Nokkenas: hoe het werkt en wat u er nog niet van wist?
De nokkenas is de as die de inlaat- en uitlaatkleppen van de verbrandingsmotor opent, waardoor het vullen of legen van de cilinders mogelijk wordt. Een nokkenas is een roterende hefboom waarop de nokken zich bevinden.
Het aantal nokken op de nokkenas is afhankelijk van het aantal cilinders in één rij van de motor en het aantal kleppen per cilinder.
Inhoud
De nokkenasfunctie in een notendop
De nokken zijn eivormig en worden in verschillende richtingen gedraaid, afhankelijk van de kleptiming van elke cilinder. Bij viertaktmotoren gaat de klep slechts één keer open tijdens twee krukasomwentelingen.
Krukas: waar dient het voor en tegen welke krachten moet het bestand zijn?
Dit betekent dat als de krukas met een snelheid van 2000 omwentelingen per minuut draait, de nokkenas slechts 1000 keer per minuut draait.
Nokkenas componenten
De nokkenas bestaat uit verschillende belangrijke componenten, waaronder:
- Camlobben: deze eivormige uitsteeksels regelen de kleptiming door op lifters of tuimelaars te drukken, die de kleppen openen.
- Nokkenaslagers: Deze lagers zorgen ervoor dat de nokkenas soepel in het motorblok of de cilinderkop kan draaien.
- Nokkenasdraaipunten: De draaipunten dienen als steunpunten voor de nokkenaslagers.
- Tandwielaandrijving of distributieketting: Deze verbindt de nokkenas met de krukas, waardoor ze goed gesynchroniseerd zijn.
Soorten nokkenassen
Er zijn drie hoofdtypen nokkenassen, elk met unieke kenmerken:
- Platte stoternokkenassen: deze nokkenassen gebruiken een vlak oppervlak op de stoter dat contact maakt met de noklob. Platte nokkenassen zijn over het algemeen goedkoper, maar hebben mogelijk een beperkt prestatiepotentieel vanwege hun lagere hefvermogen.
- Rolnokkenassen: Rolnokkenassen zijn voorzien van een rollager op de lifter in contact met de noklob, waardoor de wrijving wordt verminderd en hogere lift- en duurzaamheidsprofielen mogelijk zijn. Deze nokkenassen bieden betere prestaties, maar zijn duurder.
- Nokkenassen met variabele kleptiming (VVT): VVT-nokkenassen (variabele kleptiming) maken een soepele aanpassing van de kleptiming mogelijk, waardoor betere prestaties en efficiëntie worden geboden in een breed scala aan revoluties.
Openen en sluiten van kleppen
In het geval van de klepfunctie is het belangrijkste hoe ver de klep open staat en hoe lang deze open staat. Als we zoveel mogelijk vermogen uit de motor willen persen, moeten we zoveel mogelijk brandstof- en luchtmengsel in de cilinder krijgen. Daarom moeten de inlaatkleppen zoveel mogelijk en zo lang mogelijk geopend zijn.
Motorvermogen en koppel: welke van deze parameters is belangrijker?
De uitlaatkleppen moeten echter ook zoveel mogelijk en zo lang mogelijk geopend worden, zodat de maximale hoeveelheid uitlaatgassen uit de cilinder kan komen. De nok raakt de klepstoter niet als de klep gesloten is. Als de nokkenas draait, begint de nok tegen de klepstoter te lopen, waardoor de klepveer wordt ingedrukt en de klep opengaat.
Als de nok de klepstoter maximaal duwt, zal de klep maximaal openen. De hoogte van de bovenkant (hoogste deel) van de nok bepaalt de maximale lift van de klep. De maximale slag van de klep moet een bepaalde limiet hebben. Anders kunnen de klep en de zuiger elkaar ontmoeten, wat vervolgens kan leiden tot vernietiging van de motor.
Sharp cams: wat zijn hun voor- en nadelen?
De vorm van de nokkenasnok bepaalt de snelheid en openingstijd van de klep. Nokken met een meer ronde vorm worden scherpe nokken genoemd en zorgen er dus voor dat de klep langer open blijft.
Interessante feiten over de nokkenas
- Historische oorsprong: het concept van de nokkenas gaat terug tot oude beschavingen, waar wateraangedreven nokkenassen in verschillende machines werden gebruikt. De toepassing van nokkenassen in verbrandingsmotoren begon aan het einde van de 19e eeuw.
- Effect op het motorgeluid: het kenmerkende geluid van krachtigere motoren is vaak het resultaat van agressieve nokkenasprofielen, wat resulteert in een uniek uitlaatgeluid als gevolg van de kleptiming.
- Dubbele nokkenassen: prestatiemotoren maken vaak gebruik van een ontwerp met dubbele bovenliggende nokkenas (DOHC), wat een betere controle van de kleptiming en een hoger vermogen mogelijk maakt.
Veelgestelde vragen over nokkenas
Vraag: Hoe weet ik of mijn nokkenas versleten of beschadigd is?
Antwoord: Symptomen van een versleten of beschadigde nokkenas kunnen zijn: verminderd motorvermogen, overmatig geluid van de kleppen of een lager brandstofverbruik. Het is belangrijk om de kleppentrein grondig te inspecteren en, indien nodig, een professionele monteur te raadplegen voor diagnose.
Vraag: Is een nokkenas met een agressiever profiel altijd beter voor de prestaties?
Antwoord: niet noodzakelijkerwijs. Hoewel agressieve nokkenasprofielen het vermogen bij hoge toerentallen kunnen vergroten, kunnen het koppel en de rijeigenschappen bij lage toerentallen eronder lijden. De ideale nokkenaskeuze hangt af van het beoogde gebruik van de motor en de gewenste vermogensband.
Vraag: Hoe beïnvloedt variabele kleptiming (VVT) de prestaties van de nokkenas?
Antwoord: VVT-systemen maken het mogelijk dat de kleptiming continu wordt aangepast, wat betere prestaties en efficiëntie oplevert over een breed toerentalbereik. Deze technologie maakt een nauwkeurigere regeling van de kleppen en optimalisatie van vermogen en koppel mogelijk zonder dat dit ten koste gaat van de rijeigenschappen en het brandstofverbruik.
Conclusie
De nokkenas speelt een sleutelrol in de werking van de verbrandingsmotor, omdat deze het openen en sluiten van de kleppen regelt waardoor het lucht-brandstofmengsel de verbrandingskamer en de uitlaatgassen kan binnendringen.