In de Oude Wereld vinden we het niet meer dan normaal dat een auto één of twee bovenliggende nokkenassen heeft. In Amerika denken ze daar in sommige gevallen anders over. Nog wel, tenminste.
De onderliggende nokkenas is namelijk op z’n retour en dat heeft met de onvermijdelijke nadelen van deze techniek te maken, waar we later in het artikel op terugkomen. Eerst maar even de basis.
Motoren met een onderliggende nokkenas worden ook wel overhead valve engines of pushrod engines genoemd. Bij dit type motoren wordt de nokkenas in het geval van een V-motor tussen de cilinderbanken geplaatst en bij lijnmotoren iets boven de krukas. De nokkenas bedient de kleppen vervolgens met zogeheten pushrods, die middels tuimelaars de kleppen naar beneden.
De kleppentrein is hierdoor stukken minder complex dan bij één of twee bovenliggende nokkenassen per cilinderbank. Het zal je dan ook niet verbazen dat onderliggende nokkenassen al in de 19e eeuw werden gebruikt. In de eerste plaats bij stoommachines, maar later ook in verbrandingsmotoren. De eerste productieauto die met dit type motor werd uitgerust was uiteindelijk de Buick Model B uit 1904.
We gaan niet alle auto’s met pushrodmotoren apart bespreken, dan wordt het artikel te lang. Wel is het goed om te weten dat General Motors -om maar een voorbeeld te noemen- nog steeds motoren met onderliggende nokkenassen bouwt. Het bekendste voorbeeld is natuurlijk de LT1 V8 die je bijvoorbeeld in de Chevrolet Corvette vindt.
Voordelen
Het belangrijkste voordeel van motoren met onderliggende in plaats van bovenliggende nokkenas hebben we reeds besproken. De techniek is namelijk minder ingewikkeld. Bovendien zijn pushrod motoren over het algemeen compacter qua buitenmaten omdat er minder ruimte boven de cilinders nodig is. Daar zitten immers geen nokkenassen.
Ook zijn pushrod motoren relatief licht en door de simpele techniek ook een stuk minder onderhoudsgevoelig. Er zijn immers minder lange kettingen/riemen nodig om de nokkenas te laten draaien, want die zit een stuk dichter bij de krukas dan wanneer de nokkenas boven de cilinders ligt.
Nadelen
Als er alleen maar voordelen waren had elke motor onderliggende nokkenassen. Er zijn dus ook nadelen. Zo zijn er wat meer onderdelen die de kleppen laten bewegen (hoewel het systeem an sich eenvoudiger is dan bij OHC-motoren). De massa van die onderdelen is dus groter waardoor het risico op zwevende kleppen groeit.
Dat betekent dat het maximale toerental lager ligt dan bij motoren met bovenliggende nokkenassen. Verbranding op het moment dat een klep openstaat wil je immers niet. Dan kun je in principe alleen nog een bijzettafeltje van het blok maken.
Bovendien maken pushrods meer lawaai en áls er onderhoud moet worden uitgevoerd aan de kleppentrein, moet in in veel gevallen het hele blok uit elkaar worden gehaald. Dat betekent dus ook dat de motor uit de auto zal moeten worden getakeld.
Als de onderliggende nokkenas pas in 1904 in een Buick geïntroduceerd is; dan is toepassing van de overhead-cam al ouder: de 1902 Maudslay en de 1903 Marr Auto Car hadden al een SOHC.
@dawwg: de eerste (pindaolie/diesel) motoren en prototypes hadden ook onderliggende nokkenas. De techniek is dus ouder maar wellicht later in auto’s toegepast.
De krukas ligt toch niet half in de olie?
Of begrijp ik het plaatje verkeerd en is dat geel iets anders.
@marvin1608: Zal wel iets van heel vroeger zijn
@marvin1608: volgens mij olie wat in de carterpan zit
@marvin1608: Denk om aan te geven dat het een wet sump systeem heeft
@marvin1608: misschien is @MauritsH ook al flink in de olie
Met onderliggende nokken as kan je ook 8500/9000 rpm draaien dus dat is het probleem niet
Leuk artikel, technische artikelen vind ik altijd de moeite waard om te lezen.
Voor de meeste mensen zal de LT benaming toch minder bekend zijn dan de LS naam, dat denk ik tenminste. Of mensen denken misschien aan de oudere LT uit de Corvette C4, dat kan natuurlijk ook nog.
Persoonlijk denk ik bij een onderliggende nokkenas altijd aan Fiat haar 0.9 liter blokje dat in de Panda en dergelijke lag. Die torretjes tikken altijd op een enorm eigen manier. Ook overal en altijd volgas trouwens.
@ej20g: de LT5 van deC4 was een DOHC 32 kleps V8 De LT1 is inderdaad as usual.
@ej20g: geweldig die fiat motortjes…
Oei de koppakking is stuk!
2 uurtjes later was het al gefixt, het onderhoud van de meeste moderne wagens duurt langer tegenwoordig ?
Leuk stukje techniek wel
Simpele betrouwbare techniek wat tonnen meegaat. Laatste stukje van het artikel klopt niet helemaal, meestal is het bij de Amerikaanse V8’en een kwestie van de intake in het midden eruit halen, en je haalt zo de pushrods en klepstoters eruit. Koppakking vervangen is ook makkelijker, geen riem of ketting wat los hoeft.
@Mas: alleen de nokkenas zelf demonteren is wat moeilijker bij dit soort motoren. De rest is vele eenvoudiger.
@MauritsH:
Is het geen overhead valve vs flathead en overhead camshaft vs pushrod engine? Want een overhead camshaft heeft tenslotte ook overhead valve. Dat maakt het niet logisch om ze op deze manier te vergelijken.
Daarbij hoeft het blok er niet uit bij onderhoud. Dat kan gewoon van bovenaf. Pas bij reparatie van de nokkenas zelf moet het blok eruit en dat hoeft zegmaar niet heel erg vaak. Zelfs de stoterstangen kan je gewoon van bovenaf wisselen. Dit maakt onderhoud aan dit systeem juist makkelijker dan bij veel ohc en vooral dohc systemen. Niet voor niks worden motoren die veel uren moeten draaien (trekkers, vrachtwagens, stationair motoren, etc) ook in Europa nog met stoterstangen en onderliggende nokkenas gemaakt. Simpeler, en makkelijker maakt beter in dat geval.
@lekbak: van de motoren die hier voorgesteld worden zijn onderhoud en afstelling van de klepspeling vrij makkelijk. Deksel eraf en je kan regelen.
Wat ik in dit verhaal mis zijn de flatheads of zijklep motoren. Deze zijn natuurlijk wel moeilijk af te stellen.
@stijnvermeersch: Kleppen stellen? Meeste Amerikanen hebben hydraulische klepstoters, hoef je niks aan af te stellen.
@stijnvermeersch: anders, niet persee moeilijker volgens mij. De meeste auto’s waar zijkleppers in liggen zijn zeer goed bereikbaar.
Maar ik denk dat zijklep vs kopklep in dit verhaal wat te ver gaat voor het niveau wat ze hier nastreven. Een leek zal het dan al snel niet meer snappen. Bovendien is het verschil tussen die twee al eens behandeld.
@MauritsH: nog een belangrijk voordeel is het lagere zwaartepunt. Een DOHC heeft een boel metaal bovenin de motor waardoor deze zeker bij V6, V8 en V12 motoren een vrij hoog zwaartepunt veroorzaken. En hoe meer cilinders hoe groter het verschil. Daarom houdt/hield Chevrolet zo hardnekkig vast aan één enkele onderliggende nokkenas. Simpel, goedkoop om te maken (nokkenassen zijn precisie werk), weinig energieverlies door het aandrijven van de nokkenassen en een laag zwaartepunt.
De OHC / DOHC werd in Europa eind jaren zestig modieus door de lichtere kleppentrein en de mogelijkheid eenvoudiger hogere toerentallen te draaien. Vandaag de dag kakken 9 van de 10 motoren bij 5500 in en boven de zes is er nauwelijks iemand thuis, terwijl een LS7 makkelijk 7000rpm draait. De ECO trend maakt het met de dag erger en Fiat heeft al overwogen de nokkenas weer omlaag te brengen. De voordelen van OHC blijken vooral theoretisch want de technische ontwikkelingen met bv roller-cams in LS/LT’s heeft bepaald niet stil gestaan. De LS is de meest populaire engine swap vandaag de dag voor alles van een MX5 tot een oude pick-up.