Úprava hlavy válců: O co jde a jak se upravuje hlava válců?

Úprava hlavy valcov patrí medzi veľmi časté a obľúbené úpravy motora. Zároveň však takáto úprava patrí  medzi jeden z  technicky náročnejších spôsobov, ako zvýšiť výkon motora a rozhodne vám ju neodporúčame prevádzať doma vo svojej garáži či dielni, najmä ak na to nemáte vhodné náradie, príslušenstvo a znalosti.

 V tomto technickom článku si teda napíšeme o tom, ako taká úprava hlavy valcov prebieha, čo všetko je potrebné pri nej dodržať a čím sa riadiť. Pred tým ako sa však vrhneme na samotný článok, radi by sme vás upozornili na to, že tento článok má len informatívny charakter o tom, ako úprava hlavy valcov prebieha a rozhodne sa nejedná o komplexný návod, pomocou ktorého by ste sa pri takejto úprave mohli riadiť.

O hlave valcov ako takej sme si už napísali v našom predošlom článku (link). V tomto článku sme sa však sústredili len na popis funkcie hlavy valcov, respektíve na vysvetlenie, na čo slúži hlava valcov a aké súčiastky a komponenty sa v nej nachádzajú. Pre tých, ktorí o hlave valcov a jej funkcii nevedia nič alebo len veľmi málo, odporúčame aby si našli chvíľku času a pre ľahšie porozumenie tohto článku si prečítali najskôr článok o funkcii hlavy valcov.

Úprava hlavy valcov a jej komponentov:

Úprava hlavy valcov nesúvisí len s úpravou samotnej hlavy, ale aj s úpravou jej komponentov či iných časti súvisiacich s ňou. Medzi úpravy hlavy valcov teda môžeme zaradiť:

– zníženie hlavy valcov

– výmena tesnenia pod hlavou valcov za nižšie

– zväčšenie a vyleštenie sacích a výfukových kanálov v hlave valcov

– zväčšenie sediel ventilov

– úprava sacích a výfukových ventilov

Zníženie hlavy valcov a jej tesnenia:

Jednou z najčastejších úprav hlavy valcov je zníženie hlavy valcov a jej tesnenie. Týmto spôsobom je možné zvýšiť výkon motora tak, že zvýšime tlak vo valci. To znamená, že ak znížime hlavu valcov alebo pod ňu osadíme nižšie tesnenie dosiahneme tak vyšší kompresný pomer a teda aj vyšší tlak vo valci. Kompresný pomer je však možné zvýšiť viacerými spôsobmi, nie len spomínanými dvoma spôsobmi. Dosiahneme to napríklad:

– znížením hlavy valcov

– znížením tesnenia pod hlavou valcov

– znížením bloku motora

– zmenou výšky piestov alebo výmenou piestov

– výmenou ojníc za dlhšie ojnice

Nás však v dnešnom článku zaujímajú len prvé dve spomenuté úpravy. O ostatných úpravách si totiž samostatne napíšeme v ďalších článkoch. Poďme teda na to.

Nižšie tesnenie pod hlavou valcov:

Medzi šetrnejšie z týchto dvoch spôsobov, pomocou ktorých je možné zvýšiť kompresný pomer, je zníženie tesnenia hlavy valcov, respektíve jeho výmenou za nižšie tesnenie. Nižšie tesnenie hlavy valcov vám však žiaden extrémny nárast výkonu neprinesie, pretože zníženie sa dá počítať len v niekoľkých desatinách milimetrov. Sama o sebe je teda táto úprava zbytočná, avšak v kombinácii s ostatnými úpravami je veľmi účinná, pričom sa jedná o menej náročný a šetrnejší spôsob, ako samotné zníženie hlavy valcov.

Zníženie hlavy valcov:

Oveľa účinnejší, no zato podstatne zložitejší a nebezpečnejší spôsob úpravy, je zníženie samotnej hlavy valcov. Pri tejto úprave totiž hrozí, že pri nadmernom znížení hlavy sa stretnú ventily s piestami. V takomto prípade by došlo k deštrukcii celého motora, a nie len že by vaše vynaložené financie na úpravu vyšli na zmar, ale zarobili by si ste si aj na poriadne drahú opravu motora, ak nie výmenu celého motora.  

Vráťme sa však k samotnému zníženiu hlavy valcov. Znižovanie hlavy valcov sa neprevádza pomocou pilníkov, úhlovej brúsky (tzv. flexy), či podobných nástrojov ako si to veľa sčítaných garáž „majstrov“ na fórach myslí.

Zníženie hlavy valcov prebieha na sústruhu, pretože celý jej dosadací povrch musí byť znížený rovnomerne, bez minimálnej odchýlky. O ako veľa sa však hlava valcov znižuje? Toto číslo vás možno prekvapí, no nie je to číslo, ktoré vám napíšu rôzni tuning „majstri“ na fórach. Hlava sa znižuje približne o 1 až 2 milimetre, všetko však závisí od typu motora. Nejedná sa teda o centimetre, ale len o milimetre, pričom vo väčšine prípadov sú 2 milimetre hranicou, kedy už hrozí riziko stretu ventilov s piestami. Po takejto úprave je už zvýšenie výkonu naozaj citeľné, pričom má motor vďaka väčšiemu kompresnému pomeru väčší krútiaci moment a ide ľahšie do otáčok.

Zväčšenie a vyleštenie sacích a výfukových kanálov hlavy valcov:

Ak ste už niekedy mali možnosť obhliadnuť si demontovanú hlavu valcov, mohli ste si na nej všimnúť rôzna otvory a kanály. Tieto otvory sa nazývajú sacie a výfukové kanály, pričom ich povrch je drsný a nepresne tvarovaný. Práve povrch týchto kanálov spôsobuje, že pri nasávaní a vyfukovaní obsahu valca vznikajú vysoké čerpacie straty. Aby sme znížili tieto straty, je potrebné vyleštiť tieto kanály a zmeniť ich tvar, či prípadne zväčšiť ich priemer.

Priemer sacích a výfukových kanálov hlavy valcov motora je však možné zväčšiť len o pár desatín milimetrov, čo samo o sebe neprinesie takmer nič, no spolu s ďalšími úpravami hlavy valcov to motoru, respektíve výkonu motora určite prospeje. Ďalšou výhodou takejto úpravy hlavy valcov je, nie len zníženie čerpacích strát, ale aj zvýšenie objemovej (plniacej) účinnosti motora.

Objemová účinnosť motora:

Čo je to však objemová účinnosť? Objemová účinnosť motora je jednoducho pomer medzi množstvom zmesi nasatej do valca motora a teoretickým množstvom zmesi nasatej do valca motora bez strát. Objemová účinnosť atmosférického motora sa v priemere pohybuje od 50% do 90%, pričom pri určitých otáčkach dosahuje maximum a pri ďalšom zvyšovaní alebo znižovaní otáčok motora sa jeho plniaca účinnosť znižuje. Motor tak pri otáčkach maximálnej objemovej účinnosti dosahuje aj maximálny krútiaci moment a taktiež sa v tejto oblasti nachádza aj pole ideálnych otáčok motora.

Upravené sacie a výfukové kanály hlavy valcov teda zvyšujú dopravené množstvo zmesi do valcov a taktiež aj množstvo spalín odvádzaných z valcov von a tým zvyšujú výkon a hodnotu krútiaceho momentu motora. Úprava sacích a výfukových kanálov hlavy valcov sa robí pomocou elektronickej brúsky alebo technickej frézy.

Zväčšenie sediel ventilov:

Zväčšením sediel ventilov, či úpravou samotných ventilov dosiahneme opäť zníženie čerpacích strát a zvýšenie plniacej účinnosti motora. Pri zväčšovaní priemeru sediel ventilov však platí rovnaké pravidlo ako aj pri zväčšovaní sacích a výfukových kanálov hlavy valcov.

Úprava ventilov:

Samotná úprava sacích a výfukových ventilov zas spočíva v tom, že sa driek a hlava ventilu leští a hrany taniera ventilu sa zaoblujú. Ventily sa upravujú na sústruhu alebo na brúske naguľato.