De klepbediening beslaat het traject tussen de nokkenas(sen) en de kleppen. ‘Nokkenas’ en ‘klep’ worden apart behandeld. De distributie omvat het gehele traject tussen de krukas en de nokkenas(sen).
VOORGESCHIEDENIS
Bij de eerste stoommachine werden de kleppen met de hand bediend. In 1713 was de twaalfjarige Humphrey Potter als assistent van Thomas Newcomen hiermee belast. Hij bedacht, met gebruikmaking van eenvoudige middelen, het principe van de automatische klepbediening zoals wij die kennen.
Afbeelding 1 en 2 – Peugeot (1912).
DESMODROMISCHE KLEPBEDIENING (1896)
Uitvinder van de desmodromische klepbediening: Gustav Mees (Duitsland, 1896). De klepveren uit die periode waren van gebrekkige kwaliteit en dus geen lang leven beschoren. Bij desmodromische klepbediening zijn er helemaal geen klepveren. De kleppen worden dan door de nokkenas geforceerd en dus spelingvrij geopend en gesloten. Zwevende kleppen zijn dan onmogelijk, omdat een dergelijke motor geen klepveren heeft. Hoewel desmodromische klepbediening nooit een wereldsucces werd (onder meer vanwege de onderhoudsgevoeligheid), waren de snelste Grand Prix-auto’s van 1912 (Peugeot, zie afbeelding 1 en 2) en 1954-1955 (Mercedes-Benz, zie afbeelding 3 en 4) ermee uitgerust. Ducati-motorfietsen gebruiken dit systeem al sinds 1954.
Afbeelding 3 en 4 – Mercedes-Benz (1954).
VARIABELE KLEPBEDIENING (1898)
Eerste auto: De Dion-Bouton (Frankrijk, 1898). Hierbij werden de klepopeningstijden en daarmee ook de klepoverlap langs mechanisch weg gevarieerd al naar gelang het motortoerental. Veel later werd de klepbediening langs elektronische weg ook afhankelijk gemaakt van het motorbelasting.
MECHANISCHE KLEPBEDIENING (1901)
Tot dan toe werden de inlaatkleppen altijd geopend door de zuigende werking van de dalende zuiger. Dat was niet erg effectief, omdat het niet snel genoeg gebeurde. Daardoor waren hogere motortoerentallen niet mogelijk. Eerste auto’s met mechanische klepbediening: Chenard & Walcker (Frankrijk, 1901) en Mercedes (Duitsland, 1901). ‘Mechanisch’ wil hier zeggen dat de klep, zoals nog steeds gebeurt, geforceerd (onder dwang) wordt geopend door de nokkenas en gesloten door de klepveer.
PNEUMATISCHE KLEPBEDIENING (1901)
In datzelfde jaar bedacht Alexander Winton (Amerika, 1901) een alternatief voor te langzaam openende inlaatkleppen door deze met behulp van druklucht letterlijk een duwtje in de rug te geven. Het sluiten geschiedde overigens gewoon door middel van klepveren. Wintons systeem werd geen succes.
In 1986, dus vijfentachtig jaar ‘na’ Winton, vond Renault in het kader van de Formule 1 de pneumatische klepbediening opnieuw uit – met één groot verschil. Bij de Formule 1-motoren van Renault (en sindsdien van álle Formule 1-motoren) worden alle kleppen gewoon door de nokkenas geopend, maar vervolgens door een pneumatisch systeem zo snel gesloten dat de kleppen niet eens aan ‘zweven’ toekomen. Net als bij de desmodromische klepbediening behoort het fenomeen ‘zwevende kleppen’ hiermee tot het verleden. Daarom kunnen Formule 1-motoren tegenwoordig wel 20.000 omw/min draaien – ook al is dat tegenwoordig reglementair verboden.
ELEKTRISCHE KLEPBEDIENING (1905)
Eerste auto: Gas-au-Lec (Amerika, 1905). Dit nokkenasloze (dus slijtarme) systeem was destijds kansloos, maar levert tegenwoordig weer stof tot nadenken.
KLEPBEDIENING MET HYDRAULISCHE KLEPSTOTERS (1910)
Eerste auto: Amédée Bollée fils (Frankrijk, 1910). Een klepstoter geeft de roterende beweging van de nok van een nokkenas door aan de op- en neergaande klepsteel, zodat deze niet zijdelings wordt belast. Een hydraulische klepstoter is gevuld met olie. Bij draaiende motor wordt de klepspeling voortdurend op nul gehouden door middel van door de motor geleverde oliedruk.
KLEPBEDIENING MET ROTERENDE KLEPPEN (1914)
Uitvinder: Eugene Bournonville (Amerika, 1914). Om de inslagslijtage evenredig over de rand van de klepschotel te verdelen moet een inlaatklep of uitlaatklep bij iedere recht-op-en-neer-beweging tevens enigszins roteren. In 1923 monteerde Bournonville zijn gepatenteerde kleppen in zijn ‘eigen’ automerk met de toepasselijke naam Rotary.
