Konstrukce motoru II.

Válec, blok válců
Kolik toho asi lze navyprávět o jednoduchém válci? I když se budeme prozatím přísně držet jen válce nebo válců čtyřdobého motoru, lze toho poznat více, než by se od obyčejné díry pro píst dalo čekat. Válec motoru je činnou částí (ohraničuje spalovací prostor, vede píst, tvoří kluznou plochu pro píst s kroužky a zabezpečuje odvod tepla z nich) a musí odolávat namáhání z vysokých tlaků a teplot, korozi z chemických procesů spalování, opotřebení otěrem a zhoršeným podmínkám pro mazání v mezních teplotních režimech.
Dříve byly válce odlévány převážně ze snadno dostupné a obrobitelné šedé litiny s vysokým obsahem grafitu, která navíc poskytovala dobré podmínky pro tření mezi pístem a pístními kroužky se stěnou válce a dobře tlumila hluk. Jenže litina je těžká a její tepelná vodivost není nejlepší. V současnosti se s ní v motocyklové konstrukci jako s materiálem pro válec motoru už nesetkáme.

Hliník, respektive jeho slitiny, které ji nahradily, jsou lehké, snadno se zpracovávají a dobře odvádějí teplo, jenže mají větší tepelnou roztažnost, špatně tlumí hluk a především neumožňují pohyb pístu s kroužky přímo po svém povrchu. Donedávna se proto do hliníkových válců zalisovávaly nebo zalévaly litinové nebo ocelolitinové válcové vložky. Dnešek patří povlakování válců tvrdými vrstvami keramiky s rozličným obchodním označením, přičemž jde většinou o porézní plochu karbidů křemíku, která výborně odolává opotřebení a skýtá dobré podmínky pro vytvoření souvislého olejového filmu. Přitom jde dolů i hmotnost. Tepelná roztažnost se dá udržet na uzdě správnou volbou směsi pro slitinu lehkých kovů a mechanický hluk dnes už převážně kapalinou chlazeným motorům nečiní potíže.U řadových motorů současných motocyklů jsou válce odlity v jediném bloku, ostatní konstrukce mají válce buď samostatné, nebo v blocích po dvou či třech podle koncepce pohonné jednotky. U nejmodernějších motorů jsou válce vytvořeny v jediném odlitku s motorovou skříní, což zvyšuje tuhost odlitku a snižuje hmotnost o množství dlouhých upevňovacích závrtných šroubů. Jelikož je žádoucí chladit jen horní pracovní část válce, je prostor pro vodní plášť u jiných konstrukcí vytvořen jen v této části a zbytek je zapuštěn do vysoko vytaženého hrdla motorové skříně. Důvodem je opět tuhost a zkrácení šroubů.

V historii často používané krátké šrouby, držící válec za patu na motorové skříni, konstruktéři opustili ve prospěch dlouhých průběžných šroubů, držících zároveň hlavu válce (válců). Krátké šrouby bývají dnes už jen pomocné. Důvodem je tepelná roztažnost. Po zahřátí takového válce na pracovní teplotu se totiž hlava na válci přespříliš vzdálila do osy klikového hřídele, což nesvědčí ventilovému rozvodu, jedno zda OHV či OHC. Druhým důvodem je, že montáž válce za patu nesplňuje zpravidla už dříve zmíněnou podmínku přenosu sil z hlavy co nejpřímější cestou do hlavních ložisek klikového hřídele.Odlitek válce nebo bloku válců čtyřdobého motoru bývá u současných konstrukcí odlit vcelku se šachtou ventilového pohonu, pokud není tento zakryt samostatnými plastovými díly (např. Ducati). Ta zahrnuje zároveň i montážní místa pro vedení a napínání rozvodového řetězu či řidčeji řemenu.

Z hlediska oprav jsou příznivější válce se zalisovanou litinovou vložkou, která se dá i několikrát přebrousit na nový pracovní rozměr, případně celá vyměnit. Moderní válec s keramickou pracovní plochou se dá někdy repasovat nanesením nové vrstvy, v jiných případech se musí vyměnit. Co do výkonu jsou vhodnější keramické povrchy, snášející vysoká zatížení a poskytující optimální podmínky mazání. Konstruktéři výkonných motorů tuto výhodu navíc kombinují s různým povlakováním pístů pro snížení tření (viz kapitola Ztráty třením).
Válec může být vůči skříni těsněn u starších motorů běžným papírovým těsněním, u novějších konstrukcí kovovým nebo metaloplastickým. Vůči hlavě situaci komplikují střídající se tlaky a vysoké teploty. Zde se používají metaloplastická anebo vícevrstvá kovová těsnění, která mnohem lépe vedou teplo z hlavy do válce.

Zdroj: Supermoto 08/09