finder du ud af, at du er afhængig af spændingen og hastigheden ved at køre hurtigt, men ved ikke den første ting om, hvad der faktisk foregår under hætten? Vil du vide mere om, hvad der sker uden at skulle deltage i Auto Shop 101? Er du skræmt af teknologien i din lokale præstationsbutik, fordi han altid prøver at sælge dig blinkervæske, lyddæmperlejer og andre dele, som du ikke er sikker på, at der endda findes? Hvis du svarede ” ja ” på et af disse spørgsmål, er det her, du skal starte. Vi fortæller dig alt om den støjende del af metal, der er forbundet med dine hjul, og lidt om de ting, der får det til at gå fremad.

tekst af Mike Kojima og Arnold Eugenio // fotos og illustrationer af Dsport Staff

Dsport Issue #148

viden er magt

for fuldt ud at forstå, hvordan det nyeste inden for hastighedsdele fungerer, skal du først forstå, hvordan en motor fungerer. De fleste biler, som vi kender dem, drives af det, der kaldes en 4-taktsmotor. En 4-takts henviser til de fire slag i strømcyklussen; indsugningsslag, kompressionsslag, strømslag og udstødningsslag. Vi vil dække disse mere detaljeret i afsnittet motor 101 del 2. For nu, hvad du har brug for at vide er, at 4-takts cyklus forklarer, hvordan en blanding af gas og luft kan antændes, forbrændes og glat omdannes til brugbar kraft til at kaste dig ned kvart mil, omkring et spor eller bare tage dig til arbejde.

en motor er sammensat af flere hovedkomponenter; blokken, krumtappen, stængerne, stemplerne, hovedet (eller hovederne), ventilerne, knastene, indsugnings-og udstødningssystemerne og tændingssystemet. Disse dele arbejder sammen på en krævende måde for at udnytte den kemiske energi i gas, omdanne mange små og hurtige forbrændingshændelser til en drejebevægelse, der til sidst spinder dine hjul og driver din bil.

Block Hole, Son

blokken er hoveddelen af motoren, der indeholder de frem-og tilbagegående komponenter, der udnytter energien i bensinen. Hvis du kigger under hætten, er det det store stykke metal, der findes i midten af motorrummet, der ser ud til at have en hel masse andet metal, ledninger og rør fastgjort til det.

blokken har cirkulære huller, som stempler glider op og ned i. Hvert hul kaldes en”cylinderboring”. Da en cylinderboring eller” cylinder ” har et stempel, er det samlede antal cylindre i blokken det samme som antallet af stempler; en firecylindret motor har fire boringer og fire stempler, en seks cylinder har seks boringer og seks stempler og så videre. Cylinderhovedet kaldes et hoved, fordi det sidder oven på blokken og dækker cylindrene og stemplerne. Nogle motorer har cylindre, der er vandret imod eller er i en “V” – konfiguration. Som følge heraf er der to hoveder, der dækker de områder på blokken, der har udsatte stempler. For nu skal vi bare vide, at cylinderhovedet eller hovedet for kort, bare sidder oven på blokken og dækker hver af cylindrene, der har stempler i dem.

blokken har også et antal væskepassager kastet ind i den. Nogle af disse bruges til at kanalisere kølevæske kaldet “kølevæske” omkring cylindrene for at opretholde motortemperaturer og for at forhindre overophedning. De andre passager dirigerer motorolie til de bevægelige dele for at smøre og forsvare sig mod kraftrøvende friktion. Da blokken skal indeholde enorme cylindertryk, kaster producenterne dem ud af jern for styrke. Andre producenter støber lette aluminiumsblokke til vægtreduktion. Aluminiumsblokkene bruger en stållegeret cylinderforing eller specielt belagte boringer, så de har en hårdere overflade og giver en længere levetid.

Rotationsstation

stempler bevæger sig op og ned i cylindrene i blokken, fordi en blanding af brændstof og luft antændes i cylinderen. Den efterfølgende forbrænding udvides hurtigt og skubber stemplet ned langs cylinderboringens længde væk fra cylinderhovedet og med meget tryk. Den kraft, der produceres i en cylinder, multipliceres, fordi forbrændingshændelserne gentages i hver af cylindrene. Dette er den grundlæggende forudsætning for, hvordan en motor fungerer.

hvert stempel har åbne ringe af metal monteret på dem, og de kaldes simpelthen “ringe”. Disse er tynde, cirkulære, fjedrende metalstykker, der passer ind i riller omkring ringarealerne på toppen af stemplerne. Ringene fungerer som en tætning, der holder cylindertrykket fra den forbrændte luft-og brændstofblanding mellem hovedet og toppen af cylinderen, hvilket sikrer, at trykket skubber stemplet ned i stedet for at skubbe forbi det. Stempelringene skraber også olie af cylindervæggene, så al din motorolie ikke bliver brændt op under forbrænding. Der er også en korrugeret ring, kendt som olieringen, som gør det muligt for olie at smøre cylindervæggene, så stemplet, ringe og cylindre ikke slides for tidligt. Hvis dine stempler ikke havde ringe eller ringe, der ikke forseglede meget godt, ville forbrændingerne ikke være i stand til at skubbe stemplet ned med meget kraft, og din bil ville ikke producere nogen strøm, hvis den overhovedet løb. Også, hvis ringene ikke var i stand til at skrabe olien ud af cylindervæggene, ville din motor til sidst løbe tør for olie, gribe op og lave en hel masse ubehagelig sort røg fra den brændende olie.

stempler og stænger

når blokken er renset, målt og bearbejdet, kan krumtapakslen installeres, og et sæt stempler og stænger fylder boringerne.

stemplerne er fastgjort til et stykke metal kaldet en forbindelsesstang. Forbindelsesstangens opgave er at overføre trykket af trykket, der skubber stemplet ned i cylinderboringen til krumtapakslen eller “krumtappen”. Ved at give forbindelsen mellem stemplet og krumtappen er det forståeligt, hvordan forbindelsesstænger tjente deres navn.

forbindelsesstangen er koblet til stemplet med et rør kaldet en håndledsstift. Håndledsstiften glider gennem en boring i stemplet og en boring på den mindre side af forbindelsesstangen; dette område kaldes den lille ende af forbindelsesstangen. Den store ende af stangen er det område, der forbinder til krumtappen. Stangens store ende har en aftagelig sektion kaldet en endehætte eller hætte, der gør det muligt at fastgøre den til krumtappen.

overfladearealet, hvor forbindelsesstangen drejer rundt om håndledsstiften, kaldes håndledsstiftejournalen. Området på krumtappen, hvor stangen forbinder og roterer rundt, kaldes krumtapakslernes stangjournal. Krumtapakselens tidsskrifter er større end håndledsstiftens tidsskrifter, fordi krumtapjournalen kontinuerligt roterer med høj hastighed i modsætning til den enkle frem og tilbage rockende bevægelse ved håndledsstiftens ende af stangen. Denne højhastighedsrotation kræver mere overfladeareal for at forhindre, at stangen og krumtappen beskadiges af friktion. Den store ende af stangen spinder glat på krankens journal på en oliefilm under tryk, der belægger et blødt metalhylster. På de fleste motorer har den lille ende af stangen en bronsbøsning til håndledsstiften, der fodres med sprøjtsmøring. På nogle motorer tilføres håndledsstiften fra olie skrabet af ringe fra cylindervæggene gennem en passage fra olieringens rille kaldet en stiftolier. Det er sjældent, men der er nogle tilfælde, hvor håndledsstiften tilføres olie under tryk fra stanglejet fra et hul boret gennem stangens længde fra stangens store ende.

denne Honda B-serie-blok har duktile jernhylsterindsatser i stedet for lagercylinderboringerne for øget styrke, der passer til applikationer med høj hestekræfter.

Crank Yankers

krumtappen i en motor ligner meget en cykelsving. Den op-og-ned kraft af dig pedaling er præcis som den op-og-ned kraft af stemplerne bevæger sig op og ned boringen. I en bilmotor, i stedet for energien fra dine ben, der skubber på pedaler for at skabe kraften, er det forbrændingen i cylinderen og trykket, der virker på stemplet, der skaber energien. Hvis du ser på billedet, vil du se, at krumtappen har forskudt kast nøjagtigt som en cykelsving, så stængerne og stemplerne tjener den samme funktion som dine ben. På en cykel, når du pedaler nedad, går din cykel fremad, og offsetkastet kommer opad på den anden side. Tilsvarende, når et stempel skubbes ned af luft/brændstofforbrænding, drejer det krumtappen og skubber et andet stempel op, klar til den næste forbrænding. Det er det, der får din bil til at gå fremad. Krumtapakslen er fastgjort til blokken med metalstykker kaldet hovedhætter. Krumtappen er faktisk fastspændt til blokken, ikke fastgjort, med flere ærmelejer (kaldet hovedlejer) for at hjælpe med at smøre krumtapens tidsskrifter. De vigtigste tidsskrifter har også huller i dem, der tillader olie under tryk fra motoroliesystemet at smøre journalen og lejerne.

ventiler: Portene ind og ud

cylinderhovedet indeholder også indsugnings-og udstødningsventiler. Indsugnings – og udstødningsventilerne er metalstykker, der ligner golf tees. Ventilerne fungerer som døråbninger for henholdsvis indkommende luft og brændstof og udgående udstødningsgasser. Under 4-takts processen åbnes indsugningsventilerne for at tillade luft/brændstofblandingen i forbrændingskammeret lukkes derefter, når stemplet stiger for at komprimere blandingen. Efter at blandingen er antændt og brænder, skubbes stemplet ned i dets boring. På stemplets vej op igen åbner udstødningsventilerne for at lade de brændte gasser ud og lukker derefter som forberedelse til sin næste tur i motorcyklussen.

for at åbne ventilerne har motoren metalpinde kaldet knastaksler, der har specielle buler (lobes), der bruges til at løfte ventilerne åbne. Knastene drejes af et bælte eller en kæde, der forbinder den roterende krumtap til kamgearene; dette er hvad der kaldes tandrem eller timingkæde. Nogle knastaksellapper skubber direkte på ventilerne for at åbne dem, men de fleste gadedrevne bilmotorer arbejder indirekte gennem en vippearm. En vippearm er i det væsentlige en miniature se-sav; den ene ende af vippearmen skubbes op af knastakselben, der får den anden ende til at skubbe ned på ventilspidsen for at åbne ventilen. Ventilfjedre er bogstaveligt talt fjedre fastgjort til ventilerne, der hjælper med at holde dem lukkede, når de skal lukkes.

hovedet Honcho

som tidligere nævnt er cylinderhovedet et stort stykke metal, der fastgøres til toppen af blokken og dækker cylindrene, hvor forbrænding forekommer. Normalt konstrueret af aluminium, hovedet indeholder også tændrør, ventiler og resten af valvetrain (ventilfjedre, Holdere, knastaksler).

hovedet(E) skal drejes ned til blokken for at indeholde hurtig ekspansion af den antændte luft/brændstofblanding uden at forvrænge, adskille eller blæse helt ud af toppen af blokken. Når hovedet drejes ned til blokken, skaber det et område oven på hver cylinder, hvor forbrændingsenergi frigives og fokuseres på stemplet. Dette område kaldes forbrændingskammeret. Hvis du ser på siden af cylinderhovedet, der boltes til blokken, ser du forbrændingskamrene som mellemrummet i hovedet, der strækker sig op til toppen af cylinderboringerne. Synlig inden for hvert kammer er spidsen af tændrøret og de flade dele af ventilerne. Det er i dette forbrændingskammer, at tændrøret skaber en elektrisk lysbue, der antænder luft/brændstofblandingen.

hovedet har også passager, der er støbt ind i det, der tillader kølevæske eller olie (afhængigt af hvilken slags Passage det er) at cirkulere gennem hovedet for at hjælpe det med at holde køligt og smurt. Mellem hovedet og blokken finder du et stykke metal eller kompositmateriale, der har områder skåret ud for hver af boringerne og hver eneste af passagerne, der løber fra blokken til hovedet. Dette klemte stykke kaldes hovedpakningen.

det skøre tog

de fleste moderne motorer har en dobbelt overhead cam (DOHC) valvetrain, hvilket betyder, at indsugnings-og udstødningsventilerne har deres egne knastaksler. Fordelen ved at have separate knastaksler er, at hver knast kan placeres meget tæt på ventilen, så knastens lapper enten kan arbejde direkte på ventilerne eller gennem en meget lille vippearm. Dette reducerer træghedsmassen af valvetrain til et minimum, som aids høj-rpm drift yderligere. Næsten alle moderne højtydende motorer bruger DOHC ventiltog for at maksimere mængden af tilgængelig høj rpm-effekt. Mitsubishi 4b11 fundet i EVO og 2.3 DISI fundet i MASDASPEED3 er gode eksempler på nuværende højtydende DOHC-motorer.