Nopeudella 3 000 rpm, nelitahtimoottori suorittaa 1 500 polttosykliä sylinteriä kohden joka minuutti. Jokaisen imu- ja pakoventtiilin tulee avautua ja sulkeutua tarkasti määritellyssä kampikulmassa, tuhansia kertoja minuutissa, ilman, että se poikkeaa edes asteen murto-osasta. Tästä kurinalaisuudesta vastaava komponentti on nokka-akseli. Se ei vain työnnä venttiilejä auki; se päättää, milloin ne avautuvat, kuinka pitkälle ne avautuvat ja kuinka kauan ne pysyvät auki. Nämä kolme päätöstä määrittelevät moottorin tehoalueen, polttoainetalouden, päästöt ja tyhjäkäynnin laadun. Tässä artikkelissa kerrotaan, kuinka nokka-akseli ohjaa moottorin venttiilien ajoitusta, mitä tärkeimmät ajoitusparametrit tarkoittavat käytännössä ja miksi valmistuksen tarkkuus on erottamaton ajoituksen tarkkuudesta.
Nokka-akseli ohjaa venttiilin ajoitusta muuntamalla oman pyörimisensä tarkasti ajoitetuksi venttiililiikkeeksi, ja kampiakseli määrittää tämän aikataulun kiinteällä 2:1-välityssuhteella.
Perinteisessä nelitahtimoottorissa kampiakseli pyörii kahdesti jokaisessa täydessä syklissä: imu, puristus, teho, pako. Nokka-akseli pyörii kerran samassa ajassa. Jakoketju, hihna tai hammaspyöräsarja lukitsee kaksi akselia yhteen, joten nokka-akselin asento on aina kampiakselin asennon tunnettu funktio. Jos suhde muuttuu tai jos ketjun venytys muuttaa suhdetta, venttiilit avautuvat ja sulkeutuvat väärissä männän asennoissa, mikä aiheuttaa tehon menetyksen tai jopa männän ja venttiilin välisen kosketuksen.
Jokaista venttiiliä ohjaa nokka-akselissa oleva erillinen keila. Kun nokka-akseli pyörii, keilan profiili – pohjaympyrä, avautuva kylki, nokka ja sulkukylki – työntää nostinta tai nosturia, joka siirtää liikkeen suoraan toimivan kauhan tai keinuvivun kautta. Venttiilin jousi palauttaa venttiilin istukkaan, kun keila vapauttaa sen. Keilan muoto, ei pyörimisnopeus, määrittää ajoituksen allekirjoituksen.
Kolmella keilan parametrilla on eniten merkitystä: nosto, kesto ja vaiheistus. Ne kaskadoivat läpi moottorin käyttäytymisen kaikki osa-alueet, tyhjäkäynnistä huipputehoon.
Nosto on suurin etäisyys, jonka venttiili siirtyy pois istukasta, mitattuna millimetreinä tai tuuman tuhannesosina. Suurempi nosto päästää enemmän ilmaa sylinteriin, mutta se lisää myös venttiilisarjan rasitusta ja vaatii jäykemmät venttiilijouset estämään venttiilin kellumisen suurilla moottorin nopeuksilla.
Kesto on kampiakselin asteiden lukumäärä, jonka aikana venttiili pysyy pois istukasta. Pidempi kesto antaa sylinterille enemmän aikaa täyttyä tai tyhjentää, mikä tukee korkean kierrosluvun tehoa, mutta yleensä se siirtää tehoaluetta ylöspäin ja heikentää vääntömomenttia alhaisella nopeudella. Varastokamera, jolla on lyhytaikainen joutokäynti sujuvasti; kilpakamera, joka toimii pitkään joutokäynnillä karkeasti, koska imu- ja pakotapahtumat vuotavat toisiinsa.
Keilan erotuskulma (LSA) on saman sylinterin imu- ja pakoputkien keskilinjojen välinen kulma. Tiukempi LSA lisää venttiilien päällekkäisyyttä - ajanjaksoa lähellä yläkuolokohtaa, kun molemmat venttiilit ovat osittain auki. Päällekkäisyys auttaa pakokaasujen poistamisessa suurilla moottorin kierrosnopeuksilla, mutta heikentää joutokäynnin vakautta ja alhaisten kierroslukujen tehokkuutta. Ajoituspisteet on yleensä mitoitettu määritetyllä venttiilinkorkeudella, yleensä 0,05 tuumaa (1,27 mm), joten eri toimittajien nokkeja voidaan verrata tasapuolisesti.
| Parametri | Mitä se määrittelee | Käytännön vaikutus |
|---|---|---|
| Nosta | Suurin venttiilin avautumisetäisyys | Suurempi nosto lisää ilmavirtausta, mutta lisää venttiilisarjan jännitystä |
| Kesto | Käännä astetta venttiili pysyy auki | Pidempi kesto pidentää korkean kierrosluvun tehoaluetta |
| Loen erotuskulma | Imu- ja poistokeilan keskipisteiden välinen kulma | Tiukempi LSA lisää päällekkäisyyttä ja huippuluokan vastetta |
| Päällekkäisyys | Aika, jolloin molemmat venttiilit ovat osittain auki | Lisää päällekkäisyyksiä auttaa siivoamisessa, mutta heikentää tyhjäkäynnin laatua |
| Kameran vaiheistus (VVT) | Nokan ajoitussiirto kammen suhteen | Sopeuttaa ajoituksen moottorin kierrosnopeuteen ja kuormitukseen |
Imuventtiilit eivät aukea tarkasti yläkuolopisteessä, ja pakoventtiilit eivät sulkeudu tarkasti alakuolokohdassa. Tuotantonokka-akseleita on tarkoituksella edistetty tai hidastettu männän asennon suhteen kaasuvirtauksen inertian hyödyntämiseksi.
Imuventtiilit avautuvat tyypillisesti 10-30 astetta ennen yläkuolokohtaa ja sulkeutuvat 40-70 astetta alakuolokohdan jälkeen. Myöhäinen imuaukon sulkeminen käyttää sisään tulevan ilman vauhtia täyttämään sylinterin sen jälkeen, kun mäntä on alkanut nousta. Poistoventtiilit avautuvat 40-70 astetta ennen alakuolokohtaa ja sulkeutuvat 10-30 astetta yläkuolokohdan jälkeen. Varhainen pakokaasun avaaminen korvaa hieman laajennustyötä lisää aikaa palamiskaasujen poistamiseen ennen seuraavan imuiskun alkamista.
Tämän seurauksena imu- ja pakotapahtumat menevät päällekkäin yläkuolokohdan lähellä. Lievä henkilöautomoottori voi kantaa vain 20–40 astetta päällekkäisyyttä, kun taas suorituskykyinen moottori, jolla on laaja tehoalue, voi käyttää 60 astetta tai enemmän. Keilaprofiili ja asennettu vaiheistus yhdessä asettavat nämä numerot. Siksi venttiilin ajoitusta voidaan säätää vaihtamalla nokka-akselia tai kiertämällä VVT-nokka-akselia kampiakseliin nähden koskematta sylinterinkanteen.
Venttiilin ajoitus on vain niin tarkka kuin nokka-akseli ja sen asemottava käyttöjärjestelmä. Kulunut keila vähentää nostoa ja hidastaa avautumisramppia, leikkaa ilmavirtaa ja siirtää tehokaistaa. Venytetty jakoketju hidastaa nokka-akselia suhteessa kampiakseliin, viivyttää venttiilitapahtumia ja lisää päällekkäisyyttä syklin väärässä osassa. Oireita ovat karkea tyhjäkäynti, heikko vääntömomentti, korkeampi polttoaineenkulutus ja pahimmassa tapauksessa mäntä-venttiili kosketus, jos ajoitus hyppää tarpeeksi pitkälle.
Runout on vähemmän ilmeinen ajoitusvirheen lähde. Jos nokka-akseli on taipunut tai sen laakeritapit on hiottu keskipisteen ulkopuolella, kunkin keilan tehollinen ajoitus muuttuu akselin pyöriessä. Tuotantomääritykset pitävät laakereiden tyypillisesti alle 0,02 mm:n (0,0008 tuumaa), koska pienetkin virheet aiheuttavat epävakaata venttiilin liikettä ja epätasaista keilan kulumista.
Moottoripyörien nokka-akselit kohtaavat saman ongelman suuremmalla toistotiheydellä. Koska venttiilitapahtumat 8 000 - 12 000 rpm tapahtuvat suunnilleen kaksi kertaa nopeammin kuin useimmissa automoottoreissa, pienestä keila- tai loppuvirheestä tulee ilmeinen sytytyskatkos keskinopeudella. A Yamaha moottoripyörän nokka-akseli Varustettu tarkalla keilasymmetrialla ja kontrolloidulla pinnan viimeistelyllä pitää tapahtumat vakaina koko kierroslukualueella.
Moottoripyörän nokka-akselin tukkumyynti-YAMAHA-4GT-E2170-01 Toimittajat, valmistajat, Comp ANHUI KORBOR MACHINERY CO., LTD. Onko Kiinan tukkumyynti YAMAHA-moottoripyörän nokka-akseli-4GT-E2170-01 toimittajat, valmistajat ja yritys, tarjoamme... Näytä tuote → Monet moottorit eivät enää ole riippuvaisia kiinteästä nokka-akselin asennosta. Variable valve timing (VVT) -järjestelmät pyörittävät nokka-akselia suhteessa kampiakseliin moottorin käydessä käyttämällä öljynpainetta tai sähköisiä toimilaitteita nokka-akselin siirtämiseen kontrolloidulla määrällä, tyypillisesti 20-60 astetta vaiheistusastetta. Moottorin ohjausyksikkö siirtää imunokka-akselia alhaisilla ja keskinopeuksilla parantaakseen vääntömomenttia ja hidastaa sitä sitten suurilla nopeuksilla huippuluokan tehon säilyttämiseksi. Jotkut mallit myös vaiheittavat pakokaasun nokka-akselia tai käyttävät kytkinnostoja valitakseen kahden erillisen nostoprofiilin välillä.
VVT muuttuu, kun keilaprofiilia sovelletaan männän suhteen; se ei poista tarkan keilan geometrian tarvetta. Nokka-akselin perustarkkuus määrittää, kuinka siististi moottori käy. Jos keilan profiileja, keilan välistä etäisyyttä ja tappien kulkua ei pidetä toleranssissa, nokka-akselin eteneminen ja hidastaminen vain siirtää epätarkan kuvion.
Eurooppalaiset moottorit, joissa on pankkien välinen VVT, ovat hyvä esimerkki: nokka-akselin on myös vastattava laukaisupyörän ja moottorin ohjausmoduulin lukemia anturiominaisuuksia. A VW nokka-akseli joka jättää nämä tiedot huomiotta, asettaa vikakoodit, vaikka keilan profiili olisi muuten oikea.
Auton nokka-akselin tukku-VW-KB-337 toimittajat, valmistajat, yritys ANHUI KORBOR MACHINERY CO., LTD. Onko Kiinan tukkumyynti VW-auton nokka-akseli-KB-337 toimittajat, valmistajat ja yritys, tarjoamme VW-auton nokka-akselin... Näytä tuote → Venttiilien ajoitus on suunnitteluaihe paperilla, mutta siitä tulee valmistusaihe tuotantolinjalla. Keilaprofiili suunnitteluohjelmistoissa on vain ihanteellinen muoto, kunnes työstökone ja lämpökäsittelysykli tuottavat sen toleranssin rajoissa. Pienet vaihtelut keilan profiilissa, keilan välissä ja tapin samankeskisyydessä muuttuvat suoraan sylinterien välisiksi ajoituseroksi.
KORBOR on valmistanut nokka-akseleita ainoana tuotesarjanaan yli 25 vuoden ajan, ja se kattaa yli 800 auton ja 600 moottoripyörän nokka-akselimallia laitoksessa, joka ulottuu aihiovalusta valmiiseen maaosaan. Yrityksellä on käytössä IATF16949:2016 laatujärjestelmä, jonka tuotantofilosofia on nollavika ja se yhdistää seosvalinnan karkaisuun, hiiletykseen ja karkaisuun kovuuden ja kulutuskestävyyden ylläpitämiseksi mittavakauden menettämättä. Moottorinrakentajille ja osien jälleenmyyjille näillä yksityiskohdilla on merkitystä, koska painotoleranssinsa täyttävä nokka-akseli takaa suunnitellun ajoitustapahtuman venttiilissä.
A Toyota auton nokka-akselin vaihto Esimerkiksi, sen on toistettava alkuperäinen keilaprofiili ja tappigeometria samoissa rajoissa, jotta tehtaan ajoitusketju ja VVT-toimilaite toimivat tarkoitetuissa kammen kulmissa. Sama periaate pätee jokaiseen moottoriperheeseen: mitä johdonmukaisempi koneistus ja lämpökäsittely, sitä paremmin moottori käyttäytyy ajoitusspesifikaatioiden mukaan.
Auton nokka-akselin tukku-TOYOTA-KB-014 Toimittajat, valmistajat, yritys ANHUI KORBOR MACHINERY CO., LTD. Onko Kiinan tukkumyynti TOYOTA-auton nokka-akseli-KB-014 toimittajat, valmistajat ja yritys, tarjoamme TOYOTA-auton ... Näytä tuote → Kun ymmärrät, kuinka nokka-akseli ohjaa venttiilin ajoitusta, voit kysyä oikeat kysymykset valitessasi vaihto- tai suorituskykyistä nokka-akselia. Mitä tulee tarkistaa ennen ostamista:
Paperilla aggressiiviselta näyttävä keilaprofiili, joka on hiottu huolimattomilla avautumisrampeilla, ei toimita suunniteltuja ajoitustapahtumia venttiilissä. Toimittajat, joilla on pitkä kokemus pelkästä nokka-akselista ja joilla on dokumentoitu laatujärjestelmä, ovat paremmassa asemassa pitämään nämä toleranssit erän jälkeen. KORBORin 25 vuotta pelkän nokka-akselin valmistusta ja sen IATF16949-sertifioitu laatujärjestelmä ovat käytännöllinen takuu jokaisen tuottaman keilaprofiilin takana. Lukijat, jotka haluavat laajemman katsauksen siihen, miten nokka-akseli sopii suurempaan venttiiliketjuun, voivat jatkaa tällä auton nokka-akselin ajoitusjärjestelmän opas .