AUTORIDE

Nokkenas: hoe het werkt en wat u er nog niet van wist?

Camshaft
Veröffentlicht am Übersetzt mit Hilfe von KI aus unserem Originalartikel (Quelle: autoride.io)

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.

Inhaltsverzeichnis

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.

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

Camshaft

De nokkenas bestaat uit verschillende hoofdcomponenten, waaronder:

  • Nokkenlobben: 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 kan draaien in het motorblok of de cilinderkop.
  • 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 stoter-nokkenassen: deze nokkenassen hebben een plat oppervlak op de stoter dat contact maakt met de nok. Nokkenassen met platte nokken zijn over het algemeen goedkoper, maar hebben mogelijk een beperkt prestatiepotentieel vanwege hun lagere hefvermogen.
  • rolnokkenassen: rolnokkenassen hebben een rollager op de hefinrichting die in contact staat met de noklob, waardoor wrijving wordt verminderd en hogere hef- en duurprofielen mogelijk zijn. Deze nokkenassen bieden betere prestaties maar zijn duurder.
  • Nokkenassen met variabele kleptiming (VVT): VVT-nokkenassen (variabele kleptiming) zorgen voor een soepele afstelling van de kleptiming, waardoor betere prestaties en efficiëntie worden geleverd in een brede bereik van revoluties.

Openen en sluiten van kleppen

Animation showing continuous rotating cams

In het geval van de klepfunctie is het belangrijkste hoeveel de klep open is en hoe lang deze open is. Als we zoveel mogelijk kracht 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 worden geopend.

De uitlaatkleppen moeten echter ook zoveel mogelijk en zo lang mogelijk open staan, zodat er zoveel mogelijk uitlaatgassen uit de cilinder kunnen. 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 opent.

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 zouden de klep en de zuiger elkaar kunnen ontmoeten, wat vervolgens kan leiden tot vernietiging van de motor.

De vorm van de nokkenasnok bepaalt de snelheid en openingstijd van de klep. Nokken met een meer afgeronde vorm worden scherpe nokken genoemd en zorgen ervoor dat de klep langer open kan staan.

Interessante feiten over de nokkenas

  • Historische oorsprong: het concept van de nokkenas gaat terug tot oude beschavingen, waar door water aangedreven 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 kleptiming.
  • Dubbele nokkenassen: Prestatiemotoren maken vaak gebruik van een ontwerp met dubbele bovenliggende nokkenas (DOHC), wat zorgt voor een betere controle van de kleptiming en een hoger vermogen.
DOHC cylinder head with intake camshaft highlighted in blue

Veelgestelde vragen over nokkenassen

V: 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 klepbediening of een lager brandstofverbruik. Het is belangrijk om de kleppentrein grondig te inspecteren en, indien nodig, een professionele monteur te raadplegen voor diagnostiek.

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 daaronder lijden. De ideale nokkenaskeuze hangt af van het beoogde gebruik van de motor en de gewenste vermogensklasse.

Vraag: Hoe beïnvloedt variabele kleptiming (VVT) de prestaties van de nokkenas?

Antwoord: VVT-systemen maken het mogelijk de kleptiming continu aan te passen, wat zorgt voor betere prestaties en efficiëntie 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 regelt van de kleppen waardoor het lucht-brandstofmengsel de verbrandingskamer en de uitlaatgassen kan binnendringen.