Plokikaaned on tavaliselt maksimaalse õhuvoolu saavutamisel kriitilisemad kui sisselaskekollektor, kuna plokikaantesse on avarate ja sujuvate portide (kanalite) mahutamine märksa keerulisem. Nukkvõll omakorda määrab aga kindlaks kogu õhuvoolu ajastuse muu mootoris toimuva suhtes.

Plokikaaned

Plokikaaned on jällegi mootori jõudluse seisukohalt väga olulised komponendid. Neid on V8 mootoril alati kaks, seepärast on ka sõna kasutusel enamasti mitmuses (heads, kaaned). Plokikaaned on kinnitatud mootoriploki peale ning neis on iga silindri kohal põlemiskamber, klapid, mis küttesegu vajalikul hetkel silindrisse ja põlemisjäägid sealt välja lasevad ning samuti koht süüteküünla jaoks. Plokikaane küljes on ka osa klapiajamist, mis klappe vajalikul hetkel avab ja sulgeb.

Plokikaaned on valmistatud kas malmist või alumiiniumist. Paremaks tuleks jällegi lugeda alumiiniumkaasi, eelkõige kuna nad on kergemad ja lihtsamini töödeldavad. Enamusel 60-ndate muskelautodest olid siiski malmkaaned.

Plokikaanes on ka sisse- ja väljalaskekanalid mis ühendavad vastavalt sisselaskeklappi sisselaskekollektoriga ja väljalaskeklappi väljalaskekollektoriga.

Plokikaane omadused sõltuvad eelkõige sisse- ja väljalaskekanalite kujust ja suurusest, klappide läbimõõdust ja paigutusest, põlemiskambri kujust ja suurusest ning süüteküünla paigutusest põlemiskambris. Vaatleme lihtsustatult nende karakteristikute mõju mootori omadustele.

Klapiajam

Nüüd jõuame selle juurde, kuidas tagatakse sisse- ja väljalaskeklappide avanemine õigel ajal. Allpool on lihtsustatud joonis klapiajamist (valvetrain), mille ülesandeks on klappide õigeaegne liigutamine.

Kõige all pöörleb nukkvõll, võll, millel on iga klapi jaoks oma ekstsentriline osa, mis pöörlemisel põhjustabki üles alla-liikumise, mis ülejäänud klapiajami kaudu klapile edasi antakse. Nukkvõll pöörleb kaks korda aeglasemalt kui väntvõll, kuna mootori üks neljataktiline töötsükkel leiab aset kahe väntvõllipöörde jooksul, ühe töötsükli ajal on aga klappe vaja liigutada vaid üks kord.

Nukkvõlli vastu toetub tõukur, mis libiseb piki nuki kontuuri ja hakkab seda järgides üles-alla liikuma.

Järgmine lüli klapiajamis on tõukurvarras, mis tõukuri liikumise ülespoole plokikaanes olevale nookurile edasi annab. Rocker on üleval pildil see jupp, mis pidevalt edasi-tagasi kõigub. Rocker annab tõukurvarda liikumise klapile edasi, aga üldjuhul pole ta võrdõlgne, vaid klapipoolne õlg on pikem, tavaliselt 1,5 kuni 1,7 korda.

Oluline osa klapiajamist on ka klapivedru. Klapivedru peab olema seda jäigem, mida järsem on nukkvõll ja mida kõrgemaid pöördeid kasutatakse, et tagada, et klapp õigeaegselt sulguks ja tõesti tihedalt nukkvõlli kontuuri jälgiks ja sellel hüppama ei hakkaks. Näiteks 5000 RPM juures peab klapp avanema ja sulguma 2500 korda minutis ehk üle neljakümne korra sekundis. Selle jaoks on mõistagi tarvis üsna jäikasid klapivedrusid: et klapivedrusid suruda kokku selliselt, mis vastaks klapi avatud asendile, on vaja raskust 150-300+ kg. Mõistagi pole kerge ka ülejäänud klapiajamil sellist jõudu 40 korda sekundis rakendada ning mida jäigem klapivedru, seda rohkem kulub kogu klapiajam.

Liiga nõrk klapivedru põhjustab samuti probleeme. Üheks nendest on valve float, s.t. olukord, mis ilmneb järsu nukkvõlli ja kõrgete pöörete korral ja seisneb selles, et klapivedru ei jõua klappi nii kiiresti sulgeda, kui nukkvõll seda ette näeks ja seetõttu jõuab kolb osa küttesegust silindrist tagasi välja suruda, eriti ekstreemsetel juhtudel juba süüdatuna, mis mõistagi ei mõju mootorile hästi. Klapiajamile mõjub halvasti see, kui float'i käigus nukilt lahti tulnud tõukur sellega uuesti kokku põrkab.

Klapivedrudele ja ülejäänud klapiajamile mõjub halvasti ka valve bounce nimeline nähtus, mis tähendab seda, et klapp sulgub nii järsult, et klapivedru ei suuda hoida teda uuesti veidi lahti põrkumast, kui ta plokikaane vastu läheb. Seda juhtub tavaliselt kõrgetel pööretel ning sealjuures tekkiv vibratsioon mõjub klapivedrudele tavaliselt nii halvasti, et nähtus hakkab korduma üha madalamatel pööretel, lõpuks võib asi viia vedru purunemiseni.

Sarnaselt mõjub ka vedrule mõjuv liiga suur surve, mis viib vedrukeerdude kokkupuuteni. Seda põhjustab liiga kõrge nukk või liiga suur rocker ratio ning tagajärjed on nii klapivedrudele kui ülejäänud klapiajamile üldjuhul kurvad.

Korduse mõttes võib vaadelda allolevat pilti, kus Mopari big-blockilt on eemaldatud sisselaskekollektor. All keskel on nukkvõll, mida eriti näha pole. Näha on aga tõukureid, mis on omavahel paarikaupa ühendatud, et nad ei pöörleks (üles-alla saavad nad ikka iseseisvalt liikuda). See näitab, et tegemist on roller-tõukuritega, mille rulliku telg peab olema paralleelne nukkvõlliga, et rullik veereda saaks. Peale selle on näha tõukurvardaid, mis läbi plokikaante nookuriteni (rockers, pildil punakad) ulatavad. Näha on ka mõlema poole plokikaante sisselaskeporte, mis on ristkülikukujulised ja kahekaupa paaris.

Nukkvõll

Nüüd tuleme siis komponendi juurde, mis kogu klapiajami liikuma paneb ja mida on kutsutud ka mootori 'ajuks' kuna ta mõjutab nii oluliselt kõige mootoris toimuva ajastust.

Nagu ülalpool selgus, on nukkvõllil iga klapi jaoks oma nukk, mis seda klappi vajalikul hetkel avab ja sulgeb, kokku seega 16 nukki.

Järgnevalt vaatame, milliste näitajatega nukkvõlli iseloomustatakse.

Kõige lihtsam näitaja on 'lift' (klapitõus), mis näitab, palju nukk oma kõige kõrgemas kohas klappi maksimaalselt avab. Seda arvestatakse tavaliselt koos rocker ratioga, mida eeldatavasti koos nukkvõlliga kasutatakse ja arvuliselt on lift vahemikus 0,4 kuni 0,6 tolli (see tähendab, et nuki tegelik kõrgus nukkvõllil 1,5 rocker ratio juures on vahemikus 0,26 kuni 0,4 tolli).

Lifti väljendatakse enamasti tuhandiktolli täpsusega ja see võib sisse- ja väljalaskeklappidel olla erinev, näiteks '88 Firebirdi 350 CID mootori nukkvõlli lift on 1,5 rockeritega sisselaskel .415" ja väljalaskel .430" (ehk siis 0,415 ja 0,43 tolli).

Lihtsustatult võib öelda, et suurem lift tähendab suuremat jõudlust, kuna gaasidel on avaram tee silindrisse ja sealt välja, kuid kui klapp avaneb kaugemale kui veerand oma diameetrist (2-tolline klapp järelikult kaugemale kui 0,5 tolli), siis see enam väga suurt lisa voolule ei anna, kuna piiravaks muutub klapiava läbimõõt, mitte enam klapi avamisel tekkiv pilu.

Mida kauem on klapid avatud, seda rohkem aega on gaasidel liikuda ning seda suurem on saavutatav võimsus ning seda suurematele pööretele on mootor ette nähtud. Samas kannatavad mootori omadused ja pöördemoment madalamatel pööretel. Seega võib suurema lift'i ja duration'iga nukkvõlle nimetada agressiivsemateks, kuna nad on mõeldud kõrgemalt forsseeritud mootoritele.

Allikas: tqhq.ee

printerisõbralik versioon

esita küsimus

viimati toimetatud: 26. 01. 2011. 07:53