Knastaksel

Knastakslen er en af de definerende komponenter i firetaktsmotoren, en roterende aksel forsynet med omhyggeligt formede knaster, der trykker ventilerne åbne i nøjagtig det rette øjeblik i hver forbrændingscyklus. Dens opgave er at koordinere motorens gasveksling, lukke frisk luft eller luft-brændstof-blanding ind i cylindrene og bagefter slippe de afbrændte gasser ud, alt sammen i præcist takt med de stigende og faldende stempler. Uden denne tidsstyrede koordinering ville ventilerne og stemplerne ikke have noget fast forhold, og motoren kunne simpelthen ikke køre.

Mekanisk drives knastakslen af krumtapakslen og roterer med nøjagtig halv motorhastighed, fordi hver ventil kun behøver at åbne én gang for hver to krumtapomdrejninger i en firetaktscyklus. Når akslen roterer, presser hver ægformet knast mod en løfter, tappet eller vippearm, der til gengæld trykker ventilen ned mod en kraftig returfjeder; så snart knasten er roteret forbi, smækker fjederen ventilen i. Selve trækket kommer fra en tandrem, kæde eller et sæt tandhjul, der holder knastakslen og krumtapakslen synkroniseret, og enhver glidning i den forbindelse bringer hele motoren ud af takt.

Den nøjagtige form af hver knast — dens profil — har en dyb indvirkning på, hvordan motoren yder. En blød knast, der åbner ventilen beskedent og kortvarigt, begunstiger stærkt drejningsmoment ved lave omdrejninger og en jævn, økonomisk gang, mens en aggressiv profil, der åbner ventilen videre og holder den åben længere, lader motoren ånde dybt ved høje omdrejninger, hvilket bytter trækkraft ved lave omdrejninger for effekt i toppen. Det er kernen i knastakslens design, og motortunere har længe skiftet knastaksler ud for at omforme en motors karakter, så den passer til bane- eller landevejsbrug.

Motorer er udstyret med en eller to knastaksler pr. cylinderbank. Et layout med en enkelt overliggende knastaksel, forkortet SOHC, bruger én aksel til at betjene både indsugnings- og udstødningsventiler, mens en dobbelt overliggende knastaksel, eller DOHC, afsætter én aksel til hver, hvilket giver mulighed for flere ventiler pr. cylinder og friere gasveksling ved høje omdrejninger. Mange moderne motorer tilføjer variabel ventiltiming, der kan fremrykke eller forsinke knastakslens fase i forhold til krumtapakslen, så det brugbare omdrejningsområde udvides, og en enkelt motor kan være både rolig ved lave omdrejninger og kvik, når den presses.

I praksis er knastakslen en holdbar og langtidsholdbar del, men de komponenter, der driver og følger den, fortjener opmærksomhed. En slidt tandrem, der svigter, kan lade ventilerne støde sammen med stemplerne i en interferensmotor og forårsage alvorlige skader, og derfor er planmæssig udskiftning af remmen afgørende. Løftere, hydrauliske ventilløftere og aktuatorer til variabel timing kan også slides eller tilstoppes af nedbrudt olie, så ren olie af korrekt viskositet er knastakslens bedste beskyttelse mod for tidligt slid og tab af præcis ventiltiming.