Motorer med stötstänger är smartare än du tror – här är hela den tekniska förklaringen

"Det är bara dumma jänkare som använder stötstänger i sina motorer", tänker kanske du. Men det är helt fel och här får du hela den tekniska förklaringen.

Motorer med stötstänger är smartare än du tror – här är hela den tekniska förklaringen
Här ser vi stötstången (pil 1) som trycker på vipparmen (2) som i sin tur trycker ner ventilen (3). Mellan cylinderbankarna ligger kamaxeln (nedanför bilden).

En riktig motor ska ha dubbla överliggande kamaxlar – eller hur? Visst, överliggande kamaxlar har flera viktiga fördelar men det har motorer med stötstänger också.

Att vi uppfattar motorer med stötstänger som mindre bra har nog mest att göra med ålder. Stötstänger har funnits med sedan bilismens barndom och uppfattas som gammalmodig stenåldersteknik.

Men det finns fördelar hos stötstänger som gör att konstruktionen kan vara motiverad även på dagens moderna motorer. Nedanför listar vi fördelar och nackdelar med stötstänger.

Corvette LT1 V8 från 2014, användes under C7-generationen. En modern motor men tittar vi noga så sitter det en centralt placerad kamaxel med stötstänger och vipparmar.

Stötstänger fördelar:

• Enkelhet 1: Färre komponenter som kan gå sönder. Det är inte detsamma som att "enklare = bäst", även enkla konstruktioner kan ge upphov till fel och komplexa motorer kan visa sig vara driftsäkra. Men färre komponenter bör generellt innebära färre bekymmer, i de flesta fall.

• Enkelhet 2: Färre komponenter innebär lägre kostnader. GM-ingenjörer uppskattar att en stötstångs-V8 är 400 dollar billigare att bygga jämfört med en V8:a som har dubbla överliggande kamaxlar. Det sänker priset för bilägaren men sparar framför allt enorma summor för biltillverkare som kanske massproducerar miljontals bilar.

• Enkelhet 3: Färre komponenter ger lägre vikt. En kamaxel väger mindre än fyra, så enkelt är det.

• Två ventiler i förbränningsrummet, vilket ger bra flöde vid låga varvtal, producerar mer vridmoment i lägre varvregister.

• Med stötstänger behövs bara en kamaxel. Samma fördelar som hos enkelheten med mindre strul, lägre kostnader och lägre vikt.

• Kamaxeln sitter på V-motorer mellan cylinderbankarna. Det ger en lägre tyngdpunkt i själva motorn. Men det sänker också bilens tyngdpunkt.

• Framför allt så sänker stötstänger höjden på motorn och minskar även bredden samt längden. En kompakt motor är enklare att få plats med i trånga motorrum, ger även bättre krockzoner och mer "luft" under motorhuven vilket förbättrar fotgängarskyddet.

• En "smal" motor med stötstänger ger mer utrymme till en mera avancerad framvagn. Kanske dubbla A-armar istället för att tvingas använda MacPherson-ben.

På bilden Audis 4,2-liters V8 med dubbla överliggande kamaxlar. En effektiv, stark och varvvillig motor. Men också en komplicerad och dyr konstruktion.

Stötstänger nackdelar:

• Motorer med stötstänger har nästan alltid bara två ventiler per förbränningsrum, vilket begränsar luftflödet vid höga motorvarvtal. Något som i sin tur ger lägre toppeffekt. Att varva motorn högre lönar sig inte så mycket, eftersom luftflödet inte räcker till.

• Högre rörlig vikt. Stötstänger och vipparmar väger en del, även om biltillverkaren lägger mycket krut på att sänka vikten. Ju högre varvtal, desto svårare blir det att kontrollera komponenternas rörelser. Höga varvtal med en motor som har stötstänger kräver starkare ventilfjädrar, vilket ökar slitaget på ventilsätena.

• Vid höga varvtal flexar stötstänger och vipparmar, öppningstiderna blir inte så exakta jämfört med en motor som har överliggande kamaxlar.

• Med stötstänger ges färre möjligheter till avancerad ventilstyrning som variabelt ventillyft och variabla öppningstider. Vilket i sin tur minskar möjligheterna att sänka bränsleförbrukning, förbättra körbarheten och öka toppeffekten.

Bara genom att se längden på listorna med fördelar och nackdelar förstår man att stötstänger har en hel del positiva egenskaper.

Det är alltså ingen tillfällighet att många amerikanska bilmodeller med V6- eller V8-motorer fortfarande har stötstänger. Inklusive exempelvis nya Chevrolet Corvette Stingray C8 – även om den längre fram förmodligen också får motoralternativ med överliggande kamaxlar.

Strax nedanför finns det en film där Jason Fenske på Engineering Explained förklarar för- och nackdelar med stötstänger och överliggande kamaxlar.

 

V8-motorn i nya Corvette C8 har förbättrats på flera viktiga punkter. Sugmotorn är på 6,2 liter med interna koden LT2. Toppeffekten anges till 502 hk (369 kW, eller 495 amerikanska hp). Maximala vridmomentet är 637 Nm. Motorblocket är i aluminium med ett torrsumpsystem för att få ner tyngdpunkten. Och inuti hittar vi en (1) kamaxel, stötstänger och vipparmar.

Jag älskar motorer med stötstänger!
135
55