Vad är prestanda-namaxlar? Och bör du uppgradera dina? Ta reda på detta och mycket mer i vår guide om prestanda-nockor…
Om du inte äger en bil med roterande motorer kan du vara säker på att kamaxlar påverkar dig. Din bil kan ha en, eller så många som fyra, men oavsett antal är de en viktig del av din motors prestanda.
Nockaxlar är ett enormt komplext ämne som gränsar till fysik på högsta nivå om du fördjupar dig i det, men även på en grundläggande nivå är de troligen det mest missförstådda ämnet inom brittisk tuning, vilket leder till mycket vanliga och ganska stora misstag när du väljer kammar till din motor.
Detta inslag bör ge dig en bättre förståelse för prestanda-nockor och vad som är bra för din motor.
Vad är kamaxlar och vad gör de?
På den mest grundläggande nivån är kamaxlar cylindriska stänger av metall i kolvmotorer med nockar som sticker ut från dem. Deras uppgift är att öppna och stänga in- och utloppsventilerna på rätt sätt vid rätt tidpunkt.
Mängden, tiden och tidpunkten då kammarna öppnar ventilerna spelar en stor roll för hur mycket effekt och vridmoment en motor utvecklar, var i varvtalsintervallet den gör detta och om motorn överhuvudtaget kommer att köras. Som du kan föreställa dig kan ett byte av kamaxel med rätt ändringar allvarligt förbättra prestandan. Ett misstag kan dock få katastrofala konsekvenser, inte bara för prestandan utan även för tillförlitligheten.
Varför skulle jag vilja byta mina kamaxlar?
Vad du än gör ska du inte rusa iväg och byta kamaxlar direkt, eftersom ett kamaxelbyte inte alltid är en bra sak! Du måste vara säker på att det kommer att förbättra din bil innan du gör det, eftersom vi har sett en del byten som har tappat enorma mängder effekt. Saken med kamaxlar är att de i allmänhet tar bort prestanda från någonstans i varvtalsintervallet för att lägga till den i ett annat, och när du lägger till tvångsinduktion till blandningen kan saker och ting bli ännu mer komplicerade.
Tänk inte för en sekund att ju vildare kam du väljer desto snabbare blir din bil, även om den ger högre toppeffektsiffror, eftersom detta ofta inte är fallet. Från fabriken är en bils kammar i allmänhet mycket milda, och är vanligen gjorda på ett sådant sätt för ekonomi, tillförlitlighet och, framför allt, körbarhet. Detta innebär att det nästan alltid finns utrymme för förbättringar, men med milda motorspecifikationer, särskilt på turboladdade motorer, kan dessa standardnockor ofta vara det bästa övergripande valet.
Antal och placering av kammar
Det påverkar inte prestandan enormt mycket, men olika motorer har olika positioner för kammar, liksom olika mängder av dem. De allra flesta moderna motorer har fyra ventiler per cylinder, och dessa har i allmänhet separata kammar för inlopps- och avgasventilerna. Det innebär dubbla kammar på raka motorer och fyra kammar på V- och flatmotorer.
Många äldre motorer har två ventiler per cylinder och en enda kam som styr dem alla. Dessa motorer blir alltmer sällsynta, men tillverkas fortfarande i dag, framför allt de fantastiska LS-motorerna i Corvette, VXR8 och så vidare. LS-motorerna, tillsammans med många äldre motorer, har också kamaxeln monterad i blocket, men de allra flesta motorer har numera kamaxlarna längst upp i motorerna, monterade i huvudet.
För att komplicera saker och ting lite, har vissa motorer – vanligast från Honda – en enda kam som driver alla 16 ventilerna, och det finns motorer (några äldre Ford- och Fiat-enheter i synnerhet), med dubbla kammar men bara åtta ventiler. Vissa motorer kan också ha tre eller fem ventiler per cylinder. Men på det hela taget tenderar motorerna att vara antingen med en enda kam och två ventiler per cylinder eller två kammar med fyra ventiler per cylinder.
Och hur mycket kam är för mycket kam?
Det här är det urgamla problemet med kambyten eftersom, som tidigare nämnts, det som en kam ger i en del av varvtalsintervallet, vanligtvis tas bort i en annan del av varvtalsintervallet. Beroende på hur passande den är för resten av motorspecifikationen kan den ge mer än den tar bort, eller producera mycket mindre än den tar bort. Oavsett om det rör sig om N/A eller tvångsinduktion ger en för stor kam utan att resten av motorn är anpassad för att ge effekt vid liknande varvtal ofta en mycket liten ökning av toppeffekten på bekostnad av enorma förluster vid låga varvtal. Totalt sett blir bilen långsammare.
Väldigt vilda kammar gör i allmänhet effektbandet mindre, oavsett specifikation, och tävlingsbilar har ofta ett effektband på cirka 2000 rpm, precis i toppen av varvtalsintervallet. Detta kan inte bara göra bilen besvärlig att köra snabbt på vägen, utan om inte växlingen är korrekt kan du faktiskt tappa kraftområdet varje gång du växlar upp en växel – vilket gör att accelerationen blir långsam oavsett vad toppeffekten är.
De kallar ofta kammar för ”Fast road”- och ”Race”-specifikationerna, och det är av goda skäl. Även om det kan ge dig några fler topphästkrafter är en tävlingsnocke inte särskilt rolig på vägen och kan faktiskt göra dig långsammare totalt sett.
Vilken typ av kammar är rätt för min bil?
Nockor handlar om att få in och ut luften i motorn, men beroende på hur motorn får sin luft till att börja med kan det förändra vilken typ av kammar som är rätt för dig. Alla motorer är olika – liksom människors åsikter om vad som är för vilt – och du bör alltid göra efterforskningar om effekterna av olika kammar i din valda motor innan du fattar ett slutgiltigt beslut. Nu har du blivit varnad, här är en grundläggande guide…
NORMALLY-ASPIRATED ENGINES
Om ingen luft tvingas in i din bil har du inget annat val än att köra ganska vilda kammar och, tyvärr, leva med ett mindre och högre varvtalsband när du satsar på ökad effekt. Exakt hur långt du vill gå är upp till dig, men ofta ger upp till 280-290 graders kammar en avsevärd effektökning, tillsammans med lämpliga stödändringar, samtidigt som de fortfarande är acceptabelt körbara på vägen.
TURBOCHARGED ENGINES
Dessa motorer, till och med från fabriken, körs med mycket mildare kammar än sina motsvarigheter med normal sugkraft eftersom de har luft som tvingas in, vilket innebär att de inte behöver offra så mycket effekt i låga lägen genom att använda särskilt vilda kammar. För maximal effekt med bibehållen körbarhet är kammar med hög lyfthöjd men låg varaktighet den föreslagna vägen att gå, och dessa marknadsförs ofta som ”Turbo-nockor”. Nockar med lång varaktighet har en dubbel nackdel på turbomotorer, eftersom den effektförlust på låg effekt som man får på alla motorer vanligtvis förvärras av en långsammare turbospolning, så man måste vara försiktig med hur långt man går.
Med en genomsnittlig motor med fyra ventiler per cylinder kan man vanligtvis få en bra bit över 200 hk per liter på pumpbränsle med relativt milda nockar med en varaktighet på omkring 260, vilket gör att bilen är lätthanterlig och reagerar på låg effekt. På tävlingsturbomotorer med hög laddning har vi sett runt 400 hk per liter med liknande milda kammar. Det betyder inte att vildare kammar inte är användbara, för om du bygger en motor som är avsedd för all kraft eller toppfart så kommer superlånga kammar med mycket lång varaktighet, som liknar en N/A-motor, att ge dig kraften vid mycket lägre laddning, om än på bekostnad av en hel del vridmoment och effekt vid låga hastigheter.
Ett annat vanligt knep på turbomotorer är ojämna kammar, där inloppsnamman till exempel har en varaktighet på 265 och utloppsnamman är standard, eller där inloppsvarvet har en varaktighet på 285 och utloppsvarvet har en mildare varaktighet på 265. Detta är, som tidigare nämnts i avsnittet om ojämna kammar, ett bra sätt att öka effekten genom att låta turbon trycka in mer luft utan att förlora för mycket låg effekt.
Overlappning är ett omdiskuterat ämne på turbo-bilar, och kan ofta bero på tunerns preferenser och motorns specifikation. Medan överlappning leder till att bränsle/luftblandningen fortfarande förbränns när den kommer ut i turbon och potentiellt hjälper till att spola, om motorn har mer mottryck än laddtryck är effekten ofta omvänd och prestandan sänks med mycket små vinster någonstans.
SUPERCHARGED
Supercharged-motorer reagerar mycket likartat på turbo-motorer när det gäller val av kammar, bortsett från en faktor: överlappning. Bortsett från ett fåtal tillämpningar med maximal ansträngning vid höga varvtal kommer överlappning inte att göra något för en komprimerad motor förutom att kraftigt sänka dess prestanda i vissa delar av, om inte hela, varvtalsintervallet.
Anledningen är att den trycksatta inloppsluften och bränslet som tillsätts tillsammans med den bara skulle kastas ut genom avgaserna, vilket skulle öka utsläppen, avgastemperaturen och mottrycket, samtidigt som man slösar bort en enorm mängd effekt.
VTEC-motorer
Tack vare det sätt på vilket VTEC-motorer använder en kamprofil för låga varvtal och en annan vid höga varvtal är vilda kammar mindre ett problem för körbarheten i en VTEC-utrustad bil än vad de kan vara i andra motorer. Tyvärr monterar Honda vilda kammar som standard i sina VTEC-motorer med hög prestanda och i de flesta situationer skulle det göra bilen okörbar om man tog dem ännu vildare. På mildare VTEC-motorer ger detta dock en stor möjlighet att öka toppeffekten utan att förstöra körbarheten.