Ontwerpen met enkele bovenliggende nokkenas (SOHC) zijn op hun plaats, maar als je op zoek bent naar pk’s, zijn dubbele bovenliggende nokkenassen (DOHC) de onbetwiste koning. Ze zorgen niet alleen voor meer macht; ze zorgen ervoor dat de motor efficiënt blijft ademen wanneer de toerenteller de rode lijn bereikt. Het komt neer op mechanica, natuurkunde en een slimme truc die sommige fabrikanten gebruiken om gedwongen inductie na te bootsen.
Om te begrijpen waarom DOHC de wereld met hoge toerentallen regeert, moet je naar de kleppentrein kijken. De taak van de nokkenas is wreed. Het roteert lobben – nokken genoemd – die fysiek tegen de kleppen duwen om ze te openen. Veren klikken vervolgens de kleppen dicht. Deze cyclus vindt duizenden keren per minuut plaats. Als dit proces niet wordt geoptimaliseerd, verslikt de motor zich in zijn eigen uitlaatgassen of krijgt hij geen lucht meer.
Het voordeel met vier kleppen
Het belangrijkste mechanische voordeel van een lay-out met dubbele bovenliggende nokkenas is de eenvoud in uitvoering voor ontwerpen met een hoog debiet. Met twee nokkenassen bovenop de cilinderkop bedient de ene bank de inlaatkleppen, terwijl de andere de uitlaatkleppen bedient. Deze scheiding maakt het aanzienlijk eenvoudiger om vier kleppen per cilinder te monteren in plaats van de traditionele twee.
Waarom is het aantal kleppen belangrijk? Het gaat allemaal om oppervlakte.
Met vier kleppen kunt u een grotere totale dwarsdoorsnede openen waar gassen doorheen kunnen stromen. Als er meer lucht de cilinder binnenkomt, kan er meer brandstof worden verbrand, wat resulteert in een hoger vermogen. Tegelijkertijd betekent een eenvoudiger afvoer van uitlaatgassen dat de motor minder energie verspilt bij het wegpompen van de verbruikte gassen. Bij lage snelheden kan dit verschil verwaarloosbaar zijn. Bij hoge motortoerentallen verplaatst de motor echter enorme hoeveelheden lucht. Een opstelling met twee kleppen kan simpelweg niet genoeg lucht snel genoeg verplaatsen om stroom te behouden. De configuratie met vier kleppen zorgt ervoor dat de motor diep ademt, zelfs bij 7.000 tpm.
Getunede inname-lopers: gratis paardenkracht
Sommige fabrikanten gaan nog een stap verder met het voordeel van vier kleppen door de extra ruimte te gebruiken om afzonderlijke inlaatgeleiders voor elk van de twee inlaatkleppen te installeren. Dit is waar techniek interessant wordt.
Ze ontwerpen doorgaans één loper die breed en kort is voor maximale ruwe luchtstroom. De andere loper is afgestemd op een specifieke lengte. Hier is de natuurkunde die speelt:
Wanneer de inlaatklep opent, stroomt er lucht de cilinder in. Wanneer de klep dichtslaat, raakt de bewegende luchtkolom een muur en stopt. Het verdwijnt niet zomaar; het stapelt zich op, waardoor een hogedrukgolf ontstaat die zich terug langs de inlaatgeleider voortbeweegt. Wanneer deze golf het plenum of het inlaatspruitstuk raakt, stuitert deze terug door de buis.
Als de runner op de exacte lengte wordt afgesneden, keert die drukgolf terug naar de cilinder, precies op het moment dat de inlaatklep opengaat voor de volgende cyclus. Deze drukverhoging dwingt meer lucht-brandstofmengsel de kamer in. Het resultaat? Meer koppel en vermogen zonder toevoeging van een turbocompressor of supercharger. Het is feitelijk vrije inductie.
“Het unieke ontwerp van een DOHC-motor maakt vier kleppen per cilinder en afgestemde inlaatkanalen mogelijk, die beide de prestaties bij hoge toerentallen aanzienlijk verbeteren.”
Deze combinatie van verhoogde luchtstroom en drukgolfafstemming is de reden waarom je DOHC-motoren ziet in sportwagens en prestatiesedans. Ze zijn ontworpen om te schreeuwen. De kleppentrein blijft stabiel, de luchtstroom blijft efficiënt en de motor haalt elk beetje potentieel uit de brandstof.
Het gaat niet alleen om het hebben van twee nokkenassen. Het gaat erom wat die nokkenassen mogelijk maken. De mogelijkheid om vier kleppen te monteren verandert het gehele ademhalingsprofiel van de motor. De afgestemde hardlopers voegen een laagje verfijning toe die de basisluchtinlaat verandert in een drukbrandstofsysteem.
Dus als je een motor hoog hoort draaien en scherp klinkt, is het waarschijnlijk een DOHC-eenheid die van deze principes profiteert. De kleppen gaan wijder open. De lucht beweegt sneller. De drukgolven komen op één lijn. De motor maakt kracht.
