Knastindstillingens sorte magi!
Frit oversat af Alex Hare, efter en artikel i DESMOTO - The official journal of the Ducati Owners Club of Victoria
Frit oversat af Alex Hare, efter en artikel i DESMOTO - The official journal of the Ducati Owners Club of Victoria
Mange mennesker opfatter knastindstilling som "Sort magi". De tror det er nødvendigt at kunne sort magi eller at være en slags halvgud for at kunne indstille knaster. Ligesom andre ting i livets skole er den bedste lære og den eneste udvej til øvelse, at gøre tingene selv.
For mange år siden vidste jeg ikke en s... om hvordan man justerer Dell'Orto karburatorer, men ved at se nogle gøre det, stille spørgsmål og til sidst forsøge selv, lærte jeg hvordan det skal gøres. Hvis du har lysten til at forsøge vil du altid lære noget. Selvom du laver fejl, og det gør alle, vil du lære af disse fejl.
Jeg havde ikke haft mod på at prøve indstilling af knaster før for et par år siden da jeg skulle renovere en 900 motor (königsaksel version). Før jeg forsøgte, læste jeg meget og så på at det blev gjort på en motor med tandremstræk, som var til service, før jeg til sidst sprang ud i det selv. Ligesom ventiljustering på en Desmo er det ikke særligt svært, men det er nødvendigt at have masser af tid, tage det roligt og checke det man laver flere gange.
Det gode ved at indstille knaster er at selvom det hele ender i en masse rod, kan du altid gå tilbage til mærkerne for standardfabriksindstillingen og så starte forfra, men forsøg aldrig at starte motoren før du er sikker på at indstillingen er som den skal være.
Artiklen er delt op i afsnit, startende med det helt basale og derefter de mere komplekse ting - God fornøjelse.
For dem med kun lidt viden om hvad der sker i 4 takts motor vil dette første afsnit omhandle basis viden om hvad ventilåbningstider betyder i en 4 takts cyklus. Hvis du allerede ved alt det, kan du gå direkte til den avancerede del.
En 4 takts motors krumtap roterer 2 gange (2x360° = 720°) for hver operationscyklus. Under denne cyklus bevæger stemplet sig op og ned i cylinderen 2 gange, dette giver os 4 takter. Når stemplet er i top af sin takt bliver det benævnt Top Dead Center (øverste død punkt) eller forkortet TDC. Når stemplet er i bunden af takten bliver det benævnt Bottom Dead Center (nederste død punkt) eller forkortet BDC. TDC og BDC nås 2 gange i 4 takts cyklus.
Under disse 2 rotationer af krumtappen roterer knastakslen kun EN omdrejning. Det opnås ved at geare knastakslen med en total udveksling på 2:1 i forhold til krumtappen. Knasten laver en ventilcyklus mens krumtappen roterer 2 gange, så mens krumtappen roterer 720°, roterer knasten kun 360°. Det er nødvendigt at huske denne sammenhæng, når tiden er inde til at dreje krumtappen for at ændre indstillingen.
Åbningstider for ventiler er normalt givet af to oplysninger. Den første er det antal grader før/efter TDC/BDC hvor ventilen begynder et åbne og den anden er det antal grader før/efter TDC/BDC hvor ventilen er helt lukket. Det giver 4 forkortelser mere, BTDC (Before Top Dead Center), ATDC (After Top Dead Center), BBDC (Before Bottom Dead Center) og ABDC (After Bottom Dead Center).
Fire trin passeres for hver 4 takts cyklus og disse er beskrevet i det følgende i en simplificerede form for at forklare de elementære faser der sker. Vi vil gå mere detaljeret ind i de faser i "Avanceret" afsnittet. Lad os starte ved TDC efter afslutningen af kompressiontakten.
TÆNDING: Ved TDC (kompression) tænder tændrøret den komprimerede blanding af luft og benzin, det resulterer i en forbrænding af blandingen som så øger trykket i cylinderen og derved driver stemplet nedad i cylinderen. Begge ventiler skal være lukket i forbrændingsslaget.
UDSTØDNING: Ved BDC skal indsugningsventilen forblive lukket og udstødningsventilen må åbnes når stemplet bevæger sig opad i udstødningsslaget. Denne bevægelse presser de afbrændte gasser ud gennem udstødningsventilen, udstødningsporten og udstødningssystemet.
INDSUGNING: Ved TDC (udstødning/overlap) skal udstødningsventilen lukkes og insugningsventilen skal åbnes. Stemplets bevægelse ned i cylinderen laver et undertryk i cylinderen, hvilket bevirker at blandingen luft/benzin suges ind gennem indsugningsporten og indsugningventilen.
KOMPRESSION: Ved BDC skal både indsugning og udstødningsventilerne være lukket. Mens stemplet bevæger sig op i cylinderen i kompressionsslaget øges trykket voldsomt for at være klar til tænding. Cyklusen gentages nu med tændings/forbrændingsslaget.
Hvis en motor var lavet som beskrevet med åbning og lukning af ventilerne ved TDC og BDC ville den kunne køre ved lave omdrejninger, men disse åbningstider er ikke gode nok for en motor som skal kunne udvikle nogle brugbare HK. Hvis du har fanget disse basis ting og ønsker at vide mere er det tid til se på hvad der sker i en rigtig motor (Duc motor med königsaksel).
Jeg finder et diagram nyttigt for at forstå hvad der sker. Med reference til fig. 1, har jeg delt de to krumtapsrotationer op i to cirkler som hænger sammen i TDC, det skal følges som et "ottetal" gennem de forskellige cykler.
Start ved TDC kompression og følg den venstre cirkel i retning med uret indtil du kommer tilbage til TDC udstødning. Følg så cirklen til højre i retning mod uret tilbage til TDC kompression. Hver cirkel er delt i fire 90° segmenter , det giver otte faser som skal bruges i den avanceret gennemgang. De aktuelle værdier for ventil åbningstider vil blive forklaret senere.
Vi vil starte ved TDC kompression. Som beskrevet tidligere er begge ventiler lukket og luft/benzin blandingen er komprimeret sammen i et lille volumen. Fordi blandingen er en vis tid om at blive antændt over det hele må tændrøret tænde før stemplet når TDC. Jeg vil ikke komme ind på tændingstidpunkter her, men kun nøjes med at sige at jo hurtigere krumtappen roterer, jo tidligere før TDC skal tændingen foregå. Det er for at sikre den maksimale udnyttelse af den brændende luft/benzin blandings tryk, lige i det øjeblik stemplet begynder at bevæge sig nedad i forhold til stempelhastigheden.
TÆNDING: For de første 90-100° ATDC forbliver begge ventiler lukket, da den brændende blandingen stadig øger trykket på stemplet, mens stemplet bevæger sig ned i cylinderen i forbrændingsslaget.
UDSTØDNING 1: Ved ca 80° BBDC begynder udstødningsventilen at åbne. Hovedårsagen til at lade udstødningsventilen åbne før BDC er at ventilen så vil være helt åben når stemplet begynder at bevæge sig opad i cylinderen i udstødningsslaget. Det meste af effekten fra den brændende blanding er blevet brugt på dette punkt, så der er ingen tab af effekt ved at åbne ventilen så tidligt. Vi kan også bruge det lille overtryk, der kommer fra den resterende forbrænding til at begynde udstødningsfasen tidligere selvom stemplet stadig bevæger sig nedad i cylinderen.
UDSTØDNING 2 & 3: Fra BDC til TDC er udstødningsventilen helt åben og stemplet presser de forbrændte gasser ud af cylinderen, mens det bevæger sig op i cylinderen.
INDSUGNING 1: Ved ca 60 ° BTDC begynder indsugningsventilen at åbne. Ligesom for den tidligt åbnede udstødningsventil, gør vi det for at give indsugningsventilen en chance for at være helt åben på det tidspunkt hvor stemplet når sin maximale hastighed på vej ned i cylinderen og det giver mulighed for at fylde cylinderen med frisk luft/benzin blanding. Mens indsugningsventilen er helt åben, bevæger udstødningsgasserne sig hurtigt ud gennem udstødningsporten og inertien af gassen giver et lille undertryk, som lader det atmosfæriske tryk presse frisk blanding ind i cylinderen.
INDSUGNING 2 & 3: Fra TDC udstødning/overlap til BDC er indsugningsventilen helt åben og stemplets hurtige bevægelse nedad skaber et undertryk som lader det atmosfæriske tryk fylde cylinderen med frisk blanding af luft/benzin.
UDSTØDNING 4: Udstødningsventilen forbliver åben til ca. 60° efter TDC. Det er gjort for at fjerne udstødningsgasserne. Den friske blanding som kommer ind i cylinderen har stor hastighed og det udnyttes til at presse det sidste af udstødningsgassen ud gennem udstødningsventilen, der er ved at lukke. Den hvirvlende friske blanding medvirker på dette punkt til en vis køling af udstødningsventilen.
INDSUGNING 4: Fra BDC til ca. 80° ABDC er indsugningsventilen stadig åben. Selvom stemplet bevæger sig opad er den indsugene luften/benzin blandings inerti kraftig nok til at give en mini turbo effekt samtidigt med blandingen bliver presset sammen i cylinderen.
KOMPRESSION: Efter at indsugningsventilen lukker ved ca. 100° BTDC, fortsætter det stigende stempel med at komprimere den friske luft/benzin blanding så den er klar til tænding og start af en ny cyklus.
Når man tænker på at en fuld cyklus sker ca. 70 gange pr. sekund ved høje omdrejningstal kan du se at åbningstiderne for ventilerne er en meget kritisk faktor når en motor designes. Åbningstiderne er afhængige af knasten og den motor som den skal bruges i.
Som du kan forestille dig er der mange faktorer der har indflydelse på fabriksindstillingen af knasterne, så som indsugnings- og udstødningssystem, brændstoftype, kompressionsforhold, max. omdrejningstal, stempel og forbrændingskammer, ønsket drejningsmoment og antal hk., brændstof økonomi, osv.
Næsten alle åbningstider beror på at der er et kendt spillerum mellem vippearm og ventil der er større end normalt ventilspillerum. Dette kaldes checkspillerum og er normalt 1,00 mm. Indstilling ved checkspillerum betyder at det er nødvendigt midlertidigt at ændre på shims eller justerskruer på hver ventil som der bruges til indstilling, men mere om det senere.
Nogle fabriksindstillinger er givet ved normalt ventilspillerum, selvom der ikke er noget måleligt gasflow under 0,5 mm ventilløft. Det er gjort for at foregive bedre tal som viser at åbningstiden og overlappet er meget større, det er gjort for lave reklame for købere som tror at længere må være bedre! Hvis der ikke er givet nogen checktolerance sammen med fabriksopgivelserne, er det nødvendigt at gå ud fra at indstillingen skal foregå med normalt ventilspillerum.
Det antal grader, fra når ventilen starter med at åbne, til den er lukket kaldes ventilens åbningstid. Typisk fabriksopgivelse for en 900SS (königsaksel) er ca. 320° for både indsugnings- og udstødningsventil, det er optimistisk, da det er ved normalt ventilspillerum.
Den anden vending som er nævnt i det ovenstående er ventiloverlap. Det er det antal grader hvor både indsugnings og udstødningsventil er åbne på samme tid. Årsagen til dette er beskrevet i afsnittet avanceret ventilåbningstidsteori.
Åbningstiden og overlappet kan findes i fabriksopgivelserne, som det vil fremgå senere er opgivelserne ikke altid i overensstemmelse med den knast som er monteret i motoren! Lad os tage opgivelserne for en 900SS (königsaksel) og lave nogle beregninger.
Husk at alle vinkelangivelser er på krumtappen og skal halveres hvis de skal passe på knasten.
NB. Det er fabriksopgivelser ved normalt ventilspillerum og derfor "forhøjede" tal.
En anden opgivelse som vi er interesseret i er Max Løft (ML) for hver ventil. Normalt vil dette optræde halvvejs mellem at ventilen åbner og lukker, forudsat at knasten er symmetrisk. Så for at finde vinklen for ML, skal vi halverer åbningsvinklen for hver ventil og anføre punktet på vores figur (figur 3).
Udstødningsventilens halve åbningstid er: 318° / 2 = 159°. Udstødningsventilen åbner ved 80° BBDC (= 260° BTDC) + 159° (halv udstød. tid). Derfor må ML på udstødningsventilen være ved 260° - 159° = 101° BTDC.
Indsugningsventilens halve åbningstid er: 326° /2=163°. Indsugningsventilen åbner ved 63° BTDC + 163° (halv indsug. tid). Derfor må ML på indsugningsventilen være ved 163° - 63° = 100° ATDC.
Det er normalt at benævne en sådan ventil "101° /100° centerløbs knast", og som du sikkert har opdaget er der symmetri mellem ML for indsug. og udstød. på begge sider af TDC. Det kaldes centerløbssymmetri og de fleste motorer har centerløbssymmetri. Vi vil bruge denne symmetri til at beslutte om knasten er forud eller bagud, når vi skal beregne de virkelige ML.
Fig. 2 viser sammenhængen mellem åbning, lukning og max løft for hver ventil med fabriksopgivelser for en 900SS (königsaksel).
Nu kommer vi til det problem, som ikke er specielt for Ducati, at den knast der er monteret i motoren ikke nødvendigvis er lig den der er opgivet i specifikationerne! Uden nogen kendt grund er de fleste 900SS (königsaksel) motorer monteret med en centerløbssymmetri på "96° /96°", som ikke er så godt som en knast med "101° /100°" løb. Men fortvivl ikke, du finder ud af hvilken type knast der er monteret i din motor, når du finder ML på din motor.
Moralen er: Forvent ikke at fabriksopgivelserne svarer til det der er monteret i din motor.
Fig. 3 viser et indstillingsdiagram for 900SS’eren med "96° /96°" knast. Bemærk at åbne- og lukketider er de samme som for "101° /100°" selvom det måske ikke passer, jeg ikke har specifikationerne for en "96° /96°" knast, det eneste kendte er de 2 ML’ere.
Vi vil nu fordybe os i de forskellige metoder til at beskrive og måle knastindstillingen.Og før vi går videre, er det vigtigt at notere sig at knastindstillingens data bliver påvirket af slidte knastprofiler, slidte eller forkerte vippearmsprofiler, ventilspillerum, slør i drevet i til knastakslen, slidte lejer, slidte ventiler og styr, ventilsæde højde og slitage, løftehøjde osv. Det er nødvendigt at sikre sig alt det ovenstående og sikre sig at de er inden for fabriksspecifikationerne, for at få det bedste ud af knastindstillingen.
Intentionen med denne artikel er at guide folk gennem måling af knastindstillingen på deres gadecykel med en rimelig grad af nøjagtighed. Hvis du skal måle knastindstillingen på en racer, er det nødvendigt at gøre meget mere ud af undersøgelser og arbejde med meget større nøjagtighed, for at få det bedste ud af din motor. Det vil også være nødvendigt med en dyno test med forskellige indstillinger, da den bedste teori ikke altid giver det bedste resultat i praksis.
Der er tre hovedmetoder til at specificere og måle knastindstillingen og hver især vil give forskellige resultater. Det er vigtigt når man skal specificerer knastindstillingen, at opgive hvordan det er gjort og hvorfor det er gjort på denne måde. Gode oplysninger om knastindstillingsværdierne indeholder ikke kun oplysninger om grader, men også om hvilket ventilspillerum og/eller hvilket løft der er benyttet ved målingen.
Starten og slutningen af en normal knastprofil afhænger spillerumsramperne ved åbning og lukning. Ramperne (stigningerne) er normalt meget bløde ved både åbning og lukning af ventilen, i den periode hvor spillerummet skal fjernes eller skabes, for ikke at lave stor slitage på de dele der indgår i hele ventilarrangementet. Dette har meget større betydning i en motor med ventilfjedre, da fjederens inerti er mange gange større end ventilens.
Når ventilen (relativt) langsomt løfter sig fra sædet, er der ikke næsten ikke noget flow før ventilen er løftet ca 0,5 mm fra sædet, og det er ikke før på dette tidspunkt at den "rigtige" knastprofil kommer i funktion, som giver hurtigt løft med deraf væsentligt højere flow.
Før du starter er det nødvendigt at bestemme stempel TDC nøjagtigt, så du kan anbringe gradskiven så den viser nul når stemplet er i TDC. Mens krumtappen bevæger sig nogle få grader på hver side af TDC står stemplet realiteten stille, så en måling på dette punkt vil ikke blive nøjagtigt nok til knastindstilling. Den rigtige metode til måle TDC er at gøre brug af et måleværktøj som kan vise stemplets bevægelse. Dr. Desmo's tegning viser hvor i cylinderen stempelhastigheden er størst og mindst.
Ideen med dette værktøj er, at hvis du kan stoppe stemplet i samme højde på begge side af TDC og derved aflæse gradskive på disse to punkter så må TDC være nøjagtigt halvvejen imellem disse punkter. Du kan lave dit eget måleværktøj med et udboret tændrør, hvor der monteres et måleur med en forlænger som kan nå igennem til stemplet. Dr. Desmo advarer! Dette måleværktøj kan meget nemt komme i karambolage med ventilerne, så vær forsigtig.
Monter gradskiven på krumtappen. Det er nødvendigt at kunne dreje krumtappen uden at komme til at rykke på gradskiven, enten kan du bruge fabriksværktøjet som normalt har for meget slør eller også kan du fjerne motordækslet så du kan en fastnøgle på krumtappen. Monter pilen til motoren således et den peger på kanten af gradskiven.
Fjern begge tændrør og mål med et stumpt værktøj ca. hvor TDC er på den første cylinder som du vil checke. Drej gradskiven så pilen peger på 0 grader og spænd den fast. Drej motoren stille fremad indtil du kan skrue dit "stop" værktøj i tændrørshullet uden at ramme stemplet. Drej så forsigtigt motoren baglæns indtil stemplet rører ved stoppet. Opmærk positionen på gradskiven. Drej så motoren fremad, næsten en hel omgang (stadig forsigtigt) indtil du igen når stoppet. Du opmærker igen positionen. Midtvejs mellem de to mærker sætter du et tredje, dette er motorens nøjagtige TDC.
Du vil sikkert finde ud af at mærket ikke stemmer helt overens med 0 grader på gradskiven, da vores første mærke kun blev sat omtrent ved TDC, så for at gøre livet lettere under indstillings målingerne skal du bøje pilen en smule så den peger på 0 grader ( motoren må ikke drejes!!). Visk alle mærkerne ud på gradskiven og gå nu hele proceduren igennem igen og du skulle nu gerne finde ud af at det tredje mærke stemmer overens med 0 grader på gradskiven. Vær sikker på at motoren er i TDC med gradskive stående på 0 grader før du fortsætter. Hvis du tror at nogle dele har flyttet sig i forhold til motoren under målingerne er det nødvendigt checke TDC med ovenstående metode før du fortsætter.
Hvis du bruger "normal" eller "justerings" spillerum, behøver du ikke at bruge et måleur på dette sted. Vinkel aflæsningerne skal tages når spillerummet lige nøjagtigt er væk under drejning af motoren.
Det følgende eksempel viser målingen og udregningen på 900 SS med königsaksel. Vær opmærksom på at det er brugt ventilløft som kun er 0,02 mm mindre end ML, men det har ikke nogen indflydelse på endelige justeringsværdier. Lav alle målingerne med motoren dreje i sin normale retning, da slør i drevet til knasterne ellers kan forskellige aflæsninger.
Indsugning på vandret cylinder.
Grov aflæsning åbner ca 45° BTDC, ML ca 107° ATDC.
Fremad 0,02 mm før ML = 85.5° ATDC , fremad 0,02 mm efter ML = 123,5°. 123,5° - 85,5° = 38° divideret med 2 = 19°. Derfor må vandret indsugnings ML= 85,5° + 19° = 104,5° ATDC.
Nu er det nødvendigt at lave den samme måling for udstødningventil på vandret cylinder.
Udstødning på vandret cylinder.
Grov aflæsning åbner ca 67° BBDC, ML ca 83° BTDC.
Fremad 0,02 mm før ML= 107,5° BTDC , fremad 0,02 mm efter ML= 65,5°. 107,5° - 65,5° = 42° divideret med 2 = 21°. Derfor må vandret udstødnings ML= 65,5° + 21° = 86,5° BTDC.
Ud fra disse tal kan vi finde ud af hvilken knast der er monteret i motoren.
Centerløbsvinklen for den vandrette cylinder er = indsugning ML + udstødning ML divideret med 2. 104,5° ATDC + 86,5° BTDC = 191° divideret med 2 = 95,5°.
Centerløbsvinklen for knasten på den vandrette cylinder er 96°. Som beskrevet tidligere skulle punkterne for ML gerne være symmetriske omkring TDC og nu kan du beregne om knasten er for tidlig eller for sen og med hvor mange grader.
Figur 4 viser forskellen mellem hvor ML er målt til at være og hvor ML skulle have været med ens centerløbsvinkler.
Vandret cylinders knastindstilling er:
86,5° (målt CLV udstødning) - 95,5° (udregnet CLV) = 9,0° for sen. Eller 95,5° (udregnet CLV) - 104,5° (målt CLV indsugning) = 9,0° for sen. For sen knast indstilling betyder at ventilerne åbner senere end ventet.
Nu kan hele proceduren gentages på den lodrette cylinder. Jeg vil springe nogle af udregninger over og bare vise værdierne.
Lodret cylinders indsugnings ML = 93,5° ATDC. Lodret cylinders udstødnings ML = 99,5° BTDC.
Centerløbsvinklen for den lodrette cylinder er = indsugnings ML + udstødnings ML divideret med 2. 93,5° + 99,5° divideret med 2 = 96,5°.
Derfor har vi en 96° centerløbsvinkel knast på den lodrette cylinder, så begge knaster er samme type, det var vel også at forvente. Men vær aldrig sikker uden at have målt begge knaster, da der forekommet mærkelige kombinationer på Ducatier som kommer lige fra fabrikken! Hvis cyklens historie ikke kendes, er der altid mulighed for at der er monteret en forkert knast på et eller andet tidspunkt.
Lodret cylinders knastindstilling er:
95,5° (målt CLV) + 93,5° (udregnet CLV) = 3,0° for tidlig. For tidlig knastindstilling vil sige at ventilerne åbner tidligere end forventet.
Ud fra disse to sæt værdier kan du se en forskel i mellem justeringen på de to cylindre på: 9,0° for sen + 3,0° for tidlig = 12,0° krumtapsgrader!
De 12,0° er ikke exceptionelle da nogle tidligere köningsaksel twins har fået målt op til 28 krumtapgrader for sen og med samme forskel i knastindstillingen imellem de to cylindre!
Det er ofte den skjulte årsag til at to helt ens motorcykler kan have forskellig tophastighed, benzinøkonomi og moment i mellem området. Forskelle i knastindstillingen vil også have stor indflydelse på kompressionsmålinger og det kan forklare hvorfor to helt nye (ny renoverede) cylindre og topstykker fortsat giver forskellige kompressionsmålinger på de to cylindre!
Nu når vi har lavet målingerne og udregningerne, skal du til tage en beslutning om knastindstillingen skal ændres eller ej. Beslutningen kan tages ud fra følgende.
Hvor stor forskel er der mellem de to cylindre? Fabriksopgivelserne siger 5° på knastindstillingen. Til gadebrug vil lade det være acceptabelt, hvis der er mindre end 5° mellem de to cylindre. For motorens balance er det selvfølgelig bedre jo tættere knastindstillingen på de to cylindre er på hinanden, og jo roligere vil motoren køre.
Hvor er knastindstillingen i forhold til hvor den skal være? Igen vil jeg bruge fabriksopgivelserne på 5° i forhold til TDC og lade dem være hvis de opfylder det.
Selvfølgelig skal der kigges på de to værdier individuelt for hver cylinder, da du kan have det værste tilfælde med en cylinder på 5° for sen indstilling og den anden cylinder med 5° yderligere for sen indstilling, det vil give den anden en værdi på 10° for sen indstilling.
Du må også kigge på de udgifter som er forbundet med at lave denne indstilling. Hvis du har en square case motor med königsaksel motor, vil de kun være noget af din tid og evt nogle pakninger, mens hvis du har en tandrems trukket motor og lader et værksted kigge på det vil det kunne blive meget dyrt. Hvis du ikke er sikker på dine målinger så tag dem med til en Ducati ekspert og få hans mening.
Nu har vi endelig fundet ud af om knastindstillingener forkert og hvor forkert den er. Nu er det nødvendigt at beslutte om indstillingen skal ændres eller ej. Denne beslutning skal tages ud fra både forskellen mellem de to cylindre og ud fra den korrekte indstilling. Du mener måske din indstilling er "tæt" nok på og det ikke er umagen værd at ændre indstillingen, men husk på at alle ændringer som du laver kan nemt ændres tilbage til den oprindelige indstilling ved at gå tilbage til de originale indstillingsmærker.
Et andet punkt som man skal overveje før man ændre indstillingen ar hvor nemt kan ændringen laves på din egen motor. Hvis du har en könings-aksel model kan ændringerne laves ved at "lege" med gearhjulene som driver knasten. Motorer med kantet motor dæksler er de nemmeste at ændre med et stort område at lave ændringer i ved at flytte den dobbelte ligeskårne spidshjuls udveksling . Motorer med runde dæksler er vanskeligere men stadigvæk kan ændringer laves uden nogen økonomiske konsekvenser. Ejere af tandremsmotorer er nødt til få lavet eksta notspor i deres tandremshjul. Selvom det ikke er dyrt at få lavet disse spor vil mulighederne for ændringer ikke være lige så store som med en königsakselmotor, men hvis du nøjagtigt ved hvor meget du vil ændre indstillingen vil denne information måske være til hjælp for ham som skal lave de nye notspor. Specielle "offset" federe er en anden mulighed for at lave små ændringer af indstillingen.
For at lave en ideel indstilling er det nødvendigt at kunne ændre udstødningsindstillingen uafhængigt af indsugningsindstillingen. Det kan kun lade sig gøre hvis der er separate knaster for ind- og udstødning. Dette er kun muligt på 851, 888, 916 osv. Så på alle de andre vil det være nødvendigt at få ændret sig knaster eller at få lavet nye hvis der skal ændres individuelt på indsugning og udstødning.
Hvis motoren ikke er blevet voldsomt tunet er hovedårsagen til at indstille knasterne, at få cylindrene til at "gå" ens og måske hente en lille effektforøgelse. For "königsaksel" motorer med "kantede" dæksler vil en avancering på 3-4° give den bedste effekt i hele området (bygger på erfaring fra flere mennesker). En avancering på mere end 4° kan øge effekten i mellemområdet men på bekostning af topeffekten. Dette er måske brugbart hvis der køres race på korte baner, men det duer ikke til landevejskørsel.
ADVARSEL: Før du fortsætter med at ændre indstillingen skal du være opmærksom på at det kan føre til alvorlige motorhavarier hvis motoren drejes med knasterne indstillet langt væk fra de oprindelige indstillingsmærkerne. Lav altid et extra check af indstillingen og drej motoren langsomt med hånden for at være sikker på ventilerne ikke støder sammen med stemplet eller hinanden under minimum 2 hele omdrejninger. Hvis alt ser ud til at være ok! Kan du starte motoren, men hvis der er nogen fremmede lyde, stop motoren øjeblikkeligt og ring til din bank før du undersøger videre.
Jeg vil gennemgå indstillingen af knasterne på min egen 900SS "königsaksel model". Motorer med runde dæksler og med tandremsdrev vil blive gennemgået mindre detaljeret i separate afsnit.
Vi fandt ud af at den lodrette cylinder var 9° for sen og den vandrette 3° for tidlig indstillet. Som gennemgået tidligere er den ideelle indstilling 3-4° for tidlig baseret på centerløbs måling. Da den vandrette cylinder allerede er 3° for tidlig besluttede jeg ikke at ændre denne knast da den er tæt nok på den ideelle indstilling. Det næste step var derfor at bringe knasten i topstykket til den lodrette cylinder på niveau med det vandrette topstykkes knast ved at flytte den 12° tidligere så den ville ende med at være 3° for tidlig.
At ændre indstillingen på en motor med kantede dæksler gøres ved at flytte den indbyrdes position på tandhjulene på højre side af krumtapshuset. Med udgangspunkt i diagrammet som er vist her, er knastdrevet som følger. Det dobbelte ligeskårne tandhjul nr. 14 sider på krumtapsakslen. Den inderste fortanding driver oliepumpen og den yderste med 24 tænder driver begge de ligeskårne tandhjul nr. 9, et for hver knast, som har 36 tænder.
Det ligeskårne tandhjul nr. 9 er forbundet til spidstandhjulet nr. 10 med feder nr. 11 disse to gear drejer som et hjul. Spidstandhjulet nr. 10 er ligeskåret og har 23 tænder griber ind i et identisk 23 spidstandhjul (ikke vist) som driver akslen i røret op til topstykket. Ved topstykket sidder et 21 spidshjul sammen med et 28 spidshjul som sidder på knastakslen. Årsagen til den lidt mærkelige sammensætning af tandhjul som er brugt er for at fordele slidtagen på alle tænderne istedet for at det altid er de samme få tænder, som belastes når ventilerne skal åbnes. Det bliver kaldet "hunting tooth" princip og har været brugt til tandhjulsdrevne knaster i mange år.
Vores totale udveksling er som følger: 24/36 = 2/3, 23/23 = 1/1 & 21/28 = 3/4, som giver 2/3 x 1/1 x 3/4 = 6/12 = 1/2.
Knastakslen roterer med den halve antal omdr/min som krumtappen som beskrevet i det første afsnit af denne artikel. Hvis vi flytter tandhjuludvekslingen 24/36 en tand, får vi en ændring på 360°/24 = 15° i forhold til krumtappen. Hvis vi flytter 23/23 udvekslingen en tand får vi en ændring på 360°/23 = 15,652°, men ved denne udveksling er omdrejningstallet kun 2/3 af krumtappen så 15,652*2/3 = 23,478 i forhold til krumtappen.
Nu er disse værdier for store i dette tilfælde, de kan kun bruges hvis indstillingen er mere end 15° ved siden af, men da gearhjul 9 og 10 har en udveksling kan vi lave en kombination lige fra 0,5° til 23° ’s ændring.
Som et eksempel flytter vi 23/23 udvekslingen 1 tand og tilsvarende med 24/36 udvekslingen med 1 tand. Hvis det ene sæt flyttes en tand baglæns og det andet en tand fremad, vil ændringen være 23,5° minus 15° = 8,5°. Alt efter hvilken vej man flytter tandhjulene kan der opnås 8,5° tidligere eller senere indstilling af knasten.
Fordi der er en forskel i at flytte det enkelte sæt tandhjul 1 tand er det muligt med mange kombinationer, hver med sit resultat i den totale ændring. Hvis vi lægger oplysningerne ind i et computerprogram, og lader det udregne alle kombinationerne og efterfølgende skrive det ud, får vi en flere sider lang udskrift. Hvis vi i programmet begrænser antallet af tænder vi vil flytte til 15, og begrænser antallet grader vi vil ændre til ± 15°, får vi en enkelt side af muligheder fra 0,65° med ca. 1° spring op til 15°.
I mit tilfælde var der brug for 12°’s ændring. Udregningen viser at hvis jeg flytter de ligeskårne 24/36 udveksling gearhjul 7 tænder I den ene retning og 23/23 spidshjulene 5 tænder I den anden retning vil jeg få.. (5 x 23,487°) - (7 x 15°) = 117,435° - 106° = 12,435°.
Ved at løsne møtrikken på enden af krumtappen kan generatoren og afstandsstykket fjernes. Drej motoren indtil at timing’s mærkerne står over for hinanden. Dette er TDC for kompressionen på den lodrette cylinder. Det er nu nødvendigt at fjerne pladen som sidder foran gearhjulene, vær opmærksom at alle shims’ene fastholdes i deres position sådan at de ikke blandes.
Nu kommer det spændende, nemlig i hvilken retning tandhjulene skal flyttes? Hold hele tiden fast i at indstillingen skal være tidligere for at få ventilerne til at åbne tidligere. Knasten drejer med uret set fra indstillingssiden af motoren. Husk på at krumtappen drejer mod uret set fra samme side. Den største ændring i grader sker ved at flytte 23/23 spidshjuls udvekslingen 5 tænder, så vi avancerer knasten 117,435° ved denne indstilling og retardere den 105° ved at flytte 7 tænder på den ligeskårne gearudveksling.
Start med flytte det dobbelte ligeskårne tandhjul pos 14 fra federen og uden at flytte nogen anden part træk det dobbelte ligeskårne/spids gearhjul pos 9 og 10 ud af indgreb spidshjulet på akslen til knasten. Drej gearhjul 9 og 10 fem tænder mod uret sæt dem i indgreb igen. Det betyder timingsprikken på spidshulet 10 nu er 5 tænder til venstre for timingsprikken på spidshjulet som sidder på akslen til knasten.
Skub nu det dobbelte ligeskårne gaerhjul 14 ind over federen indtil lige før det kommer i indgreb og du vil finde ud af timingsprikken på gearhjul 9 er et antal tænder (ikke nødvendigvis at eksakt antal) drejet i retning mod uret i forhold til gearhjul 14. På dette punkt har vi ikke flyttet på knasten og nu vil vi flytte den de 12,435° som er målet. Denne gang skal vi flytte gearhjul 9 uden at tage det ud af indgreb, dvs. vi flytter alle delene i drevet til knasten. Da hver tand på gearhjul 9 svarer til 15° finder du ud af at det kun er nødvendigt at flytte gearhjul 9 mindre end en tand i urets retning for at timingsprikken på gearhjul 9 er 7 tænder (mod urets retning) væk fra timingsprikken på gearhjul 14.
Når du ændret indstillingen er det nødvendigt at undersøge indstillingen for at se om der er sket en fejl beregning og derved indstillingen er langt væk fra det forventede. Med stemplet i den lodrette cylinder i TDC kompression, det skulle gerne være det samme sted hvis du ikke har drejet på krumtappen, skal du undersøge at knasterne i begge topstykker og du skal gerne se at timingsprikkerne står over for hinanden og at de er tæt på hinanden.
Husk på som beskrevet i de tidligere afsnit vil krumtappen kun dreje 6,217° (12,435 / 2) da knastakslerne kun drejer det halve antal omdrejning af knasten. Da vi ikke har stillet på gearhjulene i topstykket vil du se at timingsmærkerne stadig står over for hinanden selvom de måske ikke står nøjagtigt over for hinanden da knasten er blevet flytte med lidt over 6° . Det betyder at hvis det er nødvendigt at reparere på topstykket kan man stadig få timingsmærkerne til at passe når topstykket skal monteres igen.
Hvis alt ser ud til at være i orden på dette sted skal du gennemgå hele proceduren igen for at checke at indstilingen er nøjagtigt hvor du vil have den og at du ikke har fået flytte indstillingen i den forkerte retning. Hvis du tror at det er forkert kan du altid flytte indstillingen tilbage til den oprindelige indstilling efter timingsmærkerne.
Selvfølgelig hvis du har ændret på indstillingen vil timingsmærkerne på de nederste spidshjul 10 og på det ligeskårne hjul 9 ikke passe mere med de gearhjul som de er i indgreb med. Det vil være nødvendigt at lave nogle nye mærker på begge de to gearhjul (9 & 10) og samtidigt lave en tegning af hvordan det ser ud så det er muligt at lave den samme indstilling efter at motoren evt. har været skilt ad uden at skulle lave hele indstillingen igen.
I en motor med runde dæksler er der ikke nogen ligeskåren/spidshjul dobbelt gear, så det er nødvendigt at lave indstilling på spidshjulene både ved krumtapshuset og i topstykket for at lave ændringen. Diagrammet nedenfor viser knastakseldrevet.
I tilfældet med motorer med runde dæksler og med reference til diagrammet, er knastdrevet som følger. Et spidshjul med 23 tænder sidder på enden af krumtappen og driver et 23 tands spidshjul (pos 700) som sidder på en kort aksel. Denne aksel driver knasten til et sæt platiner som sidder også med en 2:1 udveksling (ikke vist) som er anbragt under platinerne. Midt på denne aksel sidder et 24 tands spidshjul som trækker to 36 tands tandhjul en til hver knast (pos 800). I topstykket sidder et 21 tands spidshjul som trækker et 28 tands tandhjul som sidder på knastakslen (pos 600).
Så den totale udveksling er: 23/23=1, 24/36=2/3 & 21/28=3/4, som giver 1/1 x 2/3 x 3/4 = 6/12 = 1/2.
Hvis vi flytter 24/36 spidshjuls udvekslingen 1 tand for vi en ændring på: 360° / 24 = 15° i forhold til krumtappen. Da der ikke er nogen dobbelt udveksling på denne type er det eneste andet sted, vi kan ændre på indstillingen, i topstykket.
Hvis vi flytter 21/28 spidshjulsudvekslingen med en tand får vi en ændring på: 360° / 21=17.143, men da 21 tands tandhjulet kun roterer med 2/3 antal omdrejninger af krumtappen får vi: 17,143° / 2/3 = 25.714° i forhold til krumtappen.
Hvis vi flytter det ene sæt en tand frem og det andet en tand tilbage får vi en ændring på 25,714° -15° =10,714° . Alt efter hvilken vej vi flytter gearhjulene kan vi enten avancere eller retardere knasten 10,7°.
Ved at bruge vores computerprogram finder vi ud af, at der ikke er nær så mange forskellig muligheder for denne type motor, men vi kan alligevel komme rimeligt tæt på et perfekt resultat. Ved at gå ud fra vores 12° og sammenligne med vores værdier med fra computer programmet finder vi ud af at vi kan få en ændring på 10,7° ved at flytte hvert sæt en tand som beskrevet ovenfor men den næste mulighed er at flytte 24/36 udvekslingen 6 tænder i den ene retning og 21/28 udvekslingen 4 tænder i den anden retning.
Metoden til at opnå en ændring i indstillingen af knasten er den samme for motoren med kantede og runde dæksler, men i dette tilfælde vil timingsmærkerne i topstykket ikke stå overfor hinanden og det vil være nødvendigt at lave nye mærker. Det er også vær at bemærke at det er nødvendigt med et stykke special værktøj for at flytte spidstandhjulet på akslen som går fra motorhuset til topstykket.?????
NOTE 1: Hvis du på en motor med runde dæksler stiller gearhjulene i drevet til knasterne efter timingsmærkerne, vil du se at det midterste spidshjul, som trækker de to aksler til knasterne (pos 800) har to timingsmærker 180° forskudt I forhold til hinanden som passer sammen med hvert sit tandhjul på akslerne til knasterne. Fra fabrikken er disse mærker malet med henholdsvis rød og grøn farve. Jeg formoder at den grønne beregnet for den lodrette cylinder og den røde for den vandrette cylinder. Farven er nok væk når du skal stille knasterne, så vær opmærksom på at indstillingen af knasten til platinerne kan være 180° forkert! Du skal undersøge knasten til platinerne og den skal være lige ved at åbne platinen til den lodrette cylinder (Platinen tætteste på kondensatoren). Hvis det ikke er tilfældet skal du dreje krumtappen 3 omgange og få alle mærkerne til at stå overfor hinanden og platinen til den lodrette cylinder skal være på vej til at åbne. For at forhindre fremtidige problemer er det en god ide at rense mærkerne og derefter give dem ny maling.
NOTE 2: Drevet til platinerne har en gearudveksling på 2:1 nede under platinpladen. Der er et timingsmærke på det lille gearhjul som passer sammen med et malet mærke på det større gearhjul. Som nævnt tidligere er denne maling sikkert forsvundet, så vil du være sikker på at kunne samle systemet igen uden de store problemer, vil jeg foreslå at du mærker gearhjulene med farve, gravering e.lign.
For en motor med runde dæksler opgiver fabrikken at center løbs vinklen er 99,5° /98°. Da jeg undersøgte min 750 GT fandt jeg ud af at værdierne var omkring 108°, så den knast som sidder i min motor passer ikke med den opgivelse som er i manualen. Jeg har talt med Brook Henry og han tror at der findes to forskellige knast slibninger for både GT og Sport, så vær ikke sikker uden at foretage en måling.
Ifølge mine målinger på GT’eren og hvis 108° er standard centerløbsvinkel så var min vandrette cylinder ca. 7,5° for tidlig og den lodrette var 17,5° for tidlig! Så her var der 10° ’s forskel og begge knaster var avanceret. Som beskrevet før giver en indstilling som er for tidlig bedre moment i mellem området og det er hvad GT’erne er berømte for. På nuværende tidspunkt har jeg ikke fundet nogen information om, hvad der er den bedste indstilling for en GT’er. Da det er mere omstændigt at ændre indstillingen på en motor med runde dæksler, vil jeg først foretage justeringen til næste gang motoren skal hovedrepareres. Hvis der er nogen som har mere information om en GT’ers knastindstilling eller hvor den bedste indstilling er, er jeg interesseret i at få det at vide.
Som beskrevet tidligere vil det være nødvendigt at lave flere notspor i tandremshjulene eller få fat i nogle som har flere spor. Jeg kan ikke beskrive proceduren detaljeret, da jeg kun har set det gjort en enkelt gang. Ideen er at de ekstra notspor skal side i en anden vinkel i forhold tænderne på tandremshjulet end det oprindelige notspor og med "trial and error" metoden finde det notspor som giver den bedste indstilling i forhold til det ønskede. Drej motoren indtil knasten står ved max. løft og lås motoren i denne position. Fjern tandrem og tandremshjulet på knasten og drej motoren til den ønskede vinkel for max. løft. Ved at dreje tandremshjulet skulle det være muligt at finde et notspor som giver den bedste indstilling. En anden mulighed er at bruge offset feder til at lave mindre justeringer. Men husk altid at undersøge indstillingen en ekstra gang inden motoren startes.