Motorkleppen zijn mechanische componenten die worden gebruikt in verbrandingsmotoren om de stroom van vloeistof of gas van en naar de verbrandingskamers of cilinders toe te staan of te beperken tijdens het draaien van de motor.
Functioneel presteren ze op dezelfde manier als veel andere soorten kleppen omdat ze de stroom blokkeren of doorgeven, maar ze zijn een puur mechanisch apparaat dat in verbinding staat met andere motorcomponenten zoals tuimelaars om in de juiste volgorde en met de juiste timing.
De term motorklep kan ook verwijzen naar een type terugslagklep die wordt gebruikt voor luchtinjectie als onderdeel van de emissiebeheersings- en uitlaatgasrecirculatiesystemen in voertuigen. Dit type motorklep wordt in dit artikel niet behandeld.
Motorkleppen komen veel voor bij veel soorten verbrandingsmotoren, of ze nu op brandstof lopen zoals benzine, diesel, kerosine, aardgas (LNG) of propaan (LP). Motortypes variëren door het aantal cilinders dat de verbrandingskamers zijn die stroom opwekken uit de ontsteking van brandstof.
Ze variëren ook door het type werking (2- of 4-takt) en door de ontwerpplaatsing van de kleppen in de motor [bovenliggende klep (OHV), bovenliggende nokkenas (OHC) of klep in blok (VIB)] .
Een kopklepmotor (OHV) is een zuigermotor waarvan de kleppen zich in de cilinderkop boven de verbrandingskamer bevinden. Dit in tegenstelling tot eerdere motoren met platte kop, waar de kleppen onder de verbrandingskamer in het motorblok zaten.
De nokkenas in een traditionele kopklepmotor bevindt zich in het motorblok. De beweging van de nokkenas wordt overgebracht met behulp van stoterstangen en tuimelaars om de kleppen aan de bovenkant van de motor te bedienen.
Een bovenliggende nokkenas (OHC) motor heeft ook kopkleppen; om verwarring te voorkomen, worden bovenliggende klepmotoren die stoterstangen gebruiken echter vaak "drukstangmotoren" genoemd. Sommige vroege "inlaat over uitlaat"-motoren gebruikten een hybride ontwerp waarbij elementen van zowel zijkleppen als kopkleppen werden gecombineerd.
De klep die het mengsel in de cilinder toelaat, is de inlaatklep; degene waardoor de afgewerkte gassen ontsnappen is de uitlaatklep. Ze zijn ontworpen om op precieze momenten te openen en te sluiten, zodat de motor bij alle snelheden efficiënt kan draaien.
De werking wordt geregeld door peervormige lobben, nokken genaamd, op een roterende as, de nokkenas, aangedreven door een ketting, een riem of een set tandwielen vanaf de krukas.
Waar de nokkenas in het motorblok is gemonteerd, zitten kleine metalen cilinderstoters in kanalen boven elke nok, en vanaf de klepstoters steekt een metalen stoterstang omhoog in de cilinderkop. De bovenkant van elke duwstang ontmoet een tuimelaar die tegen de steel van een klep rust, die in een verhoogde (gesloten) positie wordt gehouden door een sterke spiraalveer, de klepveer.
Terwijl de duwstang op de nok omhoog komt, draait hij de tuimelaar, die de klep naar beneden (open) duwt tegen de druk van de veer in. Naarmate de noklob verder draait, sluit de klepveer de klep. Dit wordt een overhead-valve (OHV) systeem genoemd.
Sommige motoren hebben geen stoterstangen; de kleppen worden directer bediend door enkele of dubbele nokkenassen in de cilinderkop zelf het bovenliggende nokkenassysteem.
Omdat er minder bewegende delen zijn tussen de nokkenas en de klep, is de methode met bovenliggende nokkenas (OHC) efficiënter en produceert meer vermogen voor een bepaald motorvermogen dan een motor met stoterstangen, omdat deze met hogere snelheden kan werken. Bij beide systemen moet er enige speling in het drijfwerk zijn, zodat de klep nog volledig kan sluiten als onderdelen door warmte zijn uitgezet.
Een vooraf ingestelde spleetstoterspeling is essentieel tussen de klepsteel en de tuimelaar of nok, om uitzetting mogelijk te maken. De speling van de klepstoters varieert sterk bij verschillende auto's en een verkeerde afstelling kan ernstige gevolgen hebben.
Als de opening te groot is, gaan de kleppen laat open en sluiten ze vroeg, waardoor het vermogen afneemt en het motorgeluid toeneemt.
Een te kleine speling verhindert dat de kleppen goed sluiten, met als gevolg verlies van compressie. Sommige motoren hebben zelfinstellende klepstoters, die hydraulisch worden bediend door de motoroliedruk.
De meeste motorkleppen zijn ontworpen als schotelkleppen vanwege hun op en neer ploffende beweging en hebben een conische profielklepkop die tegen een machinaal bewerkte klepzitting past om de doorgang van vloeistoffen of gassen af te sluiten. Vanwege de kenmerkende vorm van de klepkop worden ze ook wel paddenstoelventielen genoemd.
De twee belangrijkste elementen zijn de klepsteel en de klepkop. De kop bevat een filet die leidt naar een zittingvlak dat onder een gespecificeerde hoek is bewerkt om te passen bij de bewerking van de klepzitting waarop het zal passen. De zitting van het klepvlak op de klepzitting zorgt voor de afdichting van de klep tegen verbrandingsdruk.
De klepsteel verbindt de klep met de mechanische elementen in de motor die de klep bedienen door een kracht te creëren om de steel tegen de zittingdruk in te bewegen die wordt geleverd door een klepveer. De groef van de houder wordt gebruikt om de veer op zijn plaats te houden en de punt van de klepsteel wordt herhaaldelijk in contact gebracht met een tuimelaar, klepstoter of lifter die de klep bedient.
Er zijn 3 verschillende soorten motorkleppen:
Vanwege zijn vorm wordt het ook wel een paddenstoelventiel genoemd. Het wordt gebruikt om de timing en hoeveelheid gasstroom in een motor te regelen. Dit is de meest gebruikte klep in een automotor. De schotelklep heeft de naam gekregen vanwege zijn beweging van op en neer knallen.
Het bestaat uit een kop en een stengel. Het klepvlak, meestal met een hoek van 30° tot 45°, is perfect geslepen, omdat het moet passen bij de klepzitting voor een perfecte afdichting. De steel heeft een veerborggroef en het uiteinde is in contact met de nok voor op- en neergaande bewegingen van een klep. In uitlaat helpt een drukverschil om de klep af te dichten. In inlaatkleppen helpt het drukverschil om ze te openen.
De hulsklep, zoals de naam al aangeeft, dat het een buis of huls is die tussen de zuiger en de cilinderwand in de cilinder van een verbrandingsmotor past, waar hij draait/schuift.
Poorten aan de zijkant van de mouwen komen in lijn met de inlaat- en uitlaatpoorten van de cilinder in de juiste fasen van de motorcyclus.
Het binnenoppervlak van de huls vormt de binnencilinder waarin de zuiger schuift. De huls is continu in beweging en maakt de gassen mogelijk en verdrijft ze dankzij het periodieke samenvallen van de poort die in de huls wordt gesneden met de poorten gevormd door het gietstuk van de hoofdcilinder.
Voordelen: Deze ventielen zijn eenvoudig van constructie en stil in gebruik. Er is lawaai omdat er geen lawaaimakende onderdelen zijn zoals klepnokken, tuimelaar, klepstoters, enz. Mouwklep heeft minder neiging tot detonatie. Koeling is zeer effectief omdat de klep in contact staat met watermantels.
Er zijn veel soorten roterende sluizen. De afbeelding toont de roterende klep van het schijftype. Het bestaat uit een roterende schijf met een poort. Tijdens het draaien communiceert het afwisselend met het inlaat- en uitlaatspruitstuk.
Voordelen: Draaisluizen zijn eenvoudig van constructie en worden tegen lagere kosten geproduceerd. Ze zijn geschikt voor snelle motoren. Deze kleppen hebben minder spanningen en trillingen. Rotatiekalveren voeren soepele, uniforme en geruisloze operaties uit.
