Nokkenas

Om de mechanische functies van een verbrandingsmotor aan te sturen en op elkaar af te stemmen, is een onderdeel nodig dat fungeert als schakel tussen de kleppen en de krukas. Zo’n onderdeel is de nokkenas.

De nokkenas bevindt zich in conventionele motorvoertuigen in de cilinderkop. Deze positionering komt het meest voor, hoewel er ook andere systemen bestaan. De taak van de nokkenas is om de in- en uitlaatkleppen aan te sturen, oftewel te openen. Voor dit doeleinde beschikt de nokkenas afhankelijk van het aantal kleppen over excentrische nokken, die tegenover elkaar in een specifieke hoek zijn opgesteld. Deze nokkenopstelling garandeert een bepaalde kleptiming.

De nokkenas wordt aangedreven door een distributieriem of een tandriem; zelden door een systeem van tandwielen. De nokkenas is parallel aan de cilinderkop geplaatst en meerdere malen bevestigd met glijlagers. Om een goede smering te garanderen, loopt de krukas door een smeerresidu of geschiedt de toevoer via een buizensysteem. De smering gebeurt met motorolie.

Om een klep aan te sturen, beweegt de excenternok zich krachtig over de klepschacht en drukt op deze manier de klep omlaag, waardoor hij opengaat. Als de nok zich verder beweegt, dan zorgt de klepveer ervoor dat de klep zich weer in zijn oorspronkelijke staat beweegt, waardoor hij weer dichtgaat. Vanwege de thermische uitzetting van alle onderdelen tijdens het proces, moet er tussen nok en klep wat speelruimte zitten, de zogenaamde klepspeling. Een andere optie is een compensatie-element ertussen. Hydraulische klepstoters komen tegenwoordig veel voor. Deze compenseren continu de speling door een met olie gevulde kamer bij een draaiende motor.

Er bestaan motoren met enkele en dubbele nokkenassen. Ze werken allemaal volgens hetzelfde principe, maar verschillen in aantal en vorm van de excenternokken. Bij dieselmotoren met pompsproeisysteem heeft de nokkenas tegelijkertijd de taak om de druk te leveren voor de injectie van diesel in de verbrandingskamer. Voor dit doeleinde bevindt zich per cilinder een extra nok aan de nokkenas. Een injectiepomp is daardoor bij deze motorconstructie niet nodig.

Een nokkenas is gevoelig voor een slechte smering door een laag oliepeil. Daarom worden er pogingen gedaan om de nokkenas door elektro-hydraulische bedieningselementen te vervangen. Maar dit zorgt voor een flinke extra kostenpost. De oplossing door middel van een nokkenas is robuuster en goedkoper te realiseren.