Ventily motoru plněné sodíkem: K čemu slouží? A funguje to vůbec?

Ventily patří k tepelně nejvíce namáhaným součástkám spalovacího motoru či přesněji hlavy válců. A dvojnásob to platí o těch výfukových. Zatímco jejich dřík, který se pohybuje ve vodítku v hlavě válců, je kapalinou proudící v hlavě válců chlazený ještě veskrze dobře, u hlavy ventilu jsou možnosti chlazení dost omezené.

Řešením je dvojkov

Právě výfukové ventily musejí odolávat značnému tepelnému náporu, zapříčiněnému prouděním horkých spalin z válce do výfukového potrubí. Ke snížení jejich teploty existuje hned několik konstrukčních opatření.

Přímé vs. nepřímé vstřikování benzínu: Modernější technologie nemusí být vždy lepší

Předně se používají takzvané bimetalické výfukové ventily. U nich je dřík svařen s hlavou vyrobenou z odlišného materiálu. Většinou se používá niklem legovaná ocel, takzvaný Nimonic. Dále se uplatňují technologie, kdy se těsnící plocha ventilu v hlavě válců (tedy sedlo) opatřuje tvrdokovem (stelitem). Toto má za následek nižší opotřebení.

Jaká je teplota výfukových ventilů

Nejlepším konstrukčním opatřením, jak snížit teplotu výfukového ventilu, je udělat jej dutý. Dutinu nemusí mít pouze dřík, dutá může být rovněž i hlava ventilu. Jak se ale liší teploty ventilu v závislosti na jeho konstrukčním provedení?

U plného ventilu může jeho teplota dosahovat klidně 750 stupňů. Pokud má ventil pouze dutý dřík, klesne o přibližně 100 stupňů. A pokud je dutá i hlava, bude teplota ventilu průměrně jen lehce přesahovat 600 stupňů.

Sodík jako „shaker“

Nejlepšího chlazení se dosáhne, pokud se dutina dříku vyplní sodíkem. Za studena je sodík ve dříku v plynném stavu, jak se ale ventil ohřívá, začne se jeho plynné skupenství měnit na kapalné. K tomu dochází už při teplotě zhruba 100 stupňů, čímž je zaručen chladící efekt už od nízkých teplot ventilu.

Zanesené vstřikovače paliva: Můžou zničit motor! Jak je vyčistit?

A jak to celé funguje? Zkapalněním sodíku dojde současně ke zmenšení jeho objemu. Kapalný sodík tak vyplňuje dutinu dříku ventilu jen z části. Díky tomu se může kapalný sodík v dutině dříku ventilu pohybovat dříkem - a sice od hlavy ventilu na jeho opačnou stranu, tedy ke stopce. Tímto pohybem sodík odvádí teplo z rozpálené hlavy ventilu dříkem směrem ke stopce. Tedy do míst, kde je již ventil ochlazován chladícím kanálem v hlavě válců. Sodík tak vlastně funguje jako „shaker“. Hlavě ventilu odebere teplo a následně jej předá do chlazené části hlavy válců.

A které motory to používají? Většinou ty výkonnější zážehové, u nichž je obecně vyšší teplota spalin než u dieselů. Už v minulosti měl sodíkem chlazené výfukové ventily třeba slavný čtyřválec Nissan 2.0 16V SR20DE, známý také z Primery GT či Almery GTi.