Project Nokkenas Versie1

5/17/2018 Project Nokkenas Versie1 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/project-nokkenas-versie1 1/13

VERSLAG LABO COMPUTERTOEPASSINGEN

3AT

LAB M15

EERSTE TUSSENTIJDE SCHRIFTELIJKE RAPPORTERING

OPGAVE MT75: PROJECT NOKKENAS

Datum: 04-10-2011Datum begin proef: 20-09-2011Naam: De Kesel Francis, Desmet Michiel, Van Dooren Jens, Verschoore NickKlas: 3 ATALabo groep: b7Lector: Dhr. Snauwaert F.

K a t h o – V H T I D o o r n i k s e s t e e n w e g 1 4 5 8 5 0 0 K o r t r i j k



Inhoud

Inhoud ............................................................................................................................1

Doel van de proef:......................................................................................................... 2

Uit te voeren opdrachten ...............................................................................................2

Besluit.......................................................................................................................... 12

1



Project nokkenas

Doel van de proef:

Diverse onderwijsactiviteiten leren toepassen in een auto technisch onderdeel. Deverschillende onderwijsactiviteiten zijn: technologie mechanica, lab meettechniek,mechanica, sterkteleer, aandrijfelementen, lab CAD, wiskunde, bedrijfskunde,schriftelijke- en communicatieve vaardigheden.

Uit te voeren opdrachten

Nokkenas demonteren uit een bestaande motor

We demonteerden een nokkenas uit een motor van een Nissan 200SX.

We hebben hier te maken met een gescheiden inlaat- en uitlaatnokkenas. Beide

nokkenassen worden aangedreven door de krukas met behulp van een

distributieriem. Hiervoor is op de nokkenas inwendige draad getapt waardoor er aan

de nokkenassen een tandwiel kan worden bevestigd.

De kleppen worden bediend door hydraulische klepstoters. Er wordt geen gebruik

gemaakt van tuimelaars.

Wij demonteerden enkel de uitlaatnokkenas.

Opzoeken van de gegevens van de bestaande motor

-1,8 liter motor -4 cilinder in lijn-dubbel bovenliggende nokkenas-hydraulische zelfregelende klepstoters-4 kleppen per cilinder ( 2uitlaat; 2 inlaat)-169pk-max. vermogen van 124kw bij 6400t/min-max koppel van 224Nm bij 4000t/min

2



Overzicht van het kleppensysteem:

Figuur 1: overzicht van het kleppensysteem (kopie werkplaatshandboek Nissan).

Koppel en vermogenkromme:

Figuur 2: koppel en vermogenkromme (kopie brochure Nissan 200SX)

3



Opmeten van de nokkenas

Meetopstelling:

Eerst en we ervoor dat de verdeelkop “zuiver” is zodat we geen verkeerde metingendoen. Met een doek alle onzuiverheden verwijderen.Daarna de nokkenas opspannen. De nokkenas aan de andere zijde ondersteunenmet een V-blok.We plaatsen de meetklok met magnetische voet bij de nokkenas en meten de eerstetwee nokken die het dichtst bij de verdeelkop zitten.De verdeelschijf op nul zetten en de meetklok op nul zetten als de nok in zijn verstepositie staat. Daarna per stap van 3° meten.

Figuur 3: meetopstelling.

4



Samenvattende resultatentabel van de meetresultaten:

Hoekverdraaiing(°)

Hoekverdraaiing (rad) Lifthoogte uitlaatnok 1 Lifthoogte uitlaatnok 2

0 0,0000 0 03 0,0524 0 0

6 0,1047 0 0

9 0,1571 0 0

12 0,2094 0 0

15 0,2618 0 0

18 0,3142 0 0

21 0,3665 0 0

24 0,4189 0 0

27 0,4712 0 0

30 0,5236 0 033 0,5759 0 0

36 0,6283 0 0

39 0,6807 0 0

42 0,7330 0 0

45 0,7854 0 0

48 0,8377 0 0

51 0,8901 0 0

54 0,9425 0 0

57 0,9948 0 0

60 1,0472 0 0

63 1,0995 0 0,01

66 1,1519 0 0,01

69 1,2042 0 0,01

72 1,2566 0 0,02

75 1,3090 0 0,02

78 1,3613 0 0,025

81 1,4137 0 0,03

84 1,4660 0 0,035

87 1,5184 0 0,04

90 1,5708 0 0,04

93 1,6231 0 0,04

96 1,6755 0 0,05

99 1,7278 0 0,05

102 1,7802 0 0,055

105 1,8325 0 0,06

108 1,8849 0 0,06

111 1,9373 0 0,07

114 1,9896 0 0,07

117 2,0420 0,01 0,08120 2,0943 0,06 0,09

5



123 2,1467 0,12 0,13

126 2,1991 0,22 0,19

129 2,2514 0,33 0,26

132 2,3038 0,5 0,39

135 2,3561 0,73 0,55

138 2,4085 0,99 0,74

141 2,4608 1,31 1

144 2,5132 1,69 1,33

147 2,5656 2,13 1,69

150 2,6179 2,68 2,13

153 2,6703 3,28 2,66

156 2,7226 3,95 3,27

159 2,7750 4,75 3,94

162 2,8274 5,6 4,78

165 2,8797 6,57 5,65

168 2,9321 7,48 6,55

171 2,9844 8,22 7,61

174 3,0368 8,59 8,4

177 3,0891 8,61 8,81

180 3,1415 8,44 8,88

183 3,1939 7,9 8,7

186 3,2462 7,19 8,15

189 3,2986 6,45 7,48

192 3,3509 5,7 6,76

195 3,4033 5 6,06198 3,4557 4,35 5,35

201 3,5080 3,8 4,71

204 3,5604 3,27 4,12

207 3,6127 2,79 3,6

210 3,6651 2,38 3,12

213 3,7174 2 2,74

216 3,7698 1,68 2,32

219 3,8222 1,38 1,97

222 3,8745 1,12 1,64

225 3,9269 0,89 1,35228 3,9792 0,7 1,11

231 4,0316 0,54 0,9

234 4,0840 0,42 0,73

237 4,1363 0,34 0,59

240 4,1887 0,28 0,5

243 4,2410 0,24 0,42

246 4,2934 0,19 0,36

249 4,3457 0,14 0,31

252 4,3981 0,1 0,26

255 4,4505 0,06 0,21258 4,5028 0,04 0,17

6



261 4,5552 0,03 0,14

264 4,6075 0,03 0,12

267 4,6599 0,03 0,12

270 4,7123 0,025 0,11

273 4,7646 0,02 0,11

276 4,8170 0,02 0,1

279 4,8693 0,02 0,1

282 4,9217 0,015 0,1

285 4,9740 0,015 0,09

288 5,0264 0,015 0,09

291 5,0788 0,01 0,085

294 5,1311 0,01 0,08

297 5,1835 0,01 0,08

300 5,2358 0 0,07

303 5,2882 0 0,07

306 5,3406 0 0,065

309 5,3929 0 0,06

312 5,4453 0 0,055

315 5,4976 0 0,05

318 5,5500 0 0,045

321 5,6023 0 0,04

324 5,6547 0 0,04

327 5,7071 0 0,03

330 5,7594 0 0,03

333 5,8118 0 0,025336 5,8641 0 0,02

339 5,9165 0 0,02

342 5,9689 0 0,015

345 6,0212 0 0,01

348 6,0736 0 0,01

351 6,1259 0 0,01

354 6,1783 0 0

357 6,2306 0 0

360 6,2830 0 0

Tabel 1: Samenvattende resultatentabel van de meetresultaten.

7



Opstellen van de grafiek lifthoogte h= f(hoekverdraaiing).

-1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 50 100 150 200 250 300 350 400

nok hoogte in mm

verdraaiing nokken-as in graden

Nok 1

Nok 2

Grafiek 1: grafiek lifthoogte h= f(hoekverdraaiing).

Omdat de beide nokken uitlaatnokken zijn, zal er slechts een zeer kleinehoekverschuiving zijn.

De verschillen tussen de twee nokken zijn minimaal en waarschijnlijk bedoeld om debeweging van de lucht in de cilinders te beïnvloeden.Door klepoverlapping en door de uitlaatgassen een draaiende beweging mee tegeven, kan de vullingsgraad van de cilinders verbeterd worden.

Andere afmetingen van de nokkenas

Figuur 4: Andere afmetingen van de nokkenas.

8



Bepalen v/h materiaal waaruit de nokkenas vervaardigd is

In het handboek materialenleer konden we verschillende mogelijke materialen

vinden:

- Nitreerstaal

- Nodulair gietijzer

- Nikkelstaal

- Chroom-nikkelstaal

Aangezien het materiaalonderzoek ofwel zeer duur is ofwel beschadiging van de

nokkenas tot gevolg heeft zijn we niet in staat de materiaalsoort te controleren.

Het meest waarschijnlijke is chroom-nikkelstaal. De legeringen met 18 tot 20%

chroom en 8 tot 10% nikkel worden vaak toegepast voor nokkenassen en is prijs-kwaliteit één van de betere materialen omdat het toelaat om grote oplagen met een

goede afwerkingsgraad te produceren.

Het nikkel-gehalte zorgt voor een grote treksterkte, hardheid en taaiheid. Bovendien

bevordert het de kernharding van het materiaal. In samenwerking met het aandeel

chroom dat in de legering zit, wordt het materiaal vrijwel corrosievast en is het beter

bestand tegen oxidatie.

Gegloeid krijgt dit materiaal een hardheid van 130 tot 180 HB en een treksterkte van

Rm 500 tot 700N/mm².De legering behoudt zijn taaiheid tot ongeveer -200°C. De nokkenas zal echter nooit

aan zulke lage temperaturen blootgesteld worden.

Het chroom-nikkelstaal is goed koudververvormbaar en heeft de neiging hierbij te

harden. Om een betere verspaanbaarheid te bekomen wordt er soms voor gekozen

zwavel toe te voegen maar dit breekt dan weer af aan de lasbaarheid.

9



Bepalen van de vergelijking van de nokken

De vergelijkingen van de nokprofielen werd bepaald met behulp van het wiskunde-

pakket Mathcad.

Voor de vergelijking van de eerste nok zie bijlage 1, voor de vergelijking van detweede nok zie bijlage 2.

Belasting op nokkenas bepalen

Vermogen en koppel bepalen aan de kant van de aandrijving

Dit kan door de waarden uit de grafiek af te lezen.

Vb: bij 5000tr/min 120kW en 220Nm

Kracht om de klep te openen

Door de nokkenas op te meten zagen we dat de hoogt van de nok 8,61mm bedroeg.

Aangezien de nokkenas rechtstreeks de kleppen aanstuurt, weten we dat de

klepveer 8,61 mm ingeduwd wordt. Hierdoor kunnen we de kracht berekenen die

nodig is om dit te realiseren.

Veerconstante van de klepveer

Om de veerconstante te berekenen hebben we eerst enkele metingen moeten doen.

De metingen houden in dat een gewicht op de veer plaatsen en voor ieder gewicht

de indrukking van de veer meten.

Wanneer de veer niet belast wordt heeft ze een lengte van 43 mm.

Δs= lengte verandering in mm

F= belasting in NewtonK= veerconstante in N/mm

10



Belasting (Kg) Belasting

(Newton)

Lengte (mm) Lengte

verandering

(mm)

K (N/mm)

0 0 43 0 /

12,4 121,64 36 7 17,38

16,4 160,88 35 8 20.11

23,8 228,57 31 12 19,05

28,8 282,53 28 15 18,83

41,6 408,10 21 22 18,55

65 637,65 10 33 19.32

Tabel 2: Berekeningstabel voor de veerconstante.

Gemiddelde k: 18,87 N/mm indrukking.

VLS nokkenas

R

R

R R

R

R R R

F FF F F F F F

Figuur 5: VLS nokkenas.

11



VLS klep, klepveer

F

R R

F

R

Figuur 6: VLS klep en klepveer.

Besluit

Met de verzamelde bovenstaande gegevens zullen we in staat zijn om een

waarheidsgetrouw 3D-model van deze nokkenas te tekenen alsook verdere

berekeningen en simulaties ontrent de werking ervan kunnen uitvoeren.

12

Project Nokkenas Versie1

Documents

Transcript of Project Nokkenas Versie1