Als u How Car Engines Work hebt gelezen, kent u de kleppen die lucht in de motor laten en uitlaatgassen uit de motor laten komen. U kent ook de nokkenas die de kleppen aanstuurt. De nokkenas maakt gebruik van roterende lobben die tegen de kleppen duwen om ze te openen en te sluiten. Bekijk hoe nokkenassen werken voor meer informatie.
Het blijkt dat er een significant verband bestaat tussen de manier waarop de lobben op de nokkenas worden geslepen en de manier waarop de motor presteert in verschillende toeren (omwentelingen per minuut) bereiken. Om te begrijpen waarom dit het geval is, stelt u zich voor dat we een motor extreem langzaam laten draaien - met slechts 10 of 20 tpm, dus het duurt de zuigerseconden om een cyclus te voltooien. Het zou onmogelijk zijn om een normale motor zo langzaam te laten draaien, maar stel je voor dat we dat zouden kunnen. We zouden de nokkenas willen slijpen zodat, net als de zuiger in de inlaatslag naar beneden begint te bewegen, de inlaatklep zou openen. De inlaatklep zou sluiten als de zuiger naar beneden komt. Dan zou de uitlaatklep precies openen als de zuiger aan het einde van de verbrandingsslag naar beneden komt en zou sluiten als de zuiger de uitlaatslag voltooit. Dat zou geweldig zijn voor de motor, zolang hij op deze zeer lage snelheid liep.
Wanneer u het toerental echter verhoogt, werkt deze configuratie voor de nokkenas niet goed. Als de motor met 4.000 tpm draait, openen en sluiten de kleppen 2000 keer per minuut, of dertig tot veertig keer per seconde. Wanneer de inlaatklep helemaal bovenaan de inlaatslag opengaat, blijkt dat de zuiger veel moeite heeft om de lucht in de korte beschikbare tijd (een fractie van een seconde) in de cilinder te krijgen. Daarom wilt u bij hogere toerenbereiken de inlaatklep om te openen voorafgaand aan de inlaatslag - eigenlijk terug in de uitlaatslag - zodat tegen de tijd dat de zuiger naar beneden begint te bewegen in de inlaatslag, de klep open is en lucht vrij in de cilinder beweegt gedurende de hele inlaatslag. Dit is een beetje een vereenvoudiging, maar je snapt het idee. Voor maximale motorprestaties bij lage motortoerentallen moeten de kleppen anders openen en sluiten dan bij hogere motortoerentallen. Als u een goede lage-snelheidsnokkenas aanbrengt, doet dit afbreuk aan de prestaties van de motor bij hoge snelheden, en als u een goede hoge-snelheidsnokkenas aanbrengt, doet dit afbreuk aan de prestaties van de motor bij lage snelheden (en in extreme gevallen kan het erg moeilijk zijn om start de motor!).
VTEC (wat staat voor Variable Valve Timing and Lift Electronic Control ) is een elektronisch en mechanisch systeem in sommige Honda-motoren waarmee de motor in feite meerdere nokkenassen kan hebben. Naarmate de motor in verschillende toerenbereiken beweegt, kan de computer van de motor afwisselende lobben op de nokkenas activeren en de timing van de nok wijzigen. Op deze manier krijgt de motor de beste eigenschappen van lage- en hogesnelheidsnokkenassen in dezelfde motor. Verschillende van de onderstaande links gaan naar de feitelijke mechanica van het VTEC-systeem als je geïnteresseerd bent.
Verschillende motorfabrikanten experimenteren met systemen die oneindig veel variatie mogelijk maken in kleptiming. Stel je bijvoorbeeld voor dat elke klep een solenoïde had die de klep onder computerbesturing kon openen en sluiten in plaats van te vertrouwen op een nokkenas. Met dit type systeem krijgt u maximale motorprestaties bij elk toerentalbereik. Iets om naar uit te kijken in de toekomst...
Oorspronkelijk gepubliceerd:1 april 2000
