Invloed van kleppenstoters op motorlawaai, trillingen en schokken (NVH)

Bij het vinden van een geavanceerde rijervaring is het aanpassen van geluid, trilling en schokken (NVH) eigenlijk doorslaggevend. Van de vele motordelen die bijdragen aan NVH speelt het kleppenmechanisme, en met name de klepduwstang, momenteel een essentiële, maar vaak onderschatte rol. Bij Suzhou Topu Engine Parts Co., Ltd. ontwerpen onze technische engineers precisie-duwstenen met een diepgaand inzicht in hun directe invloed op de akoestiek en het rijgedrag van de motor. In deze blog worden de belangrijkste verbanden onderzocht tussen de algehele prestaties van de duwstang en de NVH-eigenschappen.

Verband tussen variatie in de speling van de duwstang en hoorbaar tikken

Eén van de meest herkenbare geluiden die worden geassocieerd met mechanisch motorgeluid is eigenlijk een duidelijk tik- of klikgeluid. Dit wordt vaak – en terecht – toegeschreven aan een betere ondersteuning van de kleppensturing. Bij motoren met mechanische (massieve) stoterstangen bestaat er een specifieke, voorgeschreven speling tussen de stoterstaaf en de klepstang. Deze speling is zeker essentieel voor thermische uitzetting, maar moet exact worden geregeld.

Wanneer deze speling te groot wordt door slijtage, verkeerde instelling of verslechtering van onderdelen, ontstaat er daadwerkelijk een luid klapgeluid. Terwijl de nok van de nokenas draait en begint de stoter beter op te tillen, moet deze eerst juist deze grotere speling opnemen. Dit heeft tot gevolg een snelle, krachtige impact tussen de nok en de stoter, en bijgevolg ook tussen de stoter en de klepstang. Deze impact veroorzaakt een scherp, metalig tikgeluid dat zeker via de motorconstructie wordt overgebracht. Het geluid neemt meestal in frequentie toe naarmate het motortoerental stijgt. De productiefocus van ons team ligt specifiek op de productie van stoters met een hoge kwaliteit qua oppervlaktehardheid en geometrische consistentie, zodat ze bestand zijn tegen slijtage en kritieke spelingen gedurende een lange levensduur behouden; hierdoor wordt de oorzaak van het geluid tot een minimum beperkt.

Reactievertraging van hydraulische stoters en haar invloed op de stationaire loopstabiliteit

Hydraulische klepspelingregelaars (HLA’s), of hydraulische stoterstangen, zijn eigenlijk ontwikkeld om automatisch een nul-klepspeling te handhaven en zo het tikken weg te nemen dat gepaard gaat met systematische instellingen. Ze introduceren echter wel eigen NVH-uitdagingen, met name bij lage motortoerentallen zoals stationair draaien. De interne werking van een HLA is afhankelijk van de oliedruk in de motor en een nauwkeurige dosering van olie via kleine openingen.

Bij lage toerentallen is de oliedruk veel lager. Een specifieke stoter met trage reactie-eigenschappen kan bovendien niet meer snel genoeg gevuld worden of reageren om het nokkenasprofiel perfect te volgen, wat leidt tot een tijdelijke 'vertraging' of matige instorting. Dit kan resulteren in een onnauwkeurige klepopening en -sluiting. De ongelijkheid tussen een paar kleppen manifesteert zich daadwerkelijk als een ruw of ongelijkmatig stationair draaien, vaak vergezeld van een lage-frequentie gezoem of een lichte toename van trillingen. Ingenieurs bij Suzhou Topu pakken dit aan door de interne oliekanalen en de testklepmechanismen van onze hydraulische stoters zorgvuldig te ontwerpen. Het doel hiervan is om snelle respons en consistente prestaties te garanderen, zelfs onder lagedrukomstandigheden, wat direct bijdraagt aan een soepeler en stabielere stationaire motorloop.

Strategieën om lawaai veroorzaakt door stoters in personenautomoermotoren te minimaliseren

Het verminderen van NVH-gerelateerde problemen met de stoterstangen vereist eigenlijk een veelzijdige aanpak, die geavanceerd ontwerp van onderdelen, specifieke productieprocessen en optimale integratie van componenten combineert. Voor personenwagenmotoren, waarbij verfijning een topprioriteit is, zijn talloze technieken essentieel.

In eerste instantie zijn stoffenbepaling en verhardingsstrategieën in feite cruciaal. Het gebruik van hoogwaardige legeringen en het toepassen van superieure oppervlaktebehandelingen, zoals diamantachtige koolstofcoatings (DLC-coatings), kan de wrijving en slijtage tussen de nok en de stoterplaat inderdaad aanzienlijk verminderen, waardoor de interactie wordt verzacht en het ontstaan van hoogfrequent geluid wordt gedempt. Ten tweede is het optimaliseren van de interne dempingseigenschappen bij hydraulische stoters essentieel. Dit omvat het zorgvuldig afstemmen van de olie-doorstroming om een stille werking te garanderen zonder in te boeten op de gewenste reactiesnelheid voor een scherpe prestatie. Ten slotte is het bereiken van uiterst nauwkeurige dimensionele toleranties en een exacte overeenkomst van het nokprofiel tijdens de productie onmisbaar. Zelfs microscopische afwijkingen kunnen immers leiden tot oneven belasting en geluid. Bij Suzhou Topu Engine Parts Co., Ltd. zijn de geïntegreerde ontwerp- en productieprocessen van ons team echt gericht op het realiseren van deze strategieën. Ons team produceert stoters die niet alleen duurzame onderdelen zijn, maar ook actief bijdragen aan een stillere, soepelere en harmonieuzere motorwerking, teneinde te voldoen aan de strenge NVH-normen van moderne personenauto’s.

Door eerlijk te focussen op de specifieke, complexe dynamiek van de kleppenmechanisme, kan ons team helpen bij het bouwen van bepaalde motoren die niet langer enkel krachtig zijn, maar ook sterk verder ontwikkeld.