Nokka-akseli: Toimintaperiaate, ajoitus, viat ja asennus

Nokka akseli

Nokka-akseli on polttomoottorin tankomainen osa, joka muuntaa pyörivän liikkeen suoraviivaiseksi ja näin avaa ja sulkee auton polttomoottorin venttiilit oikea-aikaisesti. Akseleita voi olla 1-4 moottorin tyypistä riippuen.

Tässä artikkelissa kerromme nokka-akselin toiminnasta ja ajoituksesta. Kerromme myös, kuinka nokka-akselin vaihto tapahtuu sekä esittelemme akselin yleisimpiä oireita ja vikoja.

Nokka-akselin toiminta

Nokka-akselin tehtävä

Polttomoottorissa on venttiilejä, joiden kautta ilma-polttoaineseos pääsee moottoriin ja pakokaasut ulos moottorista. Näiden venttiilien avaamiseen ja sulkemiseen tarvitaan nokka-akselia. Nämä ovat tankoja, joiden toiminta perustuu “nokkiin” eli lohkoihin. Nokka-akselin tehtävä on pyöriessään nokkiensa työntyvällä liikkeellä avata ja sulkea imu- ja pakoventtiilit hieman eri aikaisesti mutta kuitenkin niin, että ne ovat molemmat hetkellisesti samaan aikaan avoimia. Tätä ilmiötä kutsutaan overlappingiksi (suom. päällekkäisyys). Kun ne jälleen sulkeutuvat, paine sylinterissä kasvaa jälleen venttiilien avautumiseen asti.

Nokka-akseli voi sijaita joko sylinterikannessa tai -lohkossa. Nokka-akselia voivat liikuttaa kampiakseli, jakohihna tai nokka-akselin hammashihna, ketju, hammaspyörästö tai harvemmin myös väliakseli. Nokka-akselien määrä ja sijainti vaihtelevat rivimoottorin kahdesta kappaleesta V-moottorin jopa neljään kappaleeseen.

 Ne voidaan jakaa seuraavasti: 
  • SOHC eli single overhead camshaft (tai OHC): Tällä nimityksellä tunnetaan venttiilikonerakenne, jossa on yksi nokka-akseli sylinterikannessa. Näitä on 4- ja 6-sylinterisissä moottoreissa. Venttiilien jouset palauttavat ne suljettuun asentoon.
  • DOHC eli double overhead camshaft: Tällaisessa yleisessä venttiilikonerakenteessa on kaksi nokka-akselia sylinterikannen yläpuolella. Rivimoottoreissa nokka-akseleita on kaksi, V-moottoreissa jopa neljä. Nokka-akselien suurempi määrä mahdollistaa suuremman ilmansyöttö- ja pakoventtiilien määrän ja näin myös moottorin suuremman tehon. Venttiilejä ohjaavat venttiilin nostajat tai rullakeinut.
  • OHV eli overhead valve engine (työntötankomoottori): Tässä moottorityypissä yksi nokka-akseli sijaitsee sylinterilohkossa ja nokka toimii yhteistyössä työntötangon ja keinuvivun kanssa. OHV-moottorit ovat nykyään harvinaisempia.
  • SV eli side valve: Tällaisissa rakenteissa venttiilit ovat sylinterinkannen alapuolella lohkon sivussa. Sivuventtiilirakenteita ei juuri enää tapaa.

Nokka-akselin ajoitus

Nokka-akselin ajoitus tarkoittaa käytännössä nokka- ja kampiakselien säätelemän venttiilien aukioloajan muuntelemista. Määrän lisäksi myös nokkien profiili vaikuttaa siihen, kauanko venttiilit pysyvät auki. Mitä enemmän venttiilejä ja mitä pidempi aukioloaika, sitä tehokkaammin moottori toimii, sillä siihen pääsee virtaamaan enemmän ilma-polttoaineseosta ja sieltä pääsee poistumaan enemmän kaasuja. Näin ollen erilaisiin ajoneuvoihin tarvitaan erilaisia nokka-akseleita ja erilaisten ajoneuvojen nokka-akselien ajoitukset eroavat toisistaan.

Ensinnäkin on syytä huomioida että nokka-akselin ajoitus itse on hieman hankalaa. Nokka-akselin ajoitusta varten tulee määrittää sylinterin kuolokohdat. Kun ne on määritetty, kannattaa kuolokohta merkitä kampiakseliin ripustettavaan ajoituskiekkoon. Tämän jälkeen käännä kampiakselia niin kauan kunnes se on täysin “auki” eli kohtaan jolloin imuventtiili on avattu. Tämä takaa mahdollisimman suuren vaihtopisteen eli overlapping-ajan. Säädä ajoitus lukitsemalla kampiakseli tähän paikkaan ja kiristämällä säätöpyörää. Muista huomioida moottorin oikea pyörimissuunta.

Nokka-akselin mukana tulee usein suositus sille käytettävästä asteluvusta. Tätä on yleensä syytä noudattaa, jotta moottorin oikeanlainen toiminta voidaan taata. Toisaalta jos tarkoituksena on ajoneuvon virittäminen tai chiptuning, voidaan nokka-akselin toiminnan optimoinnilla saavuttaa loistavia tuloksia. Nokka-akselin lisäksi esimerkiksi vapaavirtaussuodattimet parantavat ajoneuvon tehoa sitä virittäessä.

Nokka-akselin oireet ja viat

Kulunut nokka-akseli oireet

Nokka-akselit ovat erittäin kestäviä osia ja niiden toimintahäiriö tai vioittuminen ei melkein koskaan johdu akselista itsestään. Mahdolliset ongelmat voi kuitenkin havaita nopeasti esimerkiksi moottorin tehon ja kierrosnopeuden laskusta sekä vastasytytyksestä.

 Kokoonpanon toimintahäiriöiden syitä ovat muun muassa seuraavat: 
  • ! Vääränlainen voiteluaine tai öljy. Tämä aiheuttaa nokkien ennenaikaista kulumista. Voiteluainetta tulisi levittää nokkiin ja kaikille liikkuville pinnoille. On tärkeää huolehtia siitä, että voiteluaine on oikeanlaista, jotta kulunut nokka-akseli ei koidu ongelmaksi. Myös vääränlaisen öljyn käyttö tai virheet sisäänajon aikana voivat altistaa nokat kulumalle.
  • ! Uusi nokka-akseli, vanhat venttiilin nostajat. Nostajat sopivat aina tiettyyn nokka-akseliin. Siksi tulisi varmistua siitä että uuden nokka-akselin asennuksen yhteydessä myös nostajat ovat sopivia.
  • ! Venttiilijousen vääränlainen jännitys. On syytä huolehtia siitä, että venttiilijousten jännitys on oikea. Liian kireät tai löysät jouset voivat aiheuttaa ongelmia.
  • ! Mekaaniset toimintahäiriöt. Näitä voivat olla kierrejousen ja kiinnittimen häiriöt, venttiilien viat sekä venttiilin keinuvivun häiriöt.
  • ! Väärä vääntömomentti. Aiheuttaa häiriöitä pyörimisessä ja näin myös ajoituksessa.
  • ! Löystyminen. Jos kiertokanki tai muut liikkuvat osat pääsevät löystymään, nokka-akseli voi haljeta iskeytyessään muihin osiin. Tällöin nokka-akseli voi mennä poikki. Tämä on kuitenkin erittäin harvinaista.

Jos epäilet nokka-akselin vikaa, tarkista sen toimintakunto mahdollisimman pian. Rikkinäinen nokka-akseli voi johtaa laajempiin moottorivaurioihin ja muun muassa kampiakselin, sylinterinpään ja -lohkon, venttiilien, mäntien sekä kiertokankien vioittumiseen.

Nokka-akselin vaihto ja asennus

Nokka-akselin asennus- tai vaihtotoimenpide riippuu ajoneuvosta, sillä nokka-akselit eroavat toisistaan mm. profiiliensa perusteella. Yleisluontoiset ohjeet kerrotaan alla.

Tarkista autonomistajan ohjekirjan tarkka ohjeistus ennen kuin aloitat vaihtamisen ja huolehdi, että moottori on kunnolla viilennyt. Älä vaihda nokka-akselia ennen kuin olet varma toimenpiteen kulusta ja vaihto-osan sopivuudesta; muutoin saatat vakavasti vahingoittaa autosi moottoria.

  1. Ensimmäisenä sinun tulee selvittää, kuinka pääset käsiksi nokka-akseliin. OHC-tyypin venttiilirakenteisiin on huomattavasti helpompaa päästä käsiksi kuin OHV-tyypin rakenteisiin. Saatat joutua irrottamaan moottorin.
  2. Irrota akun johdot sekä jäähdyttimen korkki. Irrota öljypohja ja poista jakohihnan kansi sekä jakohihnan mekanismi. Tyhjennä jäähdytysaine.
  3. Aloita poistamalla venttiilien suoja, jotta saat pääsyn keinuvipuihin, työntötankoihin sekä venttiilien nostajiin. Venttiilijousissa saattaa olla jännitystä joka tulee purkaa. Tarpeen vaatiessa poista myös ilmamassamittari sekä imuilman lämpötila-anturi sekä hehkutulppien johdotus.
    Nokka-akselin korjaus: myös ilmamassamittari
  4. Nyt sinulla pitäisi olla pääsy nokka-akseliin. Aloita pyörittämällä akselia ja merkitsemällä yläkuolokohta. Oikea yläkuolokohta riippuu nokka-akselista ja tässä on syytä olla erittäin tarkka.
  5. Poista vanha nokka-akseli. Saatat tarvita tähän erikoistyökalua.
  6. Ennen uuden nokka-akselin asentamista, puhdista se rasvasta ja pölystä. Tämän jälkeen voitele se sopivalla voiteluaineella. Huolehdi että käyttämäsi voiteluaineen määrä on sopiva; sitä ei tulisi käyttää liian paljon tai liian vähän.
  7. Aseta jakohihna tai muu nokka-akselia ohjaava mekanismi paikalleen. Huolehdi sen oikeasta asennosta suhteessa yläkuolokohtaan.
    Nokka-akselin hammashihna
  8. Asenna venttiilin nostajat voideltuasi ne ensin. Tämän jälkeen kokoa kokoonpano takaisin.
  9. Testaa jakohihnan toimintaa ja säädä sitä tarvittaessa.
  10. Anna auton tyhjäkäydä hetken tarkistaaksesi, että öljynpaine on sopiva ja että kaikki toimii oikein. Kun kaikki on kunnossa, vaihda vielä jäähdyttimen korkki.

Aina ei välttämättä ole tarpeen hankkia uutta nokka-akselia. Joskus kuluneet nokat on mahdollista korjata. Nokka-akselin korjaus ja viritys kattaa nokka-akselin hionnan, jolla korjataan ongelmat ja lisätään suorituskykyä.

Yhteenveto

  • i Nokka-akseli löytyy polttomoottorista. Sen tehtävä on avata imu- ja pakoventtiilit oikea-aikaisesti.
  • i Nokka-akselin yleisiin vikoihin ja niiden syihin kuuluvat mm. nokkien kuluminen, väärä vääntömomentti sekä venttiilijousien ongelmat.
  • i Osta nokka-akseli edullisesti AUTODOC-verkkokaupasta jo tänään. Meillä varmistat parhaat hinnat ja voit luottaa ostamiesi tuotteiden laatuun. Tervetuloa tutustumaan valikoimaamme!

Kommenttia – 1

  • @user_61476
    06.07.2021 17:28
    Jäsen

    Voiko nokka-akselin kuluminen tai muu vioittuminen aiheuttaa yksittäisen sylinterin sytytyshäiriön?

Profiilisi on sinun henkilökohtainen assistenttisi

Se voi seurata kuluja, pitää lokia ja vaihtoaikataulua sekä tallentaa korjausoppaita, muistiinpanoja ja asiakirjoja