Ventily motora sú súčasťou ventilového rozvodu. Skladajú sa z častí nazývaných hlava ventilu a driek. Hlava ventilu je širšia časť, ktorá slúži na otváranie a zatváranie prívodu a vývodu.
Základy funkcie motorových ventilov
To zabezpečuje vačkový hriadeľ, ktorý svojim otáčaním tlačí na pružinu ventilu a otvorí ho, tým sa hlava ventilu vysunie do spaľovacieho priestoru motora. Keď sa vačka nedotýka ventilu, vďaka pružine sa ventil opäť uzavrie. Driek slúži okrem uchytenia aj na odvod tepla z ventilu. Na každý jeden valec spaľovacieho motora pripadajú minimálne dva ventily a to jeden sací a druhý výfukový. Moderné motory bežne disponujú aj štyrmi ventilmi na valec. Hlava sacích ventilov býva väčšia, pretože prioritou je zabezpečiť dostatočné plnenie valca. Tlak spalín je dostatočne veľký na to, aby pri otvorení výfukového ventilu došlo k správnemu vyprázdneniu valca.
Ventil je mechanicky aj tepelne veľmi namáhaná súčiastka. Vplýva naň vysoká teplota v spaľovacom priestore motora, ale aj tlak a trenie. Pre lepší odvod teploty sa dutina ventilu vypĺňa sodíkom.
Nízkotlakový systém recirkulácie výfukových plynov (LP EGR)
Mnoho naftových agregátov je vybavených prídavným nízkotlakovým systémom recirkulácie výfukových plynov (LP EGR). Výfukové plyny sa pri ňom, na rozdiel od vysokotlakového systému recirkulácie výfukových plynov, nasajú až za filtrom pevných častíc a potom sa znova privádzajú na nasávacej strane turbodúchadla.
Keďže sa výfukové plyny pri systéme LP EGR nasávajú až za filtrom pevných častíc, sú chladnejšie, a tým je aj nižší pokles tlaku. Navyše je v plynoch takmer nulový obsah sadzí, vďaka čomu sa turbodúchadlo takmer vôbec nezanáša dechtom. Okrem toho dokáže turbodúchadlo pohotovejšie reagovať na zmenu záťaže a vďaka vhodnejšej zmesi výfukových plynov a vzduchu sa dosahuje účinnejšie spaľovanie. V dôsledku toho sa dosahuje vyššia účinnosť EGR, ako aj zníženie emisií NOX.
Kľúčová úloha výfukovej klapky v systéme LP EGR
Aby bolo možné realizovať nízkotlakovú recirkuláciu výfukových plynov, musí sa za filtrom pevných častíc vytvoriť náporový tlak. Ten sa dosiahne pomocou výfukovej klapky, ktorá sa umiestni do výfukového systému za filter pevných častíc. Prestavením výfukovej klapky sa zmenší priemer výfukového potrubia, a tým stúpne tlak výfukových plynov pred výfukovou klapkou. Pôsobením náporového tlaku sa výfukové plyny privádzajú prostredníctvom ventilu nízkotlakovej recirkulácie výfukových plynov a nízkotlakovým chladičom výfukových plynov do nasávacieho systému medzi meračom množstva nasávaného vzduchu a kolesom kompresora turbodúchadla.
Ovládanie a diagnostika výfukovej klapky
Servomotor výfukovej klapky je ovládaný riadiacou jednotkou motora a prostredníctvom snímača polohy spätne hlási polohu výfukovej klapky. Na kontrolu snímača polohy slúži diagnostika regulačných prvkov. Riadiaci signál snímača polohy výfukovej klapky, ako aj spätné hlásenie zo snímača polohy je možné znázorniť pomocou osciloskopu. Ovládanie servomotora výfukovej klapky sa vykonáva pomocou signálu s moduláciou šírky impulzov. Smer prúdu je možné meniť prostredníctvom riadiacej jednotky motora.
Technická animácia: Ako funguje servomotor
Dôsledky zlyhania výfukovej klapky
Zlyhanie výfukovej klapky sa môže prejaviť rôznymi spôsobmi. Ak sa nedá uzatvoriť, dôjde k zníženiu účinnosti recirkulácie výfukových plynov pri zaťažení a k zvýšeniu množstva emisií škodlivých plynov. Ak je naopak výfuková klapka trvale čiastočne alebo dokonca úplne uzatvorená, dôjde k zníženiu výkonu motora, zvýšeniu náporového tlaku a väčšej tepelnej záťaži v oblasti motora, turbodúchadla, katalyzátora, filtra pevných častíc a výfukovej klapky. „Pri úplne uzatvorenej výfukovej klapke sa môže stať, že motor zhasne a nebude ho možné viac naštartovať“, tvrdí autor kníh a odborník na diagnostiku Gerald Schneehage.
Rôzne konfigurácie EGR systémov
V závislosti od požiadaviek v oblasti dynamiky výkonu, spotreby a emisií daného agregátu sa používajú rôzne kombinácie recirkulácie výfukových plynov. Ide napr. o popísané nízkotlakové systémy EGR s ochladzovaním (vrátane predradeného vysokotlakového systému EGR), ako aj vysokotlakové systémy EGR bez ochladzovania a s ochladzovaním výfukových plynov (bez nízkotlakového systému EGR).
Pritom sú v súčasnosti takmer všetky moderné riadiace systémy naftových motorov vybavené opísanou kombináciou nízkotlakovej a vysokotlakovej recirkulácie výfukových plynov v kombinácii s ovládaním polohy výfukovej klapky.
Výfuková klapka pre reguláciu zvuku
Okrem svojej kľúčovej role v riadení emisií a optimalizácii spaľovania má výfuková klapka aj ďalšie využitie. Výfuková klapka Vám umožní ovládanie prietoku výfukových plynov a tým aj upravovať hlasitosť zvuku výfukového systému. Odporúčame montovať medzi katalyzátor a tlmič, kde pri otvorení klapky dochádza k zmene prietoku výfukových plynov.