Motorslijtage treed op door zogenaamde leibaankrachten

Niet iedere motorrijder weet precies wat de techniek van zijn motorfiets allemaal inhoudt. Veel berijders verwachten dat zijn of haar motorfiets altijd start en rijdt. Dit zijn motorrijders die het onderhoud van de machine liever door de dealer laten doen.

Motorslijtage voorkom je niet

Dat is prima natuurlijk. Er zijn er ook die smullen van alle techniek van de verbrandingsmotor. Dit zijn vaak mensen zoveel mogelijk zelf doen. Maar hoever ga je daarin ?

In dit artikel gaan we het voornamelijk hebben over de viertaktmotor. De 4 takt ottomotor heeft kleppen om te kunnen ademen.

We hebben het over ademen omdat een verbrandingsmotor continu vers mengsel nodig heeft. Het verbrande mengsel moet worden afgevoerd.

Dat is precies wat er met ademen gebeurd. Mensen hebben continu verse zuurstof nodig. Een verbrandingsmotor heeft vers mengsel.

viertaktmotor

Kleppen in een cilinderkop van een viertaktmotor

Overmatige slijtage zorgt voor problemen

De viertaktmotor bestaat uit heel veel draaiende delen die allemaal met elkaar samenwerken.

Een optimale samenwerking van alle delen van de viertaktmotor kan alleen als er geen sprake is van overmatig motorslijtage. Dit geldt overigs ook voor de 2 takt motor.

Natuurlijk slijt een vierkantmotor van binnen maar zolang dit binnen de limieten blijft, blijft alles functioneren.

Zodra door de motorslijtage speling limieten overschreden worden gaat dat een negatief effect hebben op het functioneren van de 4 takt ottomotor.

Het hart van de verbrandingsmotor is de zuiger. De zuiger zorgt ervoor dat vers mengsel de cilinder in gezogen wordt. Het verse mengsel wordt tot ontploffing gebracht waardoor er neerwaartse druk ontstaat.

Een oliefilm op de cilinderwand

Vervolgens vindt de arbeidsslag plaats. hierdoor de motor wordt aangedreven. Klinkt simpel maar dat is het niet. Het complexe van de viertaktmotor of Ottomotor is het omzetten van een beweging.

De zuiger gaat namelijk op en neer in een cilinder. De zuiger past op een honderdste millimeter nauwkeurig in de cilinder.

Tussen de zuiger en de cilinderwand zit een oliefilm. Deze oliefilm zorgt ervoor dat de zuiger de cilinderwand niet raakt.

Want metaal op metaal zorgt voor de ontwikkeling van ongewenste warmte. Tevens is de kans op extra motorslijtage groot als de zuiger de cilinderwand raakt.

motorslijtage

De BMW F800GS is een twin die anders werkt

Inrijden is van groot belang

Om dezelfde reden is het zaak een viertaktmotor eerst goed warm te rijden. Het inrijden van een viertaktmotor is om diezelfde reden belangrijk.

De speling tussen de zuiger en de cilinderwand moet zo klein mogelijk zijn om geen druk  te verliezen.

We hebben het hier over de druk die veroorzaakt wordt door het verbranden van vers mengsel. Om geen druk van de explosie te verliezen wordt de ruimte tussen zuiger en cilinder afgesloten.

Dit wordt gedaan met zogenaamde zuigerveren. Zuigerveren zijn dunne stalen ringen die in een uitsparing van de zuiger passen.

Deze ringen zorgen voor de afsluiting van de compressie of verbrandingsruimte.

Beweging omzetten kost energie

Bij de meeste motorfietsen zijn er vier zuigerveren. Er zijn 2 veren die zorgen voor de afdichting van de compressie ruimte. 2 andere veren zijn zogenaamde olie schraapveren.

De olieschraapveren schrapen de overtollige olie van de cilinderwand af. Dit is om te voorkomen dat de olie verbrand bij de arbeidsslag.

Doe je dat niet dan gaat de motor olie verbranden. Ofwel olie verbruiken. Een andere vorm van motorslijtage is het ovaal uitslijten van de cilinder.

Je moet je voorstellen dat de gebruikelijke viertaktmotor of zuigermotor niet perfect is. Ten eerste gaat er energie verloren vanwege het omzetten van de beweging van de zuiger.

viertaktmotor

Een korterzuigerhemd zorgt voor een lichtere zuiger

De moderne viertaktmotor kan wat hebben

De op en neer gaande beweging van de zuiger moet omgezet worden in een draaiende beweging. Want alleen dan kan je motorfiets voorruit komen.

De beweging van de zuiger oefent tijdens de werking van de motor constant druk uit op de krukas. Bij het naar boven gaan trekt de zuiger aan de krukas.

Bij het naar beneden gaan drukt de zuiger op de krukas. De lagers van de krukas worden hierdoor voortdurend belast.

Nu zijn moderne motoren zo gemaakt dat die belasting niet tot snelle slijtage lijdt maar de belasting is er wel.

Tevens is het zo dat de constructie van de viertaktmotor altijd voor een zekere onbalans zorgt. Dit is zeker bij eencilinders zo. Daarom hebben de meeste eencilinders ook nog een balansas.

Een balansas tegen trillingen

Deze balansas draait tegengesteld aan de kruk tap. Hierdoor worden de trillingen die krukas veroorzaakt gecompenseerd. Bij een motorfiets met meer cilinders is deze balansas niet nodig.

Tenminste als de zuigers om en om draaien. Want in dat geval heffen de krukas en de zuigers de trillingen vanzelf op. Het is ook het meest logische om de zuigers om en om op en neer te laten gaan.

De meeste motorfiets fabrikanten doen dat dan ook zo. Op zeker een merk na en dat is BMW. Ik heb het dan over de F800GS van BMW.

Bij deze motorfiets gaan beide zuigers tegelijk omhoog en vind om en om de arbeidsslag plaats.

Waarom BMW voor deze constructie gekozen heeft is voor mij niet duidelijk. De F800GS heeft dan ook een balansas nodig om de trillingen die ontstaan op te heffen.

In bovenstaande illustratie is A de zuiger, C de kruktap en geeft B de leibaankracht aan.

Bij de zuigermotor treden leibaankrachten op

De zuiger is gemonteerd op een drijfstang en die drijft de krukas aan. Doordat de zuiger druk uitoefent op de drijfstang treden er bepaalde krachten op.

Dit zijn de zogenaamde leibaankrachten. Deze leibaankrachten treden op als de zuiger de drijfstang naar beneden drukt.

De leibaankrachten treden dus op tijdens de arbeidsslag. De krukas die de koppeling en versnellingsbak aandrijft  ondervinden natuurlijk weerstand. De weerstand zorgt ervoor dat de drijfstang als het ware terug drukt.

Deze weerstand zorgt er als het ware voor dat de drijfstang druk uit oefent tegen de onderkant van de zuiger.

Een oliefilm maakt het verschil

Deze druk vind plaats als de drijfstang schuin onder de zuiger komt te staan. Dit komt doordat de krukas de drijfstang schuin onder de zuiger plaatst tijdens de arbeidsslag. Dit proces vindt overigen ook bij de 2 takt motor plaats.

Hierdoor ontstaat een zijdelingse druk tegen de zuigerbodem. Door deze druk wordt de onderkant van de zuiger (het zuigerhemd) tegen de cilinderwand aangedrukt.

Er zit natuurlijk wel een oliefilm tussen zuiger en cilinderwand maar er treed hoe dan ook motorslijtage op.

Als de slijtage die hierdoor optreed teveel wordt dan krijgt de zuiger bij het zuigerhemd teveel speling. Door deze speling  gaat de zuiger aan de onderkant steeds meer heen en weer bewegen.

Hier zijn de zuiger en zuigerveren te zien.

Er gaat veel energie verloren

Dit bewegen zorgt weer voor extra slijtage. Er wordt in een dergelijke situatie ook wel gesproken over een kantelende zuiger.

Je kan vaak ook horen dat een zuiger aan het kantelen is door een klepperend geluid uit je cilinder.

Doordat kantelen treed er nog meer motorslijtage op en uiteindelijk neemt het vermogen van de viertaktmotor af.

De energie van de arbeidsslag vind zijn weg steeds meer naar de zijkant van de zuiger en dat levert geen vermogen op. Er treed op deze manier ook meer motorslijtage op bij de viertaktmotor.

Bij extreme gevallen van een kantelende zuiger kan de motor zelfs vastlopen. In de alle gevallen is een revisie noodzakelijk.

De Neandermotor 4 takt dieselmotor in werking

De Neandermotor doet het anders

Niet alle verbrandingsmotoren hebben last van leibaankrachten. De Neandermotor is bijvoorbeeld een heel nieuw soort viertaktmotor.

De Neandermotor is zo geconstrueerd dat leibaankrachten niet kunnen optreden. Door de toepassing van twee krukassen en dubbele drijfstangen. Hierdoor is er een natuurlijk balans in de viertaktmotor ontstaan.

De dubbele drijfstangen en krukassen zorgen er voor dat de drijfstangen geen zijwaartse druk kunnen uitoefenen.

De leibaankrachten die de drijfstang schuin tegen de zuigerbodem drukt zijn er dus niet. Hierdoor komt het zuigerhemd nauwelijks meer in aanraking met de zijkant van de cilinder.

Een andere verbrandingsmotor waarbij geen leibaankrachten voorkomen is de zogenaamde rotatiemotor.

De rotatiemotor, ook wel Wankelmotor genoemd is echter een heel ander soort viertaktmotor. Hierover gaat het volgende deel.

Opmerkingen

comments