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.
