Nokka-akseli on kriittinen moottorin perustoiminnon kannalta. Koostuu kahdesta erillisestä osasta, kamerat ja akseli, nokka-akseli on elementti, joka mahdollistaa venttiilien avautumisen. Kun akseli pyörii, munanmuotoiset nokat (tai "keilat") työntävät venttiilit auki synkronoituna kampiakselin vaihteen kanssa.
Nokka-akselin tunnistaminen
Nykyaikaisissa overhead-cam (OHC) -moottoreissa nokka-akseli sijaitsee sylinterinkannessa. Yksittäisissä OHC-moottoreissa (SOHC) on yksi nokka per parkki, yleensä asennettuna venttiilivarsien väliin. Keinuvarret välittävät SOHC-liikkeen venttiileille. Dual OHC (DOHC) -moottoreissa on kaksi nokkaa per pankki, yleensä suoraan venttiilin varren päällä, yksi imuventtiileille ja yksi pakoventtiileille. Voima välittyy suoraan venttiiliin. i4- (nelisylinterisessä) SOHC-moottorissa on yksi nokka-akseli, kun taas V6- tai V8-SOHC-moottorissa on kaksi. i4 DOHC -moottorissa on kaksi nokka-akselia, kun taas V6- tai V8 DOHC -moottorissa on neljä nokka-akselia. Ylänokkamoottoreissa on kolmesta viiteen venttiiliä sylinteriä kohden, mutta yleensä kaksi imuventtiiliä ja kaksi pakoventtiiliä.
Vanhat moottorit ja muutama uudempi "työntöpuomit" moottorit on yksi nokka-akseli sylinterilohkossa. Pitkät metalliset työntötangot välittävät nokka-akselin liikkeen keinuvarsiin, jotka välittävät tämän liikkeen venttiileille. Pushbar-moottoreissa on yleensä kaksi tai kolme venttiiliä sylinteriä kohden, yleensä yksi imuventtiili ja yksi pakoventtiili.
Tyypillinen nokka-akseli on jyrsitty karkeasti muotoillusta valuteräsaihiosta. Jotkut suorituskykyiset ja mukautetut nokka-akselit voidaan jyrsiä kiinteästä teräslohkosta.
Kuinka nokka-akselit toimivat
Kun nokka-akseli pyörii, nokkakeilat liikkuvat ylös ja alas. DOHC-moottoreissa jokainen kierros saa yhden nokkakeilan työntämään venttiilin alas ja avaa sen sylinteriin. Vastaavasti SOHC- ja työntötanko-moottoreissa nokkakeila työntää keinuvarsia (tai työntötankoja sitten keinuvivut), avaa venttiili. Kun nokkakeila pyörii edelleen, venttiilin jousi pakottaa venttiilin takaisin ylös ja sulkee sen.
Nokka-akseli on yleensä kytketty kampiakseliin käyttämällä a jakoketju tai jakohihna. Joissakin työntötankomoottoreissa voidaan käyttää myös ajoitusvaihteita. Nokka-akselivaihteessa on kaksi kertaa enemmän hampaita kuin kampiakselin vaihteessa, mikä mahdollistaa sen pyörimisen puolet kampiakselin nopeudesta. Nokka-akselilla on neljä erillistä iskua: imu, puristus, teho ja pako.
Tavalliset nokka-akselit on tehty vastaamaan tyypillisiä käyttöominaisuuksia ja ne voivat korostaa moottoritieajon tehokkuutta tai alhaista tehoa. Samoin venttiilin nosto tarkoittaa keilan korkeutta suhteessa akselin keskipisteeseen, mikä määrittää kuinka pitkälle venttiili avautuu. Kiinteissä nokka-akseleissa tämä ei ole säädettävissä, mutta on tilanteita, joissa moottori saattaa "hengittää" paremmin, jos vain venttiilit avautuisivat hieman enemmän. Lisäksi kiinteä nokka-akseli voi avata imuventtiilin 10° ennen TDC: tä (BTDC) ja sulkea sen 5° pohjan jälkeen. kuollut kohta (ABDC) ja avaa pakoventtiili 15° ennen alakuolokohtaa (BBDC) ja sulje se 5° ATDC. Tätä kutsutaan venttiilin avautumisen kestoksi. Tämä toimii hyvin keskimäärin mutta ei loista missään ajotilanteessa.
Erikoistuneet nokka-akselitoiminnot
Ajoitus on tärkeää. Venttiilien tulee avautua ja sulkeutua tietyin välein sylinterin asennon suhteen. Esimerkiksi, kun sylinteri #1 on tulossa yläkuolopisteeseen (TDC) pakotahdilla, nokka-akseli avaa imuventtiilit ja sulkee pakoventtiilit. Samaan aikaan sylinteri #3 saattaa saavuttaa TDC: n puristustahdilla, joten nokka-akseli jättäisi nämä venttiilit kiinni.
Nokka-akselit, joissa on säädettävä venttiilin ajoitus (VVT), käyttävät hydraulisia toimilaitteita etukäteen tai hidastaa venttiilin ajoitus suhteessa kampiakselin kulmaan. VVT mahdollistaa nopean hyötysuhteen tai alhaisen tehon.
Käyttämällä erikoistuneita VVL-nokka-akseleita ja tietokoneohjattuja solenoideja tai hydraulitoimilaitteita, ECM voi valita kahdesta venttiilin nosto vaihtoehtoja kuljettajan tarpeiden mukaan.
Autoissa, joissa on suoraruiskutus, joissakin dieselmoottoreissa ja useimmissa bensiinin suoraruiskutusmoottoreissa korkeapaineinen polttoainepumppu (HPFP) käytetään yhdessä nokka-akselissa olevasta keikasta.
Yleisiä nokka-akselin ongelmia
Koska nokka-akseli on kiinteä teräskomponentti, se ei ole alttiina kulumiselle tai rikkoutumiselle. Useimmissa moottoreissa muut osat kuluvat ennen nokka-akselia. Silti on olemassa muutamia yleisiä nokka-akseliongelmia, joita saattaa esiintyä.
- Kuluneet nokkakeilat (kutsutaan myös "pyyhkityksi" tai "ruoskituksi") viittaa kuluneisiin nokkakeilaan. Kuluneet nokkakeilat eivät avaa venttiilejä niin paljon kuin on tarkoitettu, mikä johtaa huonoon moottorin suorituskykyyn ja sylinterin sytytyshäiriöihin. Jos tämä vaikuttaa HPFP: hen, riittämätön polttoaineenpaine johtaa suurempiin päästöihin ja satunnaiseen sytytyskatkoihin.
- Kuluneet nostimet Älä viittaa yksinomaiseen nokka-akseliongelmaan, vaan sitä voidaan käyttää nokka-akselilla. Kulunut nostin ei nosta venttiiliä niin paljon kuin on tarkoitettu, jos ollenkaan, ja se kuuluu tyypillisesti kolinaa tai koputusta venttiilin kannessa.
- Nokka-akseli rikki viittaa katastrofaaliseen nokka-akselin vikaan. Tämä voi olla valmistusvirhe tai johtua nokka-akselin jumiutumisesta. Työntötankomoottoreissa rikkinäinen nokka-akseli voi vahingoittaa merkittävästi kiertokankoja, sylinterilohkoa, mäntiä tai kampiakselia. Häiriömoottoreissa rikkinäinen nokka-akseli voi vaurioittaa sylinterin kantaa, venttiilejä tai mäntiä.
Kaikki nämä kolme ongelmaa johtuvat puutteesta oikea moottorihuolto. Estä nokka-akseliongelmat vaihtamalla moottoriöljy säännöllisesti laadukkaalla öljyllä valmistajan ohjeiden mukaisesti suositukset öljynvaihtovälistä, öljytyypistä ja öljyn viskositeetista sekä moottorin välttämisestä ylikuumeneminen.
