Kamaxlar

Synnerligen intressant om Kamaxlar


Kamaxel

Kammen kan utformas så att den ger önskat rörelsemönster, till skillnad mot en vevaxel eller excenter, som endast ger en sinusformad rörelse. Följaren kan antingen vara en glidyta eller en rulle. Följaren kan röra sig linjärt eller sitta på en vipparm, som med olika lagringar, kan ge rörelser i olika riktningar och utslag. Kamaxlar används främst när man önskar linjära rörelser enligt speciella mönster, till exempel reglering av ventiler. Vid arrangemanget SOHC (Single OverHead Cam shaft) har motorn en högt placerad kamaxel som drivs med kamrem eller kamkedja, och som påverkar ventilerna (toppventiler) via vipparmar. Vid arrangemanget DOHC (Double OverHead Cam shaft) har motorn två högt placerade kamaxlar som drivs med kamrem eller kamkedja, och som påverkar ventilerna (toppventiler) direkt. I fortsättningen beskrives kamaxlars användning för styrning av ventiler i kolvmotorer. Kamaxlar tillverkas vanligen av smidesstål, och bearbetas genom svarvning, fräsning, slipning och härdning. Slipningen av kammarna är komplicerad eftersom kammarna ska ha en speciell krökning. Kamaxlarna har vanligen borrade hål för oljesmörjning av glidlagren och kammarna. Ytorna är behandlade för att minimera motorns inre friktion. Drivhjul och eventuell givare placeras i ändarna liksom eventuell vinkeljusterare. På drivhjulet och kamaxeln finns alltid märkningar som gör att de kan monteras synkrona med säkerhet. På drivremmar finns vanligen motsvarande markeringar, så att antalet kuggar mellan hjulen blir rätt. Kamkedjor och kamremmar har vanligen en spännanordning på den sida som inte är dragande. Om en kamkedja eller kamrem brister kan det ske motorhaveri eftersom ventiler kan förbli öppna och slå i kolvarna. Tillverkarna föreskriver intervall när byte måste ske. Det har länge experimenterats med kamaxellös ventilstyrning. Man låter då i stället motorstyrsystemet aktivera ventilerna med elektromagneter eller hydraulkolvar. Gasutbytet kan då ytterligare förbättras. Bl.a. har Renault, BMW och Koenigsegg haft prototyper.. Koenigsegg har, med ett systerbolag kallat FREEValve, utvecklat en sådan kamaxellös ventilstyrning i sin nya modell Koenigsegg Regera. Kamaxlar fanns beskrivna redan under antiken. Vidare i Mesopotamien år 1206. De användes då för pumpar. En desmodromisk eller konjugerande mekanism, utan ventilfjädrar, patenterades redan 1896 av Mees och användes i Mercedes 300SL på 1950-talet samt av Ducati. Den överliggande kamaxeln uppfanns (1902) av den amerikanska motortillverkaren David Dunbar Buick (grundaren av "Buick Motor Company") som sedan dock återgick till stötstångsmotorer eftersom General Motors (som köpte upp företaget 1908) antagligen ville spara pengar. Motorer med dubbla överliggande kamaxlar framställdes sedan (1919) av Isotta Fraschini, Giustino Cattaneo, Austro-Daimlers Ferdinand Porsche, Stephen Tomczak och W. O. Bentley. Kamaxelns rotation skall vara hälften mot vevaxeln i en fyrtaktsmotor som har en cykel på två varv. Vid tvåtaktsmotorer med avgasventiler ska varvtalet vara detsamma och kammarna kan då ibland sitta direkt på vevaxeln. För varje cylinder (i en fyrtaktsmotor) har kamaxeln minst två kammar, en för insugningsventilen och en för avgasventilen. Kamaxeln måste vara synkroniserad med vevaxeln så att ventilerna öppnar dels vid rätt takt och dels vid rätt vinkel i förhållande till kolvens övre eller lägre dödläge. För att förbättra gasutbytet kan tre eller fyra ventiler (upp till åtta i ovanliga fall) finnas vilket kan öka antalet kammar. Mekanismen mellan kam och ventil kan utformas olika: Kamaxel direktdriven av vevaxeln (kuggväxel). Axelns kammar får då ett avstånd till ventilerna vilket löses med en stötstång upp till ventilerna. En enkel lösning, som fungerar bra vid måttliga varvtal. Stötstången kan verka: Direkt mot ventilen, en "sidventilmotor".

Plejad-klass

Plejad-klass var en svensk fartygsklass som utgjordes av elva stycken torpedbåtar. Plejad-klassen byggdes med ledning av erfarenheter från HMS Perseus, som var ett prototypfartyg vilket projekterades med en ny dubbelverkande motortyp från Götaverken. Denna blev dock aldrig färdig och Perseus användes senare som experimentfartyg för gasturbindrift. Plejad-klassen om 11 fartyg färdigställdes 1954–1957 och benämndes "TB typ Plejad". Fartygens namn är lånade från kända stjärnor. De ärvde namnen från de ångdrivna 1:a klass torpedbåtar flottan hade under första delen av 1900-talet. Fartygen utrangerades under åren 1977–1981. Plejad-klass är en deplacerande fartygstyp. Skrovet är i likhet med äldre torpedbåtar mycket smalt. Avgaserna släpps ut i sida respektive botten. Det var meningen att "Plejadklassen" skulle utrustad med tre svenskbyggda dieselmotorer på 3000 hp. Utvecklingen av en dessa drog dock ut på tiden. För att fartygen skulle få motorer i tid beställdes därför 1951 motorer för de sex första båtarna av Daimler Benz i Tyskland. Dessa var av typ MB 518 som tidigare provats som mittmotor på HMS Perseus till en effekt på 2 500 hp. På grund av ökad efterfrågan hos Daimler Benz på torpedbåtsmotorer från Spanien, Danmark och Tyskland måste beställning för de fem övriga fartygen göras under 1952. Daimler Benz-motorn genomgick dock successiva modifieringar av vilka den viktigaste var ändrat utförande av brännarmunstycket mellan förkammare och cylinder. Från 1958 medgav dessa att den från början önskade effekten på 3 000 hp kunde uppnås vid 1 720 RPM. Motortypen benämndes då MB 518/3 och hade en vikt på 4 800 kg inklusive reduktionsväxel på 1:1,72. Motorn saknade backslag och backgång åstadkoms genom att rotationsriktningen ändrades genom att kamaxlarna försköts axiellt. Besättningen uppgick till 33 man. Längd i konstruktionsvattenlinjen 45,2 m. Djupgående, akter 1,6 m. 6 x 53 cm torpedtuber för trådstyrda torpeder. 2 x 103 mm lysraketställ m/53. 1 x 57 mm lysraketpjäs m/60.

Fyrtaktsmotor

Fyrtaktsmotorn är en typ av kolvmotor i vilken bränslet förbränns i fyra faser, eller takter. Motortypen har en relativt jämn och mjuk gång och återfinns i de flesta moderna bilar. Fyrtaktsprincipen, som även kallas Ottocykel, uppfanns av Nicolaus Otto år 1876. Fyrtaktsmotorer är ofta flercylindriga och har ventiler som reglerar flödet in och ut ur förbränningsrummen. Ventilerna befinner sig i moderna motorer som regel i cylindertoppen, men äldre motorer, så kallade sidventilare, har ventilerna i motorblocket. Ventilerna manövreras med hjälp av en eller flera kamaxlar som antingen är placerade uppe i topplocket (överliggande kamaxel) eller i cylinderblocket. Kamaxeln drivs av vevaxeln medelst kugghjul, kedja eller rem och har en utväxling på 2:1 i förhållande till vevaxeln. Ventilernas öppningstider bestäms av kamnockarnas mekaniska form och återgår till stängt läge med hjälp av starka fjädrar. En fyrtaktsmotor tänder en gång per två vevaxelvarv och cylinder, till skillnad från tvåtaktsmotorn som tänder en gång per vevaxelvarv och cylinder. Arbetscykeln i en fyrtaktsmotor tar således två motorvarv. I en flercylindrig fyrtaktsmotor har kolvarna olika lägen och befinner sig i olika takter. Till exempel har en fyrcylindrig motor två kolvar i samma läge och två kolvar som befinner sig i motsatt läge, det vill säga när två kolvar befinner sig i övre vändläge så befinner de två andra sig i nedre vändläge. De kolvar som befinner sig i samma läge är dock i olika takter, så en fyrcylindrig motor har en cylinder i varje takt. Första takten i fyrtaktsmotorns arbetscykel. Kolven går från övre till nedre vändläge, inloppsventilen är öppen och avgasventilen stängd. När kolven rör sig från övre vändläge och inloppsventilen är öppen sugs bränsleluftblandningen in i cylindern. Andra takten i fyrtaktsmotorns arbetscykel. Kolven går från nedre till övre vändläge, både inlopps- och avgasventilen är stängda. När kolven rör sig uppåt i cylindern komprimeras bränsleluftblandningen. Bränsleluftblandningen antänds av ett tändstift just innan kolven når övre vänd-/dödläge. Tredje takten i fyrtaktsmotorns arbetscykel. Kolven går från övre till nedre vändläge, både inlopps- och avgasventilerna är stängda. Den antända bränsleluftblandningen expanderar och trycker då ner kolven. Genom den snabba förbränningen ökar temperaturen till 2000–2500 °C. Trycket i förbränningsrummet stiger vid förbränningen till 3–5 MPa (30–50 bar) i ottomotorn, i dieselmotorn till 7–13 Mpa (70–130 bar). Under expansionstakten pressas kolven av trycket nedåt i cylindern och utför därvid ett mekaniskt arbete med en linjärörelse som via vevstaken omvandlas till en roterande rörelse i vevaxeln. På grund av att förbränningen tar en viss tid, antänds bränsleluftblandningen några grader före övre vändläget (under kompressionstakten). Detta kallas förtändning. Fjärde takten i fyrtaktsmotorns arbetscykel. Kolven går från nedre till övre vändläge, avgasventilen är öppen och inloppsventilen är stängd. Förbränningsgaserna (avgasen) trycks ut. Inloppsventilen börjar öppna före övre vändläge och avgasventilen stängs. Momentet då båda ventilerna är öppna kallas överlappning.

V-motor

V-motor är en konfiguration av förbränningsmotor. V-motorer har två cylinderrader (eller bara två cylindrar) som är placerade i vinkel mot varandra med vevaxeln i vinkelns spets. En V-motor är kortare, bredare men lägre, än en rak motor med samma cylinderantal och slagvolym. Vilken vinkel som är optimal ur vibrationssynpunkt varierar med antalet cylindrar. En V-motor kan ha en centralt placerad kamaxel som påverkar ventilerna på båda cylinderraderna med stötstänger, medan två eller fyra överliggande kamaxlar är vanligast på moderna motorer. Jämfört med en motsvarande radmotor är V-motorn mer komplicerad med fler rörliga delar, eftersom cylindrarna är uppdelade på två rader. Det är också svårare att få inbyggd naturlig balans i V-motorn, med undantag för vissa konfigurationer som t.ex. en V8 med 90 graders vinkel eller en V6 med 120 grader. Att man ändå ibland väljer V-motor beror oftast på att den är kortare än en radmotor. Det är också opraktiskt med mer än 6 cylindrar i rad av utrymmesskäl. Jämfört med en boxermotor är V-motorn kompaktare och lättare att underhålla. Boxermotorn är däremot bättre balanserad och ger fordonet lägre tyngdpunkt – samt har lägre höjd så att den kan placeras under t.ex. lastutrymmet. L-twin, kallar Ducati sina V2-motorer med 90 grader mellan cylindrarna monterade i ramen så att den ena är vertikal och den andra horisontell. Rent konfigurationsmässigt är det dock en ordinär V-motor. VR5 och VR6 var betckningen för Volkswagens motorer med 5 respektive 6 cylindrar som tillverkades med två cylinderrader men liten vinkel mellan dem. Det gjorde att motorn var kortare än en radmotor med samma antal cylindrar men samtidigt smalare än en renodlad V6:a. Den korta vinkeln gjorde att vevaxeln hade separata vevtappar för varje cylinder – alltså ett avsteg från hur en V-motor vanligen konstrueras. VR5 var ovanlig på det sättet att den vara hade 5 cylindrar – den ena raden hade alltså en cylinder mindre. Anledningen att dessa motorer konstruerades var att man ville erbjuda 5- och 6-cylindriga motorer till befintliga bilmodeller som var konstruerade för 4-cylindriga motorer – och därför behövde få fram kompaktare konstruktioner med fler cylindrar.

Mazda 626

Mazda 626 var en mellanklassedan som 2002 ersattes av Mazda Mazda6. Mazda har 78 år på nacken, hette från början Toyo Cork Kogyo och senare Toyo Kogyo Company Limited, man bytte namn till Mazda 1984. På flera marknader har man för övrigt gemensam produktion med Ford. Det mest närliggande exemplet är lilla Mazda 121 som tillverkas i England och som är identisk med Ford Fiesta. I Sverige är man inne på sitt 26:e år och importören är i stort sett densamma som vid introduktionen. Namnet 626 dök upp första gången 1977 när en bakhjulsdriven bil med 626-namnet introducerades. Den kom till Sverige som 1979 års modell. Den första framhjulsdrivna 626:an kom hit som -83a, både som sedan, hatchback och som 2 dörrars sport-saloon. Den andra generationen av framhjulsdrivna 626:or kom 1987 som sedan, hatchback, 2-dörrars sport-saloon och även som kombi. Motorerna omfattade tre fyrcylindriga alternativ. En 1,8-liters motor 16 ventiler, 2,0-liters på 66 kW/90 hk. Båda var hämtade från föregående modell och försedda med en överliggande kamaxel. På toppen kom nyheten, en 2,0-liters med 16-ventilers motor med två överliggande kamaxlar och effekten var 148 hk. Alla modellerna hade femväxlad manuell låda som standard och en fyrstegad automat fanns som tillval. Det fanns även en 12-ventilsmotor på 2,2 liter och 85 kw(115) hästkrafter. Man gjorde också stort PR-väsen av en elektroniskt kontrollerad fyrhjulsstyrning där bakhjulen styrdes i den riktning och utsträckning som den elektroniska kontrollenheten ansågs vara lämpligt. Fördelarna beskrevs som många. Den tredje generationen Mazda 626 kom -92 och den här gången som sedan, hatchback och sport coupe (MX-6). Den gamla kombin fick därför hänga med i programmet ytterligare några år. Man försökte också snitsa till den tredje generationen genom en specialserie kallad Solomon Blue 1996. Under 1997 kom den sista 626:an, både som sedan och hatchback och en ny kombi. Modellen höll ut tills ersättaren 6 presenterades år 2002. Mazda 626 toppade i många år bilprovningens lista över minst antal anmärkningar.

Slidmotor

Slidmotor är en kolvmotor där gasväxlingen i motorn styrs med metallslider (slidventiler) istället för konventionella tallriksventiler. Slidmotorn kännetecknas av att den har metallslider som rör sig inne i cylindern, mellan kolven och cylinderväggen. Motorn saknar insugs- och avgaskanaler i cylinderhuvudet. Istället har den portar i motorblocket, likt tvåtaktsmotorn. Sliden är försedd med öppningar som släpper in och ut gaserna ur förbränningsrummet, beroende på slidens läge i förhållande till insugs- respektive avgasporten. Slidens rörelse styrs av en axel som drivs av motorns vevaxel, motsvarande en konventionell motors kamaxel. I vissa slidmotorer rör sig sliden upp och ned tillsammans med kolven och rörelsen styrs då via en vevstake kopplad till vevslängar på styraxeln. I andra motorer roterar sliden runt kolven. Konstruktionen ställer stora krav på god smörjning när metalldelar glider mot varandra. Slidmotorn utvecklades i USA av Charles Knight i början av 1900-talet. Den konventionella motorns ventilstyrningar, med kamaxel, stötstänger, ventillyftare och ventilfjädrar hade stora toleranser och väsnades en hel del. Dessutom gjorde dåtidens bristande materialutveckling att metalldelar som rörde sig mot varandra slets ut rätt snabbt. Knights motor hade två koncentriska slider som rörde sig upp och ned tillsammans med kolven inne i cylindern. Motorn gick påfallande tyst och marknadsfördes under namnet "Silent Knight" (jämför med psalmen Silent Night, Stilla natt). Lösningen med slider var heller inte lika underhållskrävande som konventionella ventiler. Knight sålde licensrätten till flera tillverkare av lyxbilar, vars kunder uppskattade den tysta gången. Några av de främsta tillverkarna var amerikanska Willys, brittiska Daimler och franska Voisin. Motorns konstruktion gjorde det hart när omöjligt att förhindra att det kom in smörjolja i cylindern och en bil med slidmotor följdes alltid av ett moln av blårök, något som också karaktäriserar den betydligt enklare tvåtaktsmotorn. Det här var inget ovanligt i bilens barndom, när alla motorer var mer eller mindre otäta, men i början av 1930-talet hade den konventionella motorn genom materialutvecklingen jämnat ut slidmotorns fördelar. Eftersom slidmotorn var komplicerad och dyr att tillverka övergavs den av biltillverkarna. Under 1920-talet arbetade britten Harry Ricardo med slidmotorer för flygplan. Dessa motorer hade enkla, roterande slider. Konventionella tallriksventiler fungerade dåligt vid höga varvtal. Ventilfjädern hann inte med att stänga ventilen, vilket ledde till att kolv och ventil krockade med motorhaveri som följd. Med slidventiler slapp man sådana problem. Slidmotorns ventilstyrning innehåller även färre delar och väger därmed mindre, en viktig faktor för just flygmotorer. Under 1930- och 1940-talet byggde bland annat Bristol och Napier och Son starka flygmotorer med slidventiler. Den snabba teknikutvecklingen under andra världskriget gjorde att den konventionella motorn jämnade ut slidmotorns fördelar även på dessa områden. Efter kriget ersattes dessutom de starkaste kolvmotorerna av den nya jetmotorn.


Kamaxlar