jak zkušený řidič otevřel kapotu auta (vašeho nebo vašeho), poslouchejte chvíli zvuk motoru a pak výmluvně řekněte: „Ventily potřebují seřídit“, ale nerozumíte co řekl, stejně jako zvuk motoru, který poslouchal, se dnes pokusíme tuto mezeru překlenout. Co je seřízení ventilu, proč je potřeba, kdy by se mělo provádět a co se stane, když se to vůbec neprovede? A proč mnoho aut seřízení ventilů vůbec nepotřebuje? Pojďme to zjistit.

Co je seřízení ventilu?

Činnost konvenčního pístového motoru spočívá v dodávání směsi paliva a vzduchu do válců a uvolňování výfukových plynů. Obě funkce zastávají ventily – vstupní a výstupní – které se střídavě otevírají ve správný okamžik, aby naplnily a vyprázdnily válec. Jsou ovládány vačkovým hřídelem, který má speciální vačky, které působí na víko ventilu, aby jej otevřelo do válce. Existuje několik provedení hnacího mechanismu – vačkový hřídel může působit na ventily téměř přímo, přitlačováním vačky proti zvedačům, nebo například prostřednictvím speciálních vahadel, která tlačí jeden konec vačky, zatímco druhý tlačí na ventil. V obou případech je však zajímavý konstrukční prvek: tepelná mezera mezi lalokem vačkového hřídele a součástí ventilového rozvodu, která ventil otevírá. Ve skutečnosti je provozní teplota součástí motoru, zejména ventilového rozvodu a samotných ventilů, velmi vysoká a kov má tendenci se roztahovat, když je vystaven teplu, což způsobuje zejména roztahování ventilů. Pro kompenzaci této expanze je nutná tepelná mezera, jejíž seřízení se nazývá „nastavení ventilu“.

Ano, z logického hlediska není formulace „regulace ventilů“ zcela správná. Za normálních podmínek je ventil uzavřen, když není žádný tlak z vačky vačkového hřídele: hlava ventilu je pružinou pevně přitlačena k sedlu v hlavě válce a správné utěsnění je zajištěno zkosením na obou součástech. Proto zde není nutné seřízení ventilu – ale tepelná vůle musí být správná. Proto je správnější říkat ne „seřízení ventilů“, ale „seřízení tepelné vůle rozvodového řemene“.

Proč je nutné seřízení ventilu?

Pokud si představíme kombinaci „ventil – kohout – vačkový hřídel“ bez tepelné vůle – tzn. těsné uchycení, když motor neběží, je snadné pochopit, že při dosažení provozní teploty bude prodloužený ventil, „vytažený z válce pružinou“ směrem k vačkové hřídeli, neustále stlačován stejným vačkovým hřídelem v důsledku tepelného expanze, což povede k mírnému stlačení pružiny a uvolnění uzávěru ventilu. To znamená, že jakmile ventil dosáhne provozní teploty, ve skutečnosti přestane plně plnit jednu ze svých funkcí: těsné uzavření spalovací komory a její izolaci od sacího nebo výfukového systému.

K tomu může dojít například v důsledku opotřebovaných sedel ventilů a praskání. Proto je v tomto případě nutné nastavit ventil tak, aby poskytoval potřebnou tepelnou vůli pro úplné uzavření ventilu.

Druhou možností je zvětšení tepelné mezery: například v důsledku opotřebení povrchů vaček vačkového hřídele a součástí ventilového mechanismu. V tomto případě, i když motor dosáhne provozní teploty, bude mezi vačkovým hřídelem a ventily stále mezera a budou se dotýkat nárazem a pouze nárazem vačky. To již negativně ovlivňuje životnost ventilového mechanismu, ale jsou zde další důsledky: ventil se otevře o něco později a ne úplně – což znamená, že se zhorší plnění válce směsí paliva a vzduchu.

Co se stane, když nejsou ventily seřízeny?

Pokud nejsou ventily seřízeny včas, tepelná vzdálenost se změní. Jak jsme již pochopili, zvětšení i zmenšení tepelné mezery má negativní dopad na životnost a výkon motoru. Snížená vůle znamená neúplné uzavření ventilu, což vede k řadě důsledků. Netěsnosti ve spalovacím prostoru v důsledku vychýleného ventilu vedou ke snížení komprese a úniku horkých plynů do sacího nebo výfukového systému (podle toho, zda je vychýlen sací nebo výfukový ventil).

Kromě toho stojí za zmínku výrazně zvýšené tepelné zatížení ventilů. Těsný kontakt mezi uzavřeným ventilem a jeho sedlem je jednou z důležitých podmínek pro chlazení ventilu, a pokud ventil nedoléhá těsně k sedlu, chlazení se znatelně sníží. To platí zejména pro výfukové ventily: sací ventily jsou dále chlazeny směsí vzduchu a paliva vstupující do válců, zatímco výfukové ventily dodávají výfukové plyny při velmi vysokých teplotách a tam, kde je chlazení v kontaktní oblasti sedla kritické. Špatné chlazení ventilu v důsledku malé tepelné mezery může v extrémních případech vést k přehřátí a zničení ventilu – tzv. vyhoření. Výbuch hořící směsi paliva a vzduchu ve výfukovém potrubí navíc zvyšuje zatížení katalyzátoru (a při zničení může abrazivní prach poškodit i válce).

Důsledky zvětšení tepelné mezery jsou poněkud odlišné. Jak již bylo uvedeno výše, způsobuje to klepání vačkového hřídele ve ventilovém rozvodu, což negativně ovlivňuje jeho životnost a také předčasné a neúplné otevírání ventilů. Zhoršení plnění válců směsí paliva a vzduchu znamená porušení časování ventilů a snížení výkonu motoru: jinými slovy snížení pravděpodobnosti nastartování.

Jak víte, jaký by měl být upínací moment ventilu?

Hodnotu tepelné vůle určuje pro konkrétní motor výrobce: pokud konstrukce motoru umožňuje seřízení ventilů, jsou tyto hodnoty obvykle uvedeny v návodu k obsluze.

Obecně je tepelná mezera samozřejmě velmi malá a činí desetiny milimetru – asi 0,1-0,4 mm. Obvykle se však určuje pomocí sady sond s roztečí 0,05 mm nebo méně – to znamená, že přesnost je zachována na setinu. Stojí za zmínku, že tepelná vzdálenost sacích a výfukových ventilů je odlišná: jak již víme, výfukové ventily se zahřívají – a proto více stoupají – a vyžadují větší tepelnou vůli.

V praxi stačí znát konkrétní hodnoty tepelných vůlí pro seřízení – tzn. Pokud to neuděláte sami, tato čísla pro vás nebudou užitečná.

Jak rozpoznat potřebu seřízení ventilu

Frekvence seřizování ventilů, pokud to umožňuje konstrukce motoru, je uvedena v návodu k obsluze vozidla. Obecně se tento postup neprovádí příliš často – obvykle každých 50–80 000 kilometrů. Častější kontrola však neuškodí – zvláště pokud je vůz vybaven lahví na zkapalněný plyn, protože zkapalněný plyn zvyšuje tepelné zatížení motoru.

Druhý způsob, jak poznat, že potřebujete seřízení ventilu, je slyšet charakteristický zvuk – klepání nebo skřípání při běžícím motoru, který nezmizí ani po zahřátí.

Pokud auto nebylo zakoupeno nové a jeho počet najetých kilometrů je již významný, úprava tepelné mezery rozhodně nebude zbytečná – stačí zjistit, zda to počítá s designem.

Jak upravujete ventily?

Existuje několik konstrukčních možností pro úpravu tepelné mezery. Alternativně mohou být například mezi zdvihátko ventilu a vačkový hřídel vloženy podložky vhodné tloušťky. Chcete-li mezeru upravit, nejprve změřte mezeru na stávajícím těsnění a v případě potřeby vyměňte těsnění za silnější nebo tenčí. Alternativní možností pro podobnou konstrukci je výběr samotných tlačných prvků požadované tloušťky, spíše než těsnění.

Další možností je nastavení tepelné mezery pomocí šroubového mechanismu. V tomto případě není třeba nic nastavovat: mezera se změří pomocí spároměru a poté se podle potřeby upraví zašroubováním nebo vyšroubováním seřizovacího šroubu, který se pak zajistí pojistnými maticemi

Proč se u některých motorů nemusí nastavovat ventily?

Opakované vysvětlování, že seřízení ventilů musí být zabudováno do konstrukce motoru, je velmi důležité: ostatně mnoho motorů tento postup nevyžaduje. To závisí na tom, zda je motor vybaven hydraulickými kompenzátory: jedná se o zařízení používaná k automatické regulaci tepelné mezery. Jsou poháněny motorovým olejem (proto se jim říká „hydraulické zvedáky“). hydraulické kompenzátory“) a zcela eliminují nutnost pravidelného ručního nastavování ventilů. Samy o sobě samozřejmě také nevydrží věčně – nutnost jejich kontroly a výměny je signalizována stejným skřípavým zvukem, který nezmizí brzy po nastartování a někdy ani po zahřátí motoru. V souvislosti s tímto materiálem je však v první řadě vhodné vědět, že motory vybavené hydraulickými kompenzátory nevyžadují seřízení ventilů.