Pneumatické ovládání ventilů F1, 2013, formule 1, grand prix

Pneumatické ovládání ventilů

Miroslav Sanytrák/Boris Dacko | 10.2.08 | Válce

Konstrukce motorů F1 je omezena řadou požadavků FIA. Vedle zdvihového objemu, počtu a uspořádání válců je to i striktně atmosférické plnění, složení směsi atd. Jedinou efektivní cestou k zvyšování výkonu je při těchto požadavcích zvýšení otáček motoru. To však vyžaduje maximální odlehčení všech pohyblivých součástí a snížení třecích ztrát na minimum. To ovšem nestačí. Jak se postupem času otáčky motorů zvyšovali, začali si tvůrci uvědomovat i fakt, že klasické ovládání ventilového rozvodu přestává stačit. Nejde ani tak o vačkový hřídel, který zajišťuje otevření ventilů, ale spíše o pružinu obstarávající rychlé zavření. Při současných otáčkách pohybujících se kolem 19 000 ot/min již žádná pružina není schopna svou funkci plnit. Ať už je pružina vyrobena z jakéhokoliv materiálu má svou konstrukcí i materiálem omezenou tzv. frekvenci kmitání, což v praxi znamená, že při daných otáčkách nestihá ventil zavřít. Desmodromický ventilový rozvod, který ventil zavírá díky přímému spojení bez nutnosti použití pružiny zde rovněž neobstojí, neboť příliš zvyšuje množství a tím i hmotnost pohyblivých součástí rozvodu, což je při snaze zvýšit otáčky na dosažitelně maximum otáček nežádoucí.

S lepším řešením tohoto problému, který ve svém důsledku umožnil další zvyšování výkonu přišla jako první stáj Renault (v poslední verzi přeplňovaných šestiválců), a to již v sedmdesátých letech. Klasickou pružinu pod ventilovým hrníčkem zde nahradil pneumatický systém. Prostor pod hrníčkem představuje jakousi tlakovou nádobu s dusíkem, jehož požadovaný tlak udržuje kompresor poháněný od klikového hřídele a reguluje řada regulačních ventilů jak na straně vstupu, tak i výstupu. Při pootočení vačkového hřídele vačka otevře ventil, čímž se současně ještě více zvýši tlak v systému. Ten pak zajistí při dalším odvalení vačky zcela bezproblémové dosednutí hlavy ventilu do sedla. Frekvence kmitání takovéto pružiny je prakticky neomezená, záleží jen na výši tlaku v systému. Jen pro názornost, při maximálních otáčkách se každý ventil v motoru F1 otevře a zavře 160 krát za sekundu.