Distributie van 4-takt motoren

nokkenas voor klepbediening

Distributie, samengesteld uit kleppen en een of meer nokkenassen, vormt het hart van een 4-taktmotor. Daarop zijn de prestaties van de motorfiets gebaseerd.

Om het gesynchroniseerd openen en sluiten van de kleppen te regelen, wordt een nokkenas gebruikt, dat wil zeggen een roterende as waarop excentrieken zijn gemonteerd, die de kleppen zullen duwen zodat ze zinken en openen wanneer de tijd rijp is. De klep wordt niet altijd direct door de nokkenas aangestuurd (zekeringen). Het hangt inderdaad allemaal af van hun relatieve positie. Bij de eerste 4-taktmotoren werden de kleppen aan de zijkant, met de kop naar boven, aan de zijkant van de cilinder geïmplanteerd. Ze werden vervolgens rechtstreeks bediend door de nokkenas, die zelf dicht bij de as van de krukas was geplaatst.

Gas geïntroduceerd in Milaan in 2007, een prototype van een motorfiets uitgerust met een testmotor met zijkleppen. Een uiterst eenvoudige en compacte oplossing, die doet denken aan het verleden, die niet of nauwelijks op een motorfiets is gezien sinds Harley's "Flathead" stopte in 1951.

Van zijflappen tot topflappen…

Het systeem, heel eenvoudig, had het nadeel van een "vervormde" verbrandingskamer, aangezien de kleppen naast de cilinder kwamen. Dit werd beïnvloed door de prestaties van de motor en er werden snel "kleppen vooraan" geïnstalleerd. Een term uit een vertaling, aangezien de cilinderkop in veel vreemde talen "kop" wordt genoemd: bijvoorbeeld Engels, Duits, Italiaans. In de specificaties, en soms direct op de carters, zie je de Engelse afkorting "OHV", wat "Head valves" betekent, kleppen in de kop. De afkorting is nu achterhaald, die alleen op grasmaaiers te vinden is als verkoopargument...

Kan beter...

Om de verbrandingskamer compacter te maken, werden de kleppen daarom gekanteld om ze terug te brengen naar de verticaal van de cilinder en de zuiger. Toen hadden we het over "fuck" motoren. Verbranding verhoogde efficiëntie. Omdat de nokkenas echter op dezelfde plaats bleef, moesten er lange stangen worden geïmplanteerd om de kleppen te regelen, en vervolgens tuimelaars (scalmers) om de opwaartse druk van de nokken om te keren, waardoor de kleppen omlaag gingen.

In het relatief verre verleden werd deze vorm van distributie nog vooral toegepast op Engelse (jaren '60-'70) en Italiaanse (Moto Guzzi) motorfietsen.

OHV dan OHC

De enkele ACT-motoroplossing (kopnokkenas) werkt nog steeds goed voor enkele cilinders die niet op te hoge snelheden draaien, zoals de 650 XR hier.

Het gewicht en het aantal bewegende delen doen echter dubbel pijn aan de zoektocht naar kracht. Inderdaad, hoe sneller de kleppen openen en sluiten, hoe langer ze open kunnen blijven, wat bijdraagt ​​​​aan het vullen van de motor, dus zijn koppel en vermogen. Evenzo, hoe sneller een motor draait, hoe meer "explosies" hij geeft en dus hoe krachtiger hij is. Maar massa, de vijand van versnelling, deze zware en complexe systemen waren nauwelijks effectief voor heen en weer bewegingen. We hadden zelfs het idee om de nokkenas in de cilinderkop te verhogen ("in de kop" dus...) om de lange en zware tuimelaars te elimineren. In het Engels hebben we het over "Inverted Camshaft", kortweg OHC. De technologie is eindelijk nog steeds relevant aangezien Honda (en Aprilia) het nog steeds consequent gebruiken, met enkele aanpassingen genaamd "Unicam".

Unicam

De Unicam Honda heeft maar één ACT die direct de inlaatkleppen aanstuurt, terwijl de kleinere, dus lichtere, uitlaatkleppen gebruik maken van hellingen.

Volgende week gaan we de dubbele ACT onder de loep nemen...

Box: wat is kleppenpaniek?

Dit fenomeen is vergelijkbaar met wat er gebeurt als een leger achter een brug stapt. De frequentie van stappen wekt de structuur van de brug op met een snelheid die overeenkomt met zijn eigen resonantiemodus. Dit resulteert in een zeer grote verplaatsing van de brug en uiteindelijk de vernietiging ervan. Met distributie is het net zo. Wanneer de aandrijffrequentie van de nokkenas de frequentie van het klepopenings- en sluitmechanisme bereikt, reageert het systeem. Dit leidt dan tot ongecontroleerde klepbewegingen die het nokkenasprofiel niet meer volgen. In feite sluiten ze niet meer als de zuiger omhoog gaat... en bing, hij raakt, waardoor de motor kapot gaat. Hoe lager de distributiemassa, hoe hoger de resonantiefrequentie en dus afwijken van het motortoerental (d.w.z. de snelheid waarmee het kan draaien). CQFD.