Πως λειτουργεί: Τετραβάλβιδες κεφαλές.

Οι πολυβάλβιδες κεφαλές αποτελούν πλέον κάτι το κοινότυπο, ειδικά σε κινητήρες μοτοσικλετών όπου και έχουν καθιερωθεί εδώ και περισσότερο από μία εικοσαετία. Εκτός από τις γνωστές τετραβάλβιδες, λοιπόν, υπάρχουν και τριβάλβιδες, διβάλβιδες, πενταβάλβιδες, αλλά και οκταβάλβιδες. Οι αρχαίοι ημών πρόγονοι, όντας σοφοί, υποστήριζαν πως "ουκ εν τω πολλώ το ευ" και πού να φαντάζονταν τότε που αλλού θα έβρισκε εφαρμογή το γνωμικό αυτό... Οι κινητήρες μοτοσικλετών πάντοτε βρίσκονταν ένα βήμα μπροστά από αυτούς των αυτοκινήτων για έναν απλούστατο λόγο: Οι μοτοσικλέτες, λόγω περιορισμένου όγκου, είναι αναγκασμένες να έχουν κινητήρες μικρού κυβισμού, κάτι που σημαίνει ότι, για να αποκτήσεις μία "αξιοπρεπή" ισχύ, όταν η χωρητικότητα είναι περιορισμένη, πρέπει αναγκαστικά να αυξήσεις την ποσότητα του καυσίμου που καίγεται στη μονάδα του χρόνου. Η ποσότητα του καυσίμου μπορεί να αυξηθεί, είτε "μπουκώνοντας" με κάποιο τρόπο τον κύλινδρο σε κάθε κύκλο, είτε αυξάνοντας τον ίδιο τον αριθμό των κύκλων, δηλαδή ανεβάζοντας τις στροφές του κινητήρα. Ενίοτε, χρησιμοποιούνται και οι δύο παραπάνω τρόποι, ταυτόχρονα. Η ίδια η αρχή λειτουργίας των κινητήρων εσωτερικής καύσης ορίζει ότι, ένα μοτέρ πρέπει να έχει τουλάχιστον δύο βαλβίδες σε κάθε κύλινδρό του: μία εισαγωγής και μία εξαγωγής. Οι περισσότερες των δύο, βαλβίδες ήρθαν για να εξυπηρετήσουν αυτή ακριβώς την προσπάθεια αύξησης ισχύος-απόδοσης. Θέλοντας οι σχεδιαστές να "μπουκώσουν" με καύσιμο τον κύλινδρο, μεγάλωσαν αρχικά τη διάμετρο της βαλβίδας εισαγωγής. Το πόσο μπορεί να μεγαλώσει, αυτή η διάμετρος όμως, περιορίζεται από τη συνολική διάμετρο του θαλάμου καύσης που δεν είναι πολύ μεγάλη. Έτσι, η μία μεγάλη βαλβίδα εισαγωγής αντικαταστάθηκε με δύο μικρότερες που χωράνε ευκολότερα σε θάλαμο καύσης της ίδιας διαμέτρου και συνολικά έχουν ακόμη μεγαλύτερο εμβαδόν. Οι βαλβίδες έγιναν τρεις (δύο εισαγωγής, μία εξαγωγής) και αμέσως μετά τέσσερις (δύο εισαγωγής, δύο εξαγωγής), αφού ό,τι μπαίνει, πρέπει και να βγαίνει. Με την τοποθέτηση τεσσάρων μικρών βαλβίδων, αντί για δύο μεγάλων σε κάθε κύλινδρο, ήρθαν και κάποια άλλα πλεονεκτήματα. Μία μικρή βαλβίδα έχει μικρότερη μάζα από μία μεγάλη, οπότε μπορεί να κινηθεί σε μεγαλύτερους ρυθμούς περιστροφής. Έτσι, μπορούν να ανέβουν οι στροφές του κινητήρα, αυξάνοντας ακόμη περισσότερο την απόδοση, χωρίς να υπάρχει περιορισμός από το σύστημα κίνησης των βαλβίδων. Επίσης, η αύξηση του συνολικού εμβαδού των βαλβίδων είναι μεγαλύτερη, ούτως ώστε να μπορούν να τοποθετηθούν ηπιότεροι εκκεντροφόροι (μικρότερο βύθισμα των βαλβίδων). Ηπιότεροι εκκεντροφόροι σημαίνει καλύτερη ροπή στις μεσαίες στροφές. Δηλαδή, μ΄ ένα σμπάρο δυο τρυγόνια! Τα πλεονεκτήματα, όμως, δε σταματούν εδώ. Με τέσσερις βαλβίδες σε κάθε θάλαμο καύσης, το μπουζί έρχεται και τοποθετείται στο κέντρο, δηλαδή στην ιδανική θέση, καθώς ισαπέχει από τις δύο βαλβίδες εισαγωγής, κάνοντας γρηγορότερα (= καλύτερα) την καύση. Γρηγορότερη καύση σημαίνει μικρότερο αβάνς και ακόμη μεγαλύτερο περιθώριο αύξησης των στροφών. Αντιμετωπίζοντας... χοντρικά όλα τα παραπάνω, εύκολα θα μπορούσε κάποιος να συμπεράνει ότι με πέντε βαλβίδες στον κύλινδρο, υπάρχει ακόμη καλύτερη βελτίωση. Δεν είναι όμως έτσι. Με πέντε βαλβίδες στον κύλινδρο (τρεις εισαγωγής, δύο εξαγωγής), πράγματι αυξάνεται ακόμη περισσότερο το συνολικό εμβαδόν εισαγωγής του μείγματος, αλλά τα πλεονεκτήματα μάλλον σταματούν εκεί. Για να μπορέσουν να κινηθούν τρεις βαλβίδες από έναν εκκεντροφόρο, τοποθετούνται ανομοιόμορφα (δεν έχουν την ίδια γωνία). Επίσης, με το μπουζί αναγκαστικά στο κέντρο (αφού δεν υπάρχει αλλού χώρος), η μεσαία βαλβίδα βρίσκεται κοντύτερα σε αυτό από τις δύο ακριανές. Το αποτέλεσμα είναι να μην γίνεται ομοιόμορφη καύση και να απαιτείται μεγαλύτερος στροβιλισμός του μείγματος. Παράλληλα, για να χωρέσουν πέντε ή περισσότερες βαλβίδες, αναγκαστικά "στριμώχνονται" στην εξωτερική περιφέρεια του κυλίνδρου, δηλαδή μακρύτερα από το μπουζί σε σχέση με τις τέσσερις. Η καύση χρειάζεται περισσότερο χρόνο για να ολοκληρωθεί, οπότε οι στροφές δεν μπορούν να αυξηθούν τόσο, όσο σε έναν τετραβάλβιδο. Το αποτέλεσμα είναι, ο πενταβάλβιδος να αποδίδει μικρότερη ισχύ από τον τετραβάλβιδο, αλλά καλύτερη ροπή.