copyright 1998-2017 by Mark Verboom
ipv6 ready RSS Feed Switch to English

Ga terug naar Opel Speedster 2.2 16v

Piper nokkenassen

Een van de dingen die ik wil proberen op de auto zijn andere nokkenassen. Het probleem is welke nokkenassen te kiezen. Er zijn niet heel veel voor/na tests van nokkenassen voor de Speedster, en ik heb wat interessante problemen gezien met sommige merken. Uiteindelijk heb ik besloten te gaan voor een setje regrinds. Waarom? Omdat het de enige manier is een redelijke garantie te krijgen dat de tandwielen in dezelfde stand worden gemonteerd zoals bedoeld door de fabriek. Het zorgt ervoor dat er weer een onzekerheidsfactor weg is. Bovendien zijn regrinds niet echt een probleem bij een motor met roltuimelaars.

Dus ik heb een reserve setje originele nokkenassen gepakt en verstuurd naar Piper om behandeld te worden. Ik had ze na ongeveer 1,5 week weer terug, netjes verpakt in doosjes.

img

Voor de montage van de nokkenassen heb ik eerst wat metingen gedaan. Ik heb een reserve motor die ik hiervoor heb gebruikt. Ik heb geprobeerd een meetopstelling te maken die reproduceerbare resultaten oplevert.

Ik heb twee van de lagerkappen gebruikt om een meter en een aanwijzer op te bouwen.

img

img

Beiden worden dan op de motor geplaatst.

img

Ik heb een gradenboog geprint, uitgesneden en op het tandwiel geplakt. Met het tandwiel op zijn plek geeft de aanwijzer de rotatie positie aan van de nokkenas.

img

Na het uitvoeren van een paar metingen heb ik de nokkenas verwijderd en opnieuw geïnstalleerd. Daarna heb ik dezelfde metingen weer verricht, waarbij de resultaten binnen 0.01mm van elkaar zaten. De reproduceerbaarheid lijkt dus in orde. Toen begon de interessante taak:

  • Draai de nokkenas 1 graad
  • Lees de hoogte van de nokkenas af op de meter
  • Noteer de nokkenas hoogte in het spreadsheet
  • Herhaal 359 keer
En dit heb ik uitgevoerd voor 2 originele nokkenassen en de 2 regrinds van piper.

Van alle nokkenassen heb ik ook de basis cirkel gemeten. De Piper nokkenassen hebben een kleinere basis cirkel, waardoor het hoogte verschil tussen de basis cirkel en het hoogste punt van de nok groter wordt. Doordat de motor beschikt over hydraulische lifters wordt er automatisch gecompenseerd voor de kleinere basis cirkel.
Bij het meten van de nokkenassen is het verschil vrij duidelijk:

  • Originele nokkenas basis cirkel: 29.97mm
  • Piper nokkenas basis cirkel: 28.86mm
Met behulp van gnuplot heb ik een tekening gemaakt van het profiel. Hieronder zijn zowel het inlaat als het uitlaat profiel te zien met de originele basis cirkel.

img

img

In de tekeningen is het duidelijk te zien dat de Piper nokkenassen een kleinere basis cirkel hebben. Maar de tekeningen geven slecht inzicht in het verschil in nok hoogte en duur. Dus ik heb een tweede set tekeningen gemaakt waarbij de basis cirkel hetzelfde is.

img

img

Gebaseerd op dezelfde informatie heb ik een tekening gemaakt van de nok hoogte t.o.v. de draaiing van de motor voor beide typen nokkenassen.

img

Uit de tekening is duidelijk op te maken dat er een redelijk verschil zit in de nokkenassen. Op basis van de gegevens uit het spreadsheet heb ik ook een aantal basis karakteristieken kunnen berekenen van de nokkenassen. Deze zijn:

OrigineelPiper regrind
InlaatUitlaatInlaatUitlaat
LSA113.4°111.9°
Maximum nok hoogte5.98mm5.965mm6.28mm6.27mm
Maximale klep lift (uitgaande van 1.6854 tuimelaar ratio)10.08mm10.04mm10.58mm10.57mm
Klep lift % van klep diameter28.8%33.5%30.2%35.2%
Maximale opening snelheid0.26mm/graad0.21mm/graad0.24mm/graad0.18mm/graad
Maximale sluiting snelheid-0.26mm/graad-0.24mm/graad-0.24mm/graad-0.22mm/graad
Maximale opening acceleratie0.19mm/graad²0.08mm/graad²0.11mm/graad²0.06mm/graad²
Maximale sluit acceleratie-0.17mm/graad²-0.09mm/graad²-0.13mm/graad²-0.06mm/graad²

De maximale snelheid en versnellings gegevens van de Piper nokkenassen zijn dus wat beter, er is minder stress op de hele klep aandrijving.

Dan is er nog de meting van de duur. Dit is lastig, aangezien verschillende leveranciers dit meten bij verschillende nok hoogtes. De duur wordt natuurlijk korter wanneer je begint te meten bij 0.08mm nok hoogte dan bij 0.02mm nok hoogte.
Aangezien ik voor de officiële duur gegevens niet kon vinden bij welke nok hoogtes dit gemeten is, heb ik zelf de duur bepaald bij een aantal veel gebruikte nok hoogtes (deze zijn in inches)

OrigineellPiper regrind
InlaatUitlaatInlaatUitlaat
0.02" nok hoogte duur @ krukas240°230°268°266°
0.05" nok hoogte duur @ krukas160°154°174°170°
0.20" nok hoogte duur @ krukas64°60°76°74°

Gebaseerd op al deze metingen zou je verwachten dat de nokkenassen wel een meetbaar verschil zouden moeten geven in het vermogen van de motor.

Nu het plaatsen van de nokkenassen op de motor.

Begin met het verwijderen van de stekker en de bouten van de ontsteking, waarna deze verwijderd kan worden.

img

Verwijder de bouten zodat het kleppendeksel verwijderd kan worden.

img

Inspecteer de pakking om te zien of deze nog hergebruikt kan worden.
De nokkenassen moeten nu zichtbaar zijn.

img

Draai de krukas zodat de markeringen op de trillingsdemper en het blok tegenover elkaar staan.

img

Verwijder de ketting geleider.

img

Breek de bouten van de nokkenassen los.

img

Plaats het nokkenas vergrendelingsgereeedschap, en als je wilt, een stukje goed passend hout tussen de tandwielen. Wij hebben ook de tandwielen met tiewraps vast gezet aan de ketting.

img

Maak de kettingspanner los.

img

Verwijder de kettingspanner.

img

Maak de bouten los van de lagerkappen in een cirkel beweging, van de buitenkant naar de binnenkant. Draai steeds elke bout een klein stukje verder los. Verwijder de lagerkappen.

img

Verwijder de bout van de uitlaat nokkenas en verwijder de nokkenas.

img

Pak de nieuwe uitlaat nokkenas en doe er wat motor olie op.

img

Plaats de nieuwe uitlaat nokkenas in de motor. Let op dat de tuimelaars recht liggen! Ze worden anders vermorzeld (met kans op motorschade) als ze niet goed liggen.

img

Plaats de lagerkappen.

img

Zet de bouten van de lagerkappen vast, wederom in een cirkel beweging van de binnenkant naar de buitenkant. Zet elke bout steeds wat meer vast.

img

Voor de inlaat nokkenas geldt in basis dezelfde procedure. Er is alleen een extra lagerkap die verwijderd moet worden. Dit kan wat lastiger gaan, omdat bij deze kap paspennen worden gebruikt.

img

Na het verwijderen van de bouten kan er met een zachte hamer tikjes tegen de lagerkap worden gegeven. Hierbij moet steeds gewisseld worden van kant.

img

Zodra er wat ruimte ontstaat kan er een platte schroevendraaier in de ruimte worden gezet, om te voorkomen dat de kap weer naar beneden gaat. Blijf daarna door tikken met de hamer tegen de lagerkap.

img

Na veel tikken kan de kap verwijderd worden.

img

Nu kunnen dezelfde handelingen worden uitgevoerd als voor de uitlaat nokkenas.
Bij het herplaatsen van de eind lagerkap moet er vloeibare pakking worden gebruikt.

img

Zet de bouten vast van de lagerkappen.

img

Gebruik nieuwe nokkenas bouten (dit zijn rek bouten, de oude mogen dus niet hergebruikt worden).

img

En zet de bouten vast (85Nm, 15°, 30°).

img

Het speciale nokkenas gereedschap en het stukje hout kunnen nu verwijderd worden.

img

Pak de nieuwe keerringen uit voor de kettingspanner

img

Pers de ketting spanner samen zodat hij vergrendeld is in de onderste positie.

img

Plaats de ketting spanner terug in de motor.

img

De ketting spanner moet nu samengeduwd worden, zodat hij kan uitveren en kracht kan overbrengen op de ketting.


Verwijder de tiewraps.

Het is nu verstandig om de rotatie en positie van de nokkenassen te controleren. Roteer de krukas een paarslagen (met een ratel) en verifieer de timing.

Plaats de ketting geleider terug.

img

Plaat het kleppendeksel.

img

En plaats de ontsteking.

De installatie is nu klaar. Na alles grondig te controleren kan de motor gestart worden. Alhoewel er roltuimelaars gebruikt worden in de motor kan het toch verstandig zijn om de motor na het starten naar ongeveer 2000 toeren te brengen en deze hier een tijdje te houden. Dit verlaagd de krachten in de klep aandrijving.