Knastakslen er afgørende for motorens grundlæggende funktion. Består af to forskellige dele, knasterne og akslen, knastakslen er det element, der gør det muligt at åbne ventiler. Når akslen roterer, skubber de ægformede knaster (eller 'lapper') ventilerne åbne i synkronisering med krumtapakselens gear.
Identificering af knastakslen
En samling knastaksler fra biler og lastbiler. ThyssenKrupp Presta Chemnitz GmbH / Wikimedia Commons
I moderne overhead-cam (OHC) motorer er knastakslen placeret i topstykket. Enkelt OHC (SOHC) motorer har en cam pr bank, normalt monteret mellem ventilstænglerne. Vippearme sender SOHC -bevægelse til ventilerne. Dual OHC (DOHC) motorer har to knaster pr. Bank, normalt direkte over ventilstænglerne, en til indsugningsventiler og en til udstødningsventiler. Kraft overføres direkte til ventilen. En i4 (firecylindret) SOHC-motor har en knastaksel, mens en V6- eller V8 SOHC-motor har to. En i4 DOHC -motor har to knastaksler, mens en V6 eller V8 DOHC -motor har fire knastaksler. Overhead-cam-motorer har tre til fem ventiler pr. Cylinder, men normalt to indsugningsventiler og to udstødningsventiler.
Ældre motorer og et par nyere pushrod motorer har en enkelt knastaksel i cylinderblokken. Lange metalstødstænger overfører knastakselbevægelse til vippearmene, som overfører denne bevægelse til ventilerne. Pushrod -motorer har normalt to eller tre ventiler pr. Cylinder, normalt en indsugningsventil og en udstødningsventil.
Den typiske knastaksel fræses af et råformet emne i støbt stål. Nogle ydelser og brugerdefinerede knastaksler kan fræses fra en solid stålblok.
Sådan fungerer knastaksler
vladru / Getty Images
Når knastakslen roterer, bevæger kamlapper sig op og ned. I DOHC -motorer får hver rotation en enkelt kamapp til at skubbe ventilen ned og åbne den ind i cylinderen. På samme måde skubber kamappen i SOHC- og pushrod -motorer på vippearmene (eller pushrods derefter vippearme), åbner ventilen. Når kamappen roterer yderligere, tvinger ventilfjederen ventilen tilbage og lukker den.
Knastakslen er normalt forbundet med krumtapakslen ved hjælp af en tandkæde eller tandrem . I nogle pushrod -motorer kan der også bruges tandhjul. Knastakselgearet har dobbelt så mange tænder som krumtapakslen, hvilket gør det muligt at rotere med halvdelen af krumtapakslens hastighed. Knastakslen har fire forskellige slag: indtag, kompression, kraft og udstødning.
Fælles knastaksler er lavet til at matche typiske driftskarakteristika og kan fremhæve motorvejsejladsseffektivitet eller low-end effekt. På samme måde refererer ventilløft til højden af lap i forhold til midten af akslen, som bestemmer, hvor langt ventilen åbner. På faste knastaksler er dette ikke justerbart, men der er omstændigheder, hvor motoren kan trække vejret bedre, hvis ventilerne kun kunne åbne lidt mere. En fast knastaksel kan også åbne indsugningsventilen 10 ° før TDC (BTDC) og lukke den 5 ° efter nederste dødpunkt (ABDC) og åbne udstødningsventilen 15 ° før bundens dødpunkt (BBDC) og lukke den 5 ° ATDC. Dette kaldes ventilåbningsvarighed. Dette fungerer godt gennemsnitlig men udmærker sig ikke i nogen køresituation.
Specialiserede knastakselfunktioner
Disse knastakselhydrauliske fasere påvirker variabel ventiltid på indsugningsventiler og udstødningsventiler. DmitryKo / Wikimedia Commons
Timing er vigtig. Ventiler skal åbne og lukke med bestemte intervaller i forhold til cylinderposition. For eksempel, da cylinder #1 kommer til top dødpunkt (TDC) på udstødningsslaget, åbner knastakslen indsugningsventilerne og lukker udstødningsventilerne. På samme tid når cylinder #3 muligvis TDC på kompressionsslaget, så kamakslen ville efterlade disse ventiler lukkede.
Knastaksler udstyret med variabel ventiltiming (VVT) bruger hydrauliske aktuatorer til at rykke eller forsinke ventiltiming i forhold til krumtapakselvinkel. VVT muliggør høj hastighed eller lav hastighed.
Ved hjælp af specialiserede variabel ventilløft (VVL) knastaksler og computerstyrede solenoider eller hydrauliske aktuatorer kan ECM vælge mellem to ventilløft valgmuligheder, afhængigt af førerens efterspørgsel.
På køretøjer med direkte brændstofindsprøjtning, nogle dieselmotorer og de fleste benzinindsprøjtningsmotorer, er højtryksbrændstofpumpe (HPFP) drives af en lap på en af knastakslerne.
Almindelige knastakselproblemer
FotoZlaja / Getty Images
Fordi knastakslen er en solid stålkomponent, er den ikke tilbøjelig til at blive slidt eller gå i stykker. I de fleste motorer vil andre dele slides før knastakslen. Alligevel er der et par almindelige knastakselproblemer, der kan opstå.
- Slidte kamlober (også kaldet udslettet eller pisket) refererer til kamlapper, der er nedslidte. Slidte kamlapper åbner ikke ventilerne så meget som tiltænkt, hvilket fører til dårlig motorydelse og cylinderfejl. Hvis dette påvirker HPFP, vil utilstrækkeligt brændstoftryk føre til højere emissioner og tilfældig fejlfejl.
- Slidte løftere refererer ikke til et eksklusivt knastakselproblem, men kan drives af knastakslen. En slidt løfter løfter ikke ventilen så meget som påtænkt, hvis overhovedet, og høres typisk som en klapre eller tappe i ventildækslet.
- Knækket knastaksel refererer til katastrofalt svigt i knastakslen. Dette kan være en produktionsfejl eller skyldes, at knastakslen griber fat. I stangmotorer kan en ødelagt knastaksel beskadige forbindelsesstænger, cylinderblok, stempler eller krumtapakslen betydeligt. I interferensmotorer kan en ødelagt knastaksel beskadige topstykket, ventiler eller stempler.
Alle tre af disse problemer skyldes mangel på korrekt motorvedligeholdelse. Undgå knastakselproblemer ved at få regelmæssige motorolieskift med en kvalitetsolie, overholde producentens anbefalinger vedrørende olieskiftinterval, olietype og olieviskositet og undgå overophedning af motoren.