Kamaxlar

[JohnA]

Än en gång försöker jag bli klok på ämnet kamaxlar till fyrtakts bensinmotorer. Jag blir galen!
Jag tror mig förstå ganska väl varför t.ex. insugsventilen stänger en stund EFTER att nedre dödpunkten passerats och varför insug och avgas överlappar varandra i ÖD.

Det som gör mig galen är att jag hittar väldigt stora skillnader i tiderna/graderna mellan olika bilmotorer trots att de alla är mesiga standardmotorer av den gamla skolan. Extra störande är det att olika tillverkare har olika referenser och mätmetoder. Jag antar det blir ganska stora skillnader i gradtalen om kamaxeln uppges mot ett ventilspel på 2mm eller noll.

Jag önskar jag kunde lära mig gissa en motors ungefärliga egenskaper genom att studera
kamaxelns vinklar men det kanske är svårt när graderna uppges med så skiftande ventilspel?

Det jag tror mig fattat hittills är att stort överlapp ger hög toppeffekt men dåliga lågvarvsegenskaper och vice versa. Jag har också läst mig till att man ofta öppnar avgasventilen
en god bit innan nedre dödpunkten eftersom förbränningen ändå är praktiskt taget slut
vid det laget.

Jag tycker en icke överladdad motors maximala vridmoment  teoretisk borde begränsas endast uppåt vid högre varv av att motorn inte hinner suga i sig allt den vill ha medan vridmomentet skulle vara i stort sett konstant från tomgång upp till mellanvarv. Att det inte är så i praktiken
antar jag beror på främst kamaxelns överlapp. (och säkert också ökade värmeförluster och blow-by kring kolvarna)

Till många bilmotorer finns trim-kammar att köpa, men borde det inte gå att optimera en kamaxel
för bättre bränsleekonomi till en motor som t.ex. sällan arbetar på höga varvtal?
Är det förresten inte detta man gjort med Toyota Prius? Jag vill minnas att den har en förkortad insugningstid för att minska pumpförlusterna eller något i den stilen.

[JohnA]

Hur är det förresten med skillnader på typiska kamaxlar för bensin- respektive dieselmotorer?
Dieseln borde t.ex. inte ha behov av lika mycket överlapp.

[Misse]

Du kan ana en kamaxels egenskaper om du gör en grafisk kurva av hur den lyfter ventilen under vevaxelns rotation.
 Att bara titta på den, mäta lyft och duration ger knappt ens en grov uppskattning. Är så många fler faktorer, tex lyfthastighet som avgör karaktären + tusen till..


Läs och sök på mitt favoritforum: http://forum.savarturbo.se
Där finns mest kunskap samlat i detta landet



http://forum.savarturbo.se/viewtopic.php?f=12&t=19725


http://forum.savarturbo.se/viewtopic.php?t=12168

[JohnA]

Tack för ett schysst forum Misse! Sävar Turbo verkar klart läsvärt! -Så pass att jag struntar i det där med kamaxelhuvudvärken nu. 

[JohnA]

Senaste dagarna har jag funderat på ett ful-fix vars inverkan jag inte är insatt nog för att våga gissa. Det finns ju justerbara kamaxelremskivor och motorer med automatisk justering av kamaxelns läge i förhållande till vevaxeln. Jag antar att man kan vinna några procent effekt eller verkningsgrad och i det automatiska fallet bredda motorns register.

Det jag nu funderar på är vad man kan uppnå på en vanlig tråkig standardmotor genom att flytta kamaxelns läge ett kugg före eller efter den rätta positionen? Det är stor skillnad mellan den intuitiva känslan då man betraktar motorns funktion och vad som faktiskt händer när prylarna snurrar med flera 1000 varv i minuten. Det jag far efter är att få ut bättre verkningsgrad vid relativt låga varvtal på bekostnad av toppeffekten och om man kan uppnå detta genom att försena ventilmekanismen ett kuggsteg eller två och därmed förlänga motorns arbetstakter.

[torbjorn]

Jag vet åtminstone ett fall där man oavsiktligt fick just den där effekten. Det rörde sig om en VW Scirocco från sent 70-tal (VW:s gamla vanliga 1,6 litersmotor), där kamaxeln hade råkat hamna en kugg fel (okänt åt vilket håll) i samband med kamremsbyte. Den fick verkliga "traktoregenskaper" - så bra segdragningsförmåga att det inte var några problem att starta på tvåan i uppförsbacke, men motorn hade ingen dragkraft alls över kanske 3500 varv/min.

[JohnA]

Hade varit intressant om de hade kollat bränsleförbrukningen efter misstaget. De VW-motorerna var väl förresten ganska törstiga? Min frus förr-förra bil, en VW Polo från -85, tror jag slurkade närmare 0,8.

På en motor med överliggande kam och kuggrem är det ofta enkelt att experimentera. På min kolvlobotomerade Fiat är det i alla fall förhållandevis smidigt så jag kanske testar någon gång.
Frågan är då vad som sannolikt ger bäst effekt på verkningsgraden vid låga varv?
Eller låga förresten? Med bara två kolvar kvar i motorn får man lätt den skenbara känslan av ett lågt motorvarv men faktum är att maskinen snurrar på i över 3500 rpm när jag håller min marschfart på ca 80km/h.

Jag måste ständigt växla ner till trean i minsta uppförsbacke om inte farten redan är hög.
Det finns i stort sett ingen kraft i motorn alls under 70km/h på fyran. Får jag upp farten till 90
kommer motorn däremot upp i varvtal där den ger mycket mer kraft och då håller den också farten
bättre i uppförsbackarna. Men 80 på trean drar 5-10% mer bensin än på fyran så det ständiga nedväxlandet kostar förstås bensin. Då det är så pass sällan jag får glädjen att överskrida 90
kan jag nog tänka mig att offra toppeffekt till förmån för mer bottenvrid. Å andra sidan kanske
3000-3500 rpm är att betrakta som låga varvtal.

Det är hur som helst ganska enkelt att slaka kamremmen och flytta den ett kugg, det pyssliga är att inte samtidigt råka halka med tändfördelaren. Det vore trevligt att lyckas välja rätt håll till förskjutningen på första försöket så frågan kvarstår om jag ska vrida kamaxeln bakåt eller framåt i förhållande till vevaxeln.

Om man försenar ventiltiderna borde motorn få mer tid på sig att dra kraften ur bensinen och vid låga varv borde ändå insugstiden räcka gott. Å andra sidan stänger avgasventilen senare så risken att avgaser sugs tillbaka borde öka. Insugsventilens senare stängning borde inte heller vara någon höjdare.

Kan det istället vara så att en tidigareläggning av avgasventilens öppnande efter arbetstakten inte gör någon skada eftersom förbränningen ändå har gott om tid att verka och att det är bättre att minska tillbakasugandet av avgaser och bakåtpuffandet genom förgasaren?

*erkänner att jag är lite för trött i skrivande stund för att se allt framför mig*

[torbjorn]

Bränsletörsten hos de där VW-motorerna berodde nog mest på primitiv avgasreningsteknik. Tydligen ogillade VW:s tekniker avgasåtercirkulation (EGR) och framhärdade så länge som möjligt (dvs till ungefär 1979-80) med alla möjliga andra sätt att hålla ner kväveoxidutsläppen - t ex sent tändläge, flack tändförställningskurva och lågt kompressionsförhållande. Men alla de åtgärderna blev ju istället förödande för motorns verkningsgrad. 1,6 l -motorerna blev mycket trevligare från början av 80-talet när de fick högre kompression, EGR, "normal" tändförställning och en modern, japansk tvåstegsförgasare. De mindre motorerna upp till 1,4 liter som användes i Polo och "snikmodeller" av Golf/Scirocco/Passat blev det inte riktigt bra ordning på förrän de fick katalysator och insprutning.

[JohnA]

Intressant Torbjörn! Man kan onekligen optimera en maskin för väldigt olika parametrar...
Personligen tycker jag att om man offrar verkningsgraden blir det roligast att göra det för prestandan... Om sedan träden och rådjuren gråter mer av sot eller kväveoxider är jag inte kunnig noga att gissa, men att minska kväveoxiderna genom att generera mer avgaser känns för mig som ett fultrick att ta sig lindrigaste vägen genom ett regelverk...

Fruns förr-förra bil är en Polo -84 och även om vi nog aldrig mätte förbrukningen slurkade den rätt friskt i blandad körning. Förmodligen är den bättre på landsväg men med fyrväxlad låda blir det nog aldrig någon rolig kalkyl för en småbil. Min Fiat 127 som är obetydligt mindre och lättare och med samma usla aerodynamik slukade över 0,6 på landsväg, också den fyrväxlad.

Nog gör en femte växel mycket för törsten, eller är skillnaden större mellan förgasare/insprut?

[JohnA]

Jag har förresten försökt jämföra kamaxeluppgifter mellan fiaten och folkan. -Jag får huvudvärk...!

Nu är det ju som sagt stora skillnader på hur man mäter och uppger kamaxeldata. Det mest korrekta borde väl vara att vid normalt ventilspel och varm motor ange när ventilerna precis lättar respekive landar på sätena? Å andra sidan är ju ventillyftet inte någon rätlinjig rörelse så riktigt klok blir man kanske aldrig...

Hur som helst minns jag att jag reagerade på folkans uppgivna kamaxelgrader då den skiljde sig ganska mycket från två olika fiat och en volvo B18 jag jämförde med. En encylindrig 200cc Heinkel var också med i jämförelsen och till folkans försvar kan jag nämna att ingen motor var den andra riktigt lik, Jag blev bara MER förvirrad när jag trodde något skulle klarna...

[knodden.]

Jag har förresten försökt jämföra kamaxeluppgifter mellan fiaten och folkan. -Jag får huvudvärk...!

Nu är det ju som sagt stora skillnader på hur man mäter och uppger kamaxeldata. Det mest korrekta borde väl vara att vid normalt ventilspel och varm motor ange när ventilerna precis lättar respekive landar på sätena? Å andra sidan är ju ventillyftet inte någon rätlinjig rörelse så riktigt klok blir man kanske aldrig...

Hur som helst minns jag att jag reagerade på folkans uppgivna kamaxelgrader då den skiljde sig ganska mycket från två olika fiat och en volvo B18 jag jämförde med. En encylindrig 200cc Heinkel var också med i jämförelsen och till folkans försvar kan jag nämna att ingen motor var den andra riktigt lik, Jag blev bara MER förvirrad när jag trodde något skulle klarna...

det är ju viktigt att du jämför tändföljden också,

[JohnA]

Knodden, varför är tändföljden (i den mån sådan finns) viktig i sammanhanget? I flercylindriga motorer är tändläget mig veterligen identiskt för alla cylindrar så tändföljden kan knappast ha någon direkt betydelse. När det kommer till design av avgassystem och insugsrör/förgasare har det förstås betydelse.