Variabele klepbediening en variabele in- en uitlaatsystemen

[Wutputt]

Als je tegenwoordig een autobrochure openslaat en bij de technische kenmerken van de motor gaat kijken kom je vaak zaken tegen als: VVT, VTEC, VVC, VVTL, Variocam, Varioram, Vanos, Valvetronic, ... Met al die acroniemen wordt het er niet duidelijker op. De bedoeling van dit topic is om ‘ns dieper in te gaan op alle variabele systemen die te maken hebben met de kleppen, de inlaat en de uitlaat van de motor. Deze technieken zijn vaak in de loop van de jaren 90 op de markt gekomen en en volle tot ontwikkeling gekomen begin deze eeuw.


Maar voor we echt van start gaan even het 4-takt principe nog ‘ns opfrissen. Alle huidige automotoren werken volgens het 4-taktprincipe. Dit wilt zeggen dat de verbrandingscyclus van elke cilinder uit 4 stappen of slagen bestaat:

1. de inlaatslag
2. de compressieslag
3. de vebrandingsslag of arbeidsslag
4. de uitlaatslag

1. De inlaatslag

Het doel van deze slag is om het brandbaar lucht/benzinemengsel (of enkele de lucht bij een motor met directe injectie) in de cilinder te krijgen. De inlaatkleppen staan open en de zuiger beweegt naar beneden waardoor er vers mengsel aangezogen wordt.


2. De compressieslag

Het doel van deze slag is om het brandbaar mengel samen te drukken zodat het makkelijker tot ontbranding kan komen. Alle kleppen staan dicht en de zuiger beweegt naar boven waardoor het mengsel samengedrukt wordt. Bij motoren met directe injectie wordt tijdens deze slag de brandstof ingespoten.


3. De verbrandingsslag

De verbrandingsslag of arbeidsslag heeft als doel het creëren van arbeid door het mengsel te verbranden. Bij een benzinemotor wordt het mengsel aangestoken door een bougie. Bij een dieselmotor komt het mensgel vanzelf tot verbranding. Door de energie die vrijkomt tijdens de verbanding wordt de zuiger naar beneden geduwd. Dit is de enige slag waarbij er arbeid gecreëerd wordt. Alle kleppen zijn nog steeds gesloten.


4. De uitlaatslag

Het doel van deze slag is om het verbrande mengsel uit de cilinder te verwijderen. De uitlaatkleppen staan open en de zuiger duwt het verbrande mengsel naar buiten. Aan het einde van de uitlaatslag sluiten de uitlaatkleppen en openen de inlaatkleppen. De inlaatslag en zodus de hele cyclus start vanvoor af aan.

[Wutputt]

Werking van de kleppen

De kleppen moet dus continu openen en sluiten. Het bedienen van de kleppen gebeurt door middel van een nokkenas. Dit is een lange staaf waarop verschillende nokken gemonteerd zijn. En deze wordt aangedreven door de welbekende distributieriem of distributieketting.



Een nok kun je zien als een cirkel met een bult op. Wanneer de nokkenas ronddraait, draaien de nokken vanzelfsprekend mee. Op het moment dat de bult van de nok de klepstoter raakt wordt de klep ingedrukt:



De nokken zijn zo gevormd dat de kleppen op een zeer precies moment openen, voor een bepaalde duur geopend blijven, en daarna terug sluiten. De nokken bepalen ook hoever de kleppen openen, ook wel de lichthoogte van de kleppen genoemd. Als we een nok even overdeven voorstellen dan kunnen we de openingsduur en de lichthoogte aanduiden. De openingsduur wordt bepaald door de breedte van de bult. Terwijl de lichthoogte bepaald wordt door de hoogte van de bult.



Ik kan een verhaal beginnen over kleplichtkrommen, maar dat ga ik jullie besparen. Wat ik wel nog wil aankaarten is het feit dat je uit vorige post zou afleiden dat de inlaatkleppen enkel tijdens de inlaatslag geopend zijn en de uitlaatkleppen enkel tijdens de uitlaatslag. In werkelijkheid is dit niet zo. De inlaatkleppen gaan in realiteit al open op het einde van de uitlaatslag en sluiten pas tijdens de compressieslag. En de uitlaatkleppen gaan al open tegen het einde van de verbrandingsslag en sluiten pas aan het begin van de inlaatslag.

De reden hiervoor is dat het mengsel op een zeer korte tijd (10 milliseconden bij 3000 tpm) in en uit de cilinder moet geraken. En bij een typische 2.0 4-cilinder spreken we over telkens 0,5 liter per cilinder. Dit betekent dat die mengseldeeltjes op 10 ms van ongeveer 0 tot 450 km/u moeten versnellen. Een Veyron is er niets tegen. Vandaar dat de uitlaatklep wat vroeger opent om het mengsel wat meer kans te bieden om te ontstnappen. Ook het sluiten van de inlaatklep tijdens de compressieslag loont de moeite. Door de enorme snelheid van de deeltjes blijven ze toch nog even binnenstromen ook al gaat de zuiger al naar boven.

Jammer genoeg is deze theorie niet geldig voor alle toerentallen. Vandaar dat het gekozen nokprofiel maar optimaal is voor één toerental (en één gaspedaalstand in het geval van de inlaatkleppen). Motorbouwers moeten dus een compromis zoeken voor de keuze van openings- en sluitingstijden van de kleppen en hun lichthoogte. Het is dit compromis dat mede bepaalt of de motor erg gewillig is in de hoge toeren met veel vermogen, of eerder veel koppel kan aanbieden in de lagere toeren.

Dit is de acherliggende reden waarom er de laatste jaren methodes ontwikkeld zijn waarbij de kleptijden en de kleplichthoogte aanpast kunnen worden. Welkom in de wereld van de variabele klepbedieningssystemen. Ruwweg kunnen we 3 types onderscheiden:

• Variabele kleppentiming
• Nokomschakeling
• Variabele kleppenlichthoogte

Deze 3 systemen vind je – voor zover ik weet – enkel terug op benzinemotoren. Er bestaat ook nog een 4e systeem, namelijk klepuitschakeling, maar dat wordt nog amper toegepast bij automotoren, dus daar ga ik niet over uitwijden.

[Wutputt]

Variabele kleppentiming

Het idee van dit principe is om de het tijdstip waarop de kleppen open en sluiten te verschuiven. Dit wordt gedaan door de nokkenas wat te verdraaien t.o.v. zijn normale positie, zoals je kunt zien in onderstaande tekening. Over hoe dit juist in praktijk verwezelijkt wordt, ga ik niet uitwijden, aangezien dit op veel verschillende manieren gedaan kan worden. Aan het nokprofiel zelf verandert er niets. M.a.w. de lichthoogte en de klepopeningsduur blijven hetzelfde.



Als de timing van de inlaatklep vervroegd wordt dan vergroot de tijd dat zowel de uitlaat- als de inlaatklep tegelijk geopend zijn. Deze tijd wordt ook wel ‘ns de klepoverlap genoemt. Het gevolg van klepoverlap is dat reeds verbrand mengsel zich met vers mengsel gaat mengen. Hierdoor krijg je als het ware hetzelfde effect als een EGR-klep: uitlaatgassen met vers mengsel vermengen om de NOx-uistoot te reduceren. De motorstuureenheid zal de kleppentiming zo instellen dat er veel klepoverlap is wanneer je rustig met het verkeer aan het meerijden bent.

Variabele kleppentiming kan zowel op de inlaatkleppen als op de uitlaatkleppen toegepast worden. Maar vaak wordt dit enkel gedaan op de inlaatkleppen omdat hier de meeste winst mee geboekt kan worden. Variabele kleppentiming kan enkel toegepast worden als de motoren een aparte nokkenas heeft voor de inlaatkleppen en de uitlaatkleppen (dubbele bovenliggende nokkenassen).

Namen die aan deze systemen gegeven worden: VVT, VVT-i, (double) VANOS, Variocam, etc. Een systeem is een special vermelding waard: Rover’s VVC systeem. In tegenstelling tot andere systemen met variabele kleppentiming, is dit systeem wel in staat de openingsduur van de kleppen te variëren. Hierdoor heeft dit systeem een groter effect op het koppel en vermogen van de motor.

[Wutputt]

Nokomschakeling

Zoals de naam nokomschakeling al doet vermoeden is er in dit geval meer dan een nok per klep. M.a.w. de motorsturing kan kiezen welke nok hij kiest. Nu waarom zou je verschillende nokken willen hebben voor één klep? Wel zoals ik al zei, is een gekozen nokprofiel maar ideaal voor één toerental. Bij een gewone motor heb je maar één nok per klep en de motorconstructeur zal deze (op enkele hoogtoerige sportmotoren na) zo kiezen dat je voldoende koppel hebt in de lage en middelhoge toeren. Het nadeel is dat de motor dan buiten adem geraakt eens hij de 6000 tpm passeert (we spreken over benzinemotoren ).

De reden voor het buiten adem geraken bij hoge toeren is dat de motor dan in de helft van de tijd (t.o.v. 3000 rpm) even veel mengsel/lucht moet binnen zuigen door dezelfde kleine klepopening. Vergelijk met het leegdrinken van een glas met een rietje. Met een smal rietje gaat dit vele moeilijker dan met een dik rietje. Hetzelfde voelt de motor wanneer hij lucht in de cilinders moet zuigen. Vandaar dat je voor hoge toerentallen een ‘snelle’ nok wilt hebben waardoor de inlaatklep verder open gaat en liefst ook langer zodat de motor meer tijd heeft om het vers mengsel/lucht aan te zuigen.

“Ok dan wil ik altijd die snelle nok hebben,” denk je waarschijnlijk. Toch niet ... want dat zou ten nadele gaan van het koppel in lage en middenhoge toerentallen. Het ideale zou zijn dat de nok zich continu zou kunnen aanpassen van vorm dat hij bij elk toerental de optimale vorm zou hebben. Jammer genoeg is dit praktisch moeilijk realiseerbaar. Alle systemen met nokomschakeling op de markt werken met 2 nokken: een standaard nok en een snelle nok. Vanaf een bepaald toerental schakelt de motorstuureenheid over van de standaard op de snelle nok. Hierdoor gaat de inlaatklep niet enkel verder open (grotere lichthoogte) maar blijft hij ook langer openstaan, waardoor de motor vrijer kan ademen. Als we de standaard nok met de snelle nok vergelijken, dan heeft de snelle nok als het ware groeihormonen ingenomen. Zijn ‘bult’ is hoger en breder, waardoor de klep verder en langer open zal zijn.



Systemen met nokomschakeling worden bij productiemotoren enkel toegepast op de inlaatkleppen. De pioneer is Honda met hun welbekende VTEC systemen. Het nadeel van zulke systemen is dat er maar twee standen zijn: de standaard nok of de snelle nok. Dit in tegenstelling tot systemen met variabele kleppentiming: deze zijn continu variabel, maar hebben als nadeel dat ze niet zoveel positieve invloed op koppel en vermogen hebben als een systeem met nokomschakeling. Vandaard dat beide systemen tegenwoordig gecombineerd worden. En dan krijg je acroniemen zoals i-VTEC, VVTL-i, Variocam Plus.

[Wutputt]

Variabele lichthoogte

Deze systemen kunnen enkel de kleplichthoogte van de inlaatkleppen variëren. Je vraagt je misschien af wat het nut is van deze systemen als je al systemen hebt die zowel aan nokomschakeling doen als aan variabele kleptiming. Wel het antwoord kun je terugvinden in het doel van zo’n systeem. Daar waar nokomschakling en variabele kleppentiming het compromis van de nok (die maar optimaal is voor één toerental) willen doorbreken, hebben systemen met variabele lichthoogte een ander doel voor ogen; zij willen namelijk de gasklep vervangen.

Wat is daar het nut van? Daarvoor moeten we even stilstaan bij de functie van een gasklep. Een gasklep vind je enkel terug bij benzinemotoren. Want bij benzinemotoren is het noodzakelijk dat de verhouding lucht/brandstof steeds constant blijft. Dit betekent dat de motor bij het induwen van het gaspedaal niet enkele de hoeveelheid ingespoten brandstof moet variëren, maar ook de hoeveelheid lucht die aangezogen wordt. Vandaar dat er een gasklep in de inlaatleiding zit. Bij plankgas staat deze volledig open, maar wanneer je rustig aan het rijden bent staat deze deels gesloten en knijpt als het ware de inlaatleiding toe. Wanneer de gasklep gedeeltelijk gesloten is kun je wel voorstellen dat dit voor een weerstand zorgt wanneer de motor de lucht door de ‘dichtgeknepen’ inlaatleiding moet aanzuigen. Deze weerstand noemen we ook wel pompverliezen.



Het zou ideaal zijn als de motor de lucht altijd vrij zou kunnen aanzuigen en toch de hoeveelheid aangezogen lucht zou kunnen regelen. En het is juist hier dat de systemen met variabele lichthoogte komen aandrijven. Door de lichthoogte van de inlaatkleppen continu en met de precisie van een Zwitsers horloge te variëren, kan de motor de hoeveel lucht die de cilinders binnenstroomt, regelen. Et voilà we hebben geen gasklep meer nodig. Hierdoor zijn er minder pompverliezen en daalt het verbruik. De moeilijkheid van deze systemen is dat ze zeer snel en tegelijk zeer precies moeten reageren. Vandaar dat je ze nog niet vaak terugvindt in de hedendaagse benzinemotoren. Voorbeelden zijn BMW’s Valvetronic (elektromechanisch, ondertussen van de tweede generatie), Fiat’s UniAir (elektrohydraulisch) en Toyota’s Valvematic (elektromechanisch).

[Wutputt]

Nokkenasloze klepbediening

Als we nog een stap verder gaan, komen we uit bij de klepbedieningssystemen die geen nokkenas meer gebruiken. In alle vorige variabele klepbedieningssystemen was de nok nog steeds de beperkende factor. Ofwel is het enkel mogelijk de kleptiming continu aan te passen zonder dat de lichthoogte verandert (variabele kleppentiming), ofwel kan men openingsduur en lichthoogte wel tesamen veranderen maar zijn er maar 2 standen (nokomschakeling). De logische stap naar nog meer variatie is het weglaten van het hele nokkenassysteem. Deze nokkenasloze systemen maken het mogelijk om zowel de timing, als de openingsduur en de lichthoogte continu te variëren.



Hier is al jaren onderzoek en ontwikkeling naar gedaan en momenteel liggen er twee mogelijke uitvoeringen op de tekentafel: de elektrohydraulische klepbediening en de elektromagnetische klepbediening. Bij de elektrohydraulische systemen worden de kleppen bedient door middel van oliedruk, die elektronische gestuurd wordt. Bij elektromagnetische systemen zorgt een magneet voor het bedienen van de kleppen. Elektrohydraulische systemen hebben als voordeel dat ze makkelijker hogere toerentallen aankunnen en stiller zijn. Elektromagnetische systemen beiden echter meer variatiemogelijkheden aan, maar zijn met de huidige stand van zaken minder energiezuinig.

Ik schat dat we tegen 2009 (of misschien zelfs ietsje vroeger) de eerste elektrohydraulische klepbedieningssystemen in productie zullen zien gaan.

[Wutputt]

Variabele inlaatsystemen

Net als er voor de kleppen variabele systemen bestaan, bestaan deze ook voor de inlaat van de motor. In feite ziet de inlaat van een motor er erg eenvoudig uit: je hebt de luchtfilter, de gasklep en het inlaatspruitstuk met de inlaatbuizen die naar elke cilinder vertrekken.



Heel eenvoudig, maar toch schuilt hier meer achter. Zo bepalen het volume van het inlaatspruitstuk, de diameter en lengte van de inlaatbuizen de drukpulsaties in het inlaatsysteem. Dit maakt dat het inlaatsysteem - net zoals bij de keuze van het nokprofiel - maar optimaal is voor één toerental. De motorontwerpers moeten dus kiezen voor een compromis tussen veel koppel in de lagere toerentallen of veel vermogen bij hoge toerentallen. Vandaar de opkomst van van variabele inlaatsystemen eind vorige eeuw.

We kunnen twee types onderscheiden: :

• Variabele inlaatlengte
• Variabele inlaatvolumes (resonantiekamers)

Variabele inlaatlengte

Bij deze systemen vertrekken er per cilinder twee inlaatbuizen vanuit het inlaatspruitstuk: een korte en een lange inlaatbuis. Doormiddel van een klep wordt de inlaatlucht via de lange of de korte weg naar de cilinders gevoerd, en hierdoor veranderen de drukpulsaties. Er zijn dus twee standen:

Bij lage toerentallen moet de inlaatlucht de lange weg volgen.


En bij hoge toerentallen kan de inlaatlucht de korte weg volgen.


Voorbeelden zijn Fords DSI, Mazda's VICS, Mitsubishi's Cyclone, Toyota T-VIS (in dit geval wordt niet de inlaatlengte, maar wel de inlaatdoorsnede aangepast), BMW's DIVA (continu variabel ipv 2 standen).


Variabele inlaatvolumes (resonantiekamers)

Deze systemen zijn vooral interessant voor motoren met meer dan 4 cilinders, omdat de drukpulsaties bij deze motoren veel gecompliceerder zijn. Het gebeurt ook dat de drukpulsaties van zo’n motoren bij bepaalde toerentallen elkaar zullen tegenwerken. Dit vraag dus om een meer doordachte oplossing. De eenvoudigste systemen met variabele inlaatvolumes plaatsen een extra resonantiekamer in het inlaatspruitstuk. Deze resonantiekamer kan met behulp van een klep in of uitgeschakeld worden. Hierdoor veranderen de drukpulsaties in het inlaatsysteem. Een voorbeeld is Lancia's VIS.

De meer geavanceerdere systemen verdelen het inlaatspruitstuk in verschillende volumes. Door middel van kleppen kunnen deze volumes van elkaar afgesloten worden om ervoor te zorgen dat de drukpulsaties elkaar niet gaan tegenwerken. Zo heeft volgende volgend systeem (voor een V6) 3 standen. Bij lage toerentallen zijn kleppen B en C gesloten. Bij middelhoge toeren gaan kleppen C open. En pas bij de hoogste toerentallen gaat ook klep B open. Hierdoor smeert men het koppel over een breder toerentalgebied uit.



Voorbeelden zijn Porsches VarioRam, BMW's DISA, Opels Dual Ram, Volvo's VIS.

[Wutputt]

Variabele uitlaatsystemen

Net als bij inlaatsystemen, heersen er ook drukpulsaties in het uitlaatsysteem van een motor. Vandaar dat we hetzelfde principe op het uitlaatsysteem kunnen toepassen. Daar waar we bij de inlaat willen dat de drukpuls tijdens de inlaatslag naar de cilinder toe beweegt, willen we bij de uitlaat dat de drukpulsen van de uitlaat van de cilinders weg bewegen tijdens de uitlaatslag. Jammer genoeg kunnen we dit voor een bestaand uitlaatsysteem maar optimaliseren bij een toerental. Vandaar dat er nog niet zo lang geleden uitlaatsystemen met een variabele lengte ontwikkeld zijn.

Deze systemen hebben een of meerdere kleppen in de uitlaat zodat de uitlaatgassen bij hogere toerentallen een kortere weg kunnen afleggen, waardoor de drukpulsaties beter afgestemd zijn op deze hogere toerentallen. “Wacht ‘ns even, een klep in de uitlaat, dat komt me bekend voor”, denk je nu waarschijnlijk. Wel ja, die klep in de uitlaat heeft vaak ook een tweede functie: bij lage toerentallen volgen de uitlaatgassen een langere weg met een extra demper zodat de auto aan de geluidsnormen voldoet. Aangezien het effect van zo’n systemen kleiner is als bij de inlaatsystemen, zul je ze enkel terug vinden op hoogtoerige motoren.

[Gast]

Zeer mooie write-up, Wutputt!

[Gast]

Heel knap geschreven. Zelfs voor de leek op vlak van techniek is het goed verstaanbaar.

[Porker]

Super interessant en leerrijk, thx!

Ik wou dat ik zo'n dingen mocht leren in tweede zit

[Gast]

Super interessant en leerrijk, thx!

Ik wou dat ik zo'n dingen mocht leren in tweede zit

Echt hé.

[Gast]

Maar ja... over zo'n dingen heb je sowieso geen tweede zit...

[Gast]

Knap! Met plezier gelezen.

Als je tijd teveel hebt ooit 'es, verveel ons maar met het gedoe over inlaatklepkrommen ook. I wanna know it all.

[Wutputt]

Ik zal 'ns zien of ik enkele duidelijke kleplichtkrommen heb liggen dan post ik die een van volgende dagen ook 'ns

[Gast]

Mooi werk Wuttputt. Als ik zo'n zaken lees, heb ik spijt dat ik zulke zaken niet meer kan posten wegens gebrek aan tijd .

[Gast]

Zeg Wuttputt, ik denk juist aan iets. Hoe zit dat met de praktische uitwerking van desmodromische kleppenbediening ?

[Wutputt]

Wel heel veel ken ik daar ook niet van. Ik dacht dat het niet meer op automotoren gebruikt wordt, enkel nog op hoogtoerige motomotoren.

Velen zullen zich afvragen waarvoor desmodromische staat. In geval van de klepbediening wilt dit zeggen dat zowel het sluiten als het openen van de klep door middel van een nok gebeurt. Men spreekt ook wel van een gedwongen kleppen.

Bij een gewone klepbediening is het de nok die de klep opent, maar de klepveer die hem terug doet sluiten. Dit heeft een nadeel; wanneer de motor erg hoge toeren moet draaien, moeten de klepveren enorm sterk en dus zwaar gemaakt worden opdat de kleppen niet beginnen te stotteren. Zware kleppen betekenen meer inertie hetgeen de klepbediening minder geschikt maakt voor hoge toeren. Daarenboven zorgen zware kleppen ook voor een extra belasting op klep en nokkenas.

Vandaar dat ingenieurs op zoek zijn gegaan naar alternatieven voor de klepveer bij motoren die erg hoge toeren draaien (> 10.000 tpm). De twee meest courante oplossingen zijn:

• pneumatische klepveer
• desmodromische klepbediening

Pneumatische klepveren worden bvb op F1-motoren gebruikt. Ipv van een gewone metalen veer gebruiken deze motoren gasveren. Dit zijn kleine doosjes die gevuld zijn met stikstof. Doordat het stikstofgas samendrukbaar is hebben deze doosjes ook de eigenschap van een veer. T.o.v. een even sterke metaalveer wegen ze veel minder en hun veerkarakteristiek is ook interessanter. Het nadeel is dat de stikstof kan weglekken en dan is het natuurlijk gedaan met spelen. F1-wagens hebben daarom een stikstof-reservoir aan boord om de gasveren continu van voldoende stikstof te kunnen voorzien.

De desmodromische klepbediening of kortweg desmo is een veel bedrijfszekerdere oplossing. In plaats van een nok per klep zijn er twee nokken per klep: eentje om de klep de sluiten en eentje om de klep te openen. In praktijk zijn de nokken via een tuimelaar met de klep verbonden. En dat ziet er dan als volgt uit:



De 'bult' op de openingsnok duwt via zijn tuimelaar de klep naar beneden (open) en ietsje later passeert de 'bult' van de sluitnok zijn tuimelaar. Via de extra kraag op de klepsteel wordt de klep terug naar boven geduwd, m.a.w. de klep sluit.

Op de site van Ducati, naar ik vernomen heb een fervent aanhanger van het Desmo systeem, kun je een leuke animatie downloaden

[Wutputt]

Als je tijd teveel hebt ooit 'es, verveel ons maar met het gedoe over inlaatklepkrommen ook. I wanna know it all.

Kleplichtkrommen

Kleplichtkrommen geven de lichthoogte van de kleppen weer in functie van de tijd. Met de lichthoogte van een klep wordt bedoeld hoe ver een klep open staat. Voor ik een echte kleplichtkromme laat zien, eerst even deze lege grafiek:



Zoals ik al zei, lichthoogte in functie van de tijd. Nu bij motoren wordt de tijd vaak in krukhoeken uitgedrukt, aangezien dit ook direct iets zegt over de positie van de zuiger én via het toerental verbonden is met de tijd. Zo komt 1° krukhoek bij 3000 tpm overeen met 0,055 milliseconden.

Aangezien automotoren 4-taktmotoren zijn duurt het 2 omwentelingen van de krukas voordat de 4-taktcyclus (inlaatslag - compressieslag - arbeidsslag - uitlaatslag) doorlopen is. Met andere woorden we spreken over 720°.

Laten we die krukgraden even op de horizontale as zetten en stel dat we het begin van de inlaatslag als 0° nemen. Dan loopt de inlaatslag van 0° tot 180°, de compressieslag van 180° tot 360°, de arbeidsslag van 360° tot 540° en de uitlaatslag van 540° tot 720°.

Aangezien alles wat kleppen te maken heeft zich voornamelijk afspeelt tijdens de uitlaatslag en inlaatslag, gaan we deze naast elkaar zetten, dan kunnen we het kleppenspel beter visueel voorstellen. Aangezien de totale 4-taktcyclus zich in 720° afspeelt, is 360° = -360° en 720° = 0°, en dus kunnen we de arbeidsslag en uitlaatslag links van de inlaatslag en compressieslag. En dan krijg je de lege grafiek hierboven.

Nu staat er daar ook ODP en BDP vermeld. ODP is het Onderste Dode Punt, wat niet meer wilt zeggen dan dat de zuiger helemaal onderaan staat. Dit gebeurt bij de omschakeling tussen inlaatslag en compressie slag, en tussen compressieslag en uitlaatslag. BDP is het Bovenste Dode Punt waarbij de zuiger helemaal bovenaan staat. Dit gebeurt tussen uitlaatslag en inlaatslag, en tussen compressieslag en arbeidsslag.


Oef, het moeilijkste gedeelte is voorbij. Hier komen dan echte kleplichtkrommen:



De rode kromme stelt de uitlaatklep voor en de blauwe kromme de inlaatklep. Aan de hand van zo'n grafiek kun je niet alleen zien wanneer de kleppen openen en sluiten, maar ook hoever de kleppen openen. Zoals je ziet, duurt het wel even voor de kleppen volledig geopend zijn (9,5 mm in dit geval). Een klep kan niet plost van volledig gesloten naar volledig open gaan. Niet alleen zou dit te snel zijn voor het nok-klep bedieningssysteem. Dit zou ook betekenen dat de nok er vierkantig uit zou zien. Vierkantige zaken die moeten ronddraaien dat loopt meestal niet goed af

Op deze kleplichtkrommen kun je ook zien dat de inlaatklep al op het einde van de uitlaatslag begint te openen en redelijk laat in de compressieslag pas volledig gesloten is. De reden hiervoor heb ik reeds vermeld in de 2e post van deze thread. Hetzelfde is te zien bij de uitlaatklep, deze opent ruim voor het begin van de uitlaatslag en sluit pas volledig bij het begin van de inlaatslag. Zoals je hierboven kunt zien is er een moment (30° in totaal) waarbij zowel inlaat- als uitlaatklep openstaan. Dit noemen we de klepoverlap.


Aangezien ik maar 3 attachments per post kan toevoegen, zet ik de rest in de volgende post

[Gast]

Nogmaals een applausje voor Wuttputt .