Ero sivun ”Nokka-akseli” versioiden välillä
| [arvioimaton versio] | [arvioimaton versio] |
| Rivi 35: | Rivi 35: | ||
== Katso myös == |
== Katso myös == |
||
[[Sylinterinkansi]] |
*[[Sylinterinkansi]] |
||
[[Luokka:Polttomoottorit]] |
[[Luokka:Polttomoottorit]] |
||
Versio 2. kesäkuuta 2009 kello 13.03
Nokka-akseli on nykyään useimmiten sylinterinkannessa sijaitseva nelitahtisen polttomoottorin osa, joka aukoo venttiileitä ja sallii venttiilinjousien sulkea niitä.
Nokka-akselin sijainti
Moottorit voidaan jakaa kahteen ryhmään nokka-akselin sijainnin perustella:
- nykyiset moottorit ovat yleensä OHC-moottoreita (engl. overhead camshaft, (männän)pään yläpuolinen nokka-akseli)
- moottorit, joiden nokka-akseli sijaitsee sylinterilohkossa, ns. työntötankokoneet (OHV, engl. overhead valve), jotka alkavat olla jo pääosin historiaa.
Toiminta
Nokka-akseli saa käyttövoimansa kampiakselilta joko suoraan hammaspyörien välityksellä tai sitä pyöritetään jakoketjulla tai yhä useammin jakohihnalla.
Nokka-akselin ohjaamat imu- ja pakoventtiilit mahdollistavat sylinterin palotilan kaasunvaihdon eri tahtien aikana. Yleensä nokka-akselin nokka ohjaa venttiilin karaa venttiilinnostajan (aikaisemmin keinuvivun) avulla.
Nokka-akseli avaa kunkin venttiilin kerran kahden kampikierroksen aikana, joten nokka-akseli pyörii puolella nopeudella kampiakseliin nähden. Nokka-akseleita voi olla rivimoottorissa korkeintaan kaksi kappaletta, V-mallin koneissa neljä. Mikäli käytetään kahta nokka-akselia sylinteriryhmää kohti (DOHC), toinen huolehtii pako- ja toinen imuventtiileiden käytöstä. (imu- ja pakonokka-akseli)
Nokan geometria
Nokka-akselin nokan geometrialla (profiililla) voidaan vaikuttaa venttiilien avautumisnopeuteen ja aukioloaikaan. Parantuneen kaasunvaihdon ansiosta moottorin teho lisääntyy, mutta tehohuippu usein siirtyy korkeamman kierrosluvun alueelle ja alakierrosten vääntömomentti vähenee.
Sarjatuontomoottoreissa käytetään mahdollisimman tasapainoista nokkaa. Moottoreiden virittäjät koneistavat nokka-akselia siten, että nokan profiilia jyrkentämällä lisätään venttiilin avautumis- ja myös sulkeutumisnopeutta. Viritysosana saatavilla olevissa nokka-akseleissa on usein myös lisätty nokan huipun pituutta ts. venttiilien aukioloaikoja. Noston korkeutta voidaan harvoin lisätä merkittävästi. Kiristyneet päästönormit ja toisaalta moottoritekniikan kehitys ovat johtaneet järjestelmiin joissa venttiilien ajoitusta kyetään säätämään portaattomasti ajotilanteen mukaan. Yksi tällainen on Toyotan kehittämä VVT-i.
Nokan nostavan syrjän profiilin jyrkkyydellä on käytännön rajansa, joka johtuu ennen kaikkea venttiilikoneiston massahitausvoimista. Joskus nokan nostava syrjä on hieman lievemmin jyrkkä, kuin sulkeva syrjä, jolloin puhutaan epäsymmetrisestä nokasta.
Viritysmoottoreissa nokka-akselin nokan vastinpinta saatetaan korvata hyvin laakeroidulla rullalla (ns. rullanokka), jolla lievennetään kasvavien kiihtyvyyksien ja massahitausvoimien seurauksena syntyviä liian suuria pintapaineita, jotka johtaisivat poikkeuksellisen ennenaikaiseen kulumiseen ja välittömiin vaurioihin.
Kilpamoottoreissa venttiilikoneiston massahitausvoimia voidaan vähentää natrium-täytteisillä venttiileillä ja venttiilien sulkeutumisnopeutta lisätä joko vahvemmilla venttiilinjousilla tai tuplajousilla.
Venttiilien limitys – overlapping
Koneistettua nokka-akselia käytettäessä on huomioitava ilmiö nimeltään overlapping, joka tarkoittaa imu- ja pakoventtiilin yhteistä aukioloaikaa.
Hyvin paljon viritetyissä koneissa overlap saattaa olla jopa kymmeniä asteita. Tällainen moottori toimii hyvin ainoastaan suurilla kierroksilla (yli 8000 kierrosta minuutissa). Tällöin myös tietyissä tilanteissa (esimerkiksi voimakas moottorijarrutus) menee huomattavasti palamatonta polttoainetta pakoputkistoon ja se näkyy voimakkaana liekkinä pakoputken päässä.