Klepbeweging

De werkingsprincipe van tweeslag en vierslag dieselmotoren zullen je in het hoofdstuk Basiskennis redelijk duidelijk zijn geworden. Tijd om één van de hoofdsystemen wat nader te bekijken.

Het openen en sluiten van de kleppen

De kleppen bij vierslagmotoren worden geopend door nokken op de nokkenas. De klep kan zoals in de animatie hiernaast rechtstreeks vanaf de nokkenas worden bediend, dit komt bij de meeste motoren voor. De nok is simpel gezegd een verdikking op de nokkenas en geeft de beweging via het kleppenbewegingsmechanisme door aan de klep.

Dit kleppenbewegingsmechanisme bestaat achtereenvolgens uit; rol, rolhouder, rolgeleider, stoterstang en tuimelaar (klephefboom). De nok heeft een speciaal meestal eivormig uiterlijk. Zodra het uitstekende deel van de nok door de draaiende nokkenas boven komt te zitten, zal de nok de rol en stoterstang naar boven bewegen. Hierdoor zal de klephefboom (tuimelaar) de klep tegen de veerdruk openen.

Bovenliggende nokkenas

1. uitlaat nokkenas 2. inlaat nokkenas 3. klepstoter 4. uitlaatklep 5.olieafdichting 6. inlaatklep 7. klepgeleider 8. klepzitting

Hier worden de kleppen direct bediend door de nokkenas, waarop voor elke klep een aparte nok is aangebracht. Zo heeft een nokkenas voor een viercilinder lijnmotor met twee kleppen per cilinder, vier inlaat- en vier uitlaatnokken. Bij een motor met dubbele bovenliggende nokkenas zijn de inlaatnokken en uitlaatnokken elk op een aparte nokkenas aangebracht. Overigens kunnen de nokken ook dubbel zijn uitgevoerd om bij vier kleppen per cilinder gelijktijdig twee in- en twee uitlaatkleppen te bedienen. Zie bovenstaande afbeelding.

Hydraulische bediende kleppen

Bij moderne grote tweeslagmotoren wordt de uitlaatklep hydraulisch bediend. Boven de uitlaatnok zit een hydraulische plunjer die zorgt dat de klep op het juiste moment genoeg hydraulische druk heeft om open te gaan. Op de klepsteel zitten in het uitlaatklephuis twee zuigers van verschillende grootte. De éne zuiger wordt hydraulisch bediend en zorgt dat de klep open gaat, de andere zuiger wordt met lucht bediend en zorgt ervoor dat de klep weer sluit. De klep wordt dus hydraulisch geopend en pneumatisch gesloten. De klepbeweging van grote tweeslagmotoren is verder voor Scouting (nog) niet echt belangrijk.

Nokkenas en nokkenasaandrijving

De nokkenas met het kleppenmechanisme spelen bij het tunen van een motor een grote rol. De vorm en afmetingen van de nok bepalen immers het moment van openen en sluiten van de kleppen en ook de lichthoogte. De tijd dat een klep geopend is, noemen we de kleptijd. De kleppentijden, dat wil zeggen het moment van openen en sluiten van de in- en uitlaatkleppen, alsmede de kleplichthoogte, zijn enorm belangrijk voor het vullen van de cilinder met brandstof en lucht. De cilindervulling is echter ook sterk afhankelijk van het toerental van de motor. Is het toerental hoog, dan is er weinig tijd beschikbaar voor het vullen van de cilinders. Bij een laag toerental zal door de langzame zuigerbeweging en de lange openingsduur van de kleppen de cilinder toch goed gevuld worden. Motoren met een relatief laag vermogen draaien daardoor vrij soepel.

Nokkenasaandrijving

De nokkenas wordt aangedreven door een tandwiel of door een kettingoverbrenging. Bij de jachtmotoren gebeurd dit ook vaak met een V-snaar zoals dit ook bij een auto voorkomt.

Bij de vierslag motor is de overbrengingsverhouding 2:1 omdat de nokkenas half zo snel moet draaien als de krukas. Immers: elke klep moet éenmaal in de twee krukasomwentelingen bediend worden. Zouden de tandwielen even groot zijn dan zouden de kleppen te vaak openen. Het tandwiel op de nokkenas is daarom tweemaal zo groot als op de krukas.