Hoe hinderlijke falingspatronen bij installatie distributieriem vermijden?
Motorische downsizing benadrukt belang installatiehandleiding
De trend tot downsizing onder de motorkap stelt steeds vaker vergaande eisen aan het distributiesysteem. Zo ook aan de distributieriem, die vandaag reeds wordt voorzien in versterkende componenten en pas een succesvolle installatie kent na het opvolgen van enkele nauwgezette en vaak toegepaste (de)montage-instructies. Dat het opvolgen hiervan een must is, hoeft niet meer gezegd, maar gezien de huidige automotive verschuivingen, is het geen overbodige luxe toch nog eens stil te staan bij de basis en zo hinderlijke falingspatronen te voorkomen.
Distributie met riem
Het distributieriemaandrijfsysteem speelt een primordiale rol in de prestaties van de motor. De belangrijkste functie van de distributieriem is immers om de krukas met de nokkenas te verbinden en zo de sequentie van het verbrandingsproces aan te sturen. De zuigers drijven hierbij de krukas van de motor aan terwijl de nokkenas de kleppen opent en sluit. De distributieriem regelt dus de timing van deze onderdelen en zorgt zo voor een optimale werking van de motor. Ook de waterpomp en de brandstofpomp (enkel bij dieselmotoren) kunnen door de distributieriem volgens een nauwgezette timing aangestuurd worden.
Riemconstructie
Evoluties
Hoe zwaarder het distributiesysteem wordt belast, hoe sterker de distributieriem moet zijn. En dat het distributiesysteem vandaag aan heel wat extra krachten wordt blootgesteld, is slechts een understatement. Denken we maar aan het downsizen van motoren waardoor meer kracht en dus ook hogere temperaturen worden gegenereerd. Waar de bedrijfstemperatuur van de motor in 1975 nog rond de 90 graden lag, ligt dat vandaag reeds rond de 170 graden waardoor evolutie in ontwerp niet op zich kon laten wachten. Verder noopte ook de verhoogde onderhoudsintervallen (van 60.000 km in 1975 tot – in enkele uitzonderlijke gevallen – 300.000 km in 2020) productfabrikanten tot een doorgedreven ontwikkeling van de distributieriem. Merk hierbij wel op dat een verhoogd onderhoudsinterval vaak niet kan worden doorgetrokken naar alle componenten van het distributiesysteem waardoor vervanging alsnog vroeger aan de orde is.
Samenstelling
Om de distributieriem een duurzaam karakter toe te schrijven, investeerden productfabrikanten de laatste jaren uitgebreid in de riemconstructie. Zo worden de bekledingsstof, die uit nylon bestaat, en het tandweefsel vandaag chemisch behandeld om de slijtage en hittebestendigheid te verbeteren. De zogenaamde PTFE-Tefloncoating zorgt zo voor een vermindering van de wrijving en voegt dus een extra mantel toe aan de riem. Ook op de mantel van de riem wordt een dergelijke coating gebruikt en dit vooral bij hoog belaste riemen.
Een distributieriem wordt afhankelijk van zijn toepassing één tot vier keer in een Tefloncoating gedrenkt. Om te voorkomen dat de distributieriem zich als een elastiek gedraagt, wordt deze verder ook voorzien van broodnodige glasvezel trekkoorden. Dergelijke koorden zijn in de trekrichting zeer sterk, maar kunnen gewoon barsten wanneer deze geplooid worden waardoor bij montage dan ook enige voorzichtigheid is geboden. Om ervoor te zorgen dat de riem niet gaat ‘sporen’, en dus te allen tijde uitgelijnd blijft, worden de trekkoorden afwisselend wijzerzin en tegenwijzerzin samengevoegd.
Uiteraard is ook een correcte uitlijning van de poulies een vereiste om ‘sporen’ te voorkomen. Bovenop de trekkoorden komt er ten slotte een rubberlaag die de tanden en de achterkant van de riem vormen. Afhankelijk van de toepassing, kan de riem worden uitgerust met een gladde, of gestructureerde rubberlaag. De gestructureerde afwerking kent vooral toepassing in motoren die zwaarder belast worden en wordt bovendien afgewerkt met een extra stoflaag.
Waarom zijn sommige PTFE-tandriemen wit/zwart?
Distributieriemen met PTFE-coating komen in verschillende kleuren voor en zijn meestal zwart of wit. De kleur heeft echter geen effect op de werking van de riem. Wel kan de kwaliteit van de PTFE aftermarketriemen sterk verschillen tussen productfabrikanten. Zo zal een dunne PTFE-oppervlaktelaag bij hoge belasting, temperaturen en dynamische riemspanningen snel wegslijten waardoor de riem dus ook een kortere levensduur zal beschoren zijn. Informeer je dus steeds alvorens over te gaan tot de aanschaf en installatie van een welbepaald merk.
Falingspatronen
Omdat de distributieriem een cruciale rol speelt in de motorfunctie, kan een defecte riem heel wat schade veroorzaken aan de motor. Het is daarom belangrijk om deze steeds in goede conditie te houden en bijgevolg ook te controleren bij een gewoon onderhoud. Bovendien is het in diezelfde lijn ook aan te raden om de door de fabrikant aanbevolen vervangintervallen te respecteren en steeds met het juiste gereedschap te werken bij een eventuele vervanging.
Bij vervanging is het verder ook belangrijk om steeds de juiste motortemperatuur aan te houden. Distributieriemen worden op de assemblagelijn immers steeds onder een bepaalde temperatuur (rond de 20 à 25 graden) gemonteerd. Om de perfecte spanning te creëren, en dus tandsprong te vermijden, is het met andere woorden van cruciaal belang dat de motor is afgekoeld tot kamertemperatuur.
Mocht een riem alsnog voortijdig stukgaan, dan is het vooral zaak om de oorzaak van het defect te achterhalen om zodoende de juiste maatregelen te kunnen nemen. In de meeste gevallen is een defect immers te wijten aan een probleem met een of meer onderdelen van de aandrijving.
Spanrollen
Een motor die met een distributieriem wordt aangedreven, is onvermijdelijk ook voorzien van een spanrol. Deze zorgen er immers voor dat de riem gedurende zijn gehele levenscyclus de correcte spanning heeft, en beschermt componenten zoals de alternator en de waterpomp tegen overmatige belasting en vroegtijdige defecten. Bijgevolg betekent de vervanging van de distributieriem, ook een vervanging van de spanrollen.
Soorten
Hoe meer motorisch vermogen, hoe meer spanning de spanrollen moeten opvangen. Bijgevolg doorliepen de spanrollen de laatste jaren heel wat fases en werden ze op de markt gebracht in verschillende uitvoeringen. Zo effende de vaste spanrol het pad voor de enkele excentrische spanrol die uit bewegende delen bestond en zo de spanningen beter kon opvangen. Naarmate de spanning steeg, werd ook de dubbele excentrische spanrol uitgebracht. Deze is opgebouwd uit minder delen en beschikt bijgevolg over een gereduceerd gewicht. Een gegeerde troef in de sector. Verder werd ook nog de hydraulische spanrol (zie onder) op de markt gebracht, die veelal in de V6-motoren van de Volkswagen Group worden gebruikt.
Hydraulische spanrol
Bij de montage van een hydraulische spanrol dient er met een aantal zaken rekening gehouden te worden. Zo dient er al aandacht gegeven te worden aan de manier waarop de doos, waarin de hydraulische spanrol zich bevindt, wordt gestockeerd of aangeleverd. Het is immers van cruciaal belang om hierbij te allen tijde het ‘this side up’-symbool te respecteren. Mocht de doos om een of andere reden toch plat liggen, is het belangrijk om na te gaan of er geen olielek te detecteren valt op het karton van de doos. Is dit niet het geval, dan kan je de spanrol, mits enkele handigheden, alsnog installeren. Zo is het aangeraden om de hydraulische spanrol in dergelijke gevallen eerst een x aantal toeren te laten ronddraaien, zodanig dat de zuiger zeven tot acht keer in- en uitgeduwd wordt. Omdat het onderste oliereservoir fungeert als een schokdemper en de lucht via de geijkte opening in het oliereservoir is gekomen, gaat deze niet meer dempen. Door deze in- en uit te duwen, kan de lucht uit de olie ontsnappen en kan de scholdemper opnieuw zijn werking doen. Een andere mogelijkheid om de hydraulische spanrol alsnog te gebruiken, is om deze gewoon 50 minuten te laten rechtstaan en vervolgens een aantal keer in- en uit te duwen.
Falingspatronen
Hamereffect
Wanneer de spanrol geen juiste spanning kan aanhouden, ligt de weg open voor het zogenaamde hamereffect. Hierbij slaat de riem zodanig hard, dat deze de pointer van de spanrol van zijn begin- tot eindstop doet bewegen waardoor deze op zijn beurt inslaat op de distributieriem. Wanneer dit niet vroeg genoeg wordt opgemerkt, kan de behuizing van de spanner in extreme gevallen scheuren door metaalmoeheid.
Olielek
Ook een olielek is een mogelijke faling van de spanrol. Wanneer olie zich in de spanrol bevindt, kan ook deze, omwille van de afwezigheid van enige weerstand, beginnen slaan en zal de demping volledig verdwijnen.
Ontwikkelingen
Zoals eerder vermeldt, voert het downsizen van motoren de druk op het distributiesysteem verder op. Productfabrikanten blijven echter niet stilzitten en benen de evolutie, dankzij hun doorgedreven ontwikkelingen, bij.
Hot oil belts
Hot oil belts zijn distributieriemen die in olie draaien en o.a. toepassing kennen in eco-boostmotoren. Wanneer dergelijke motoren in de werkplaats binnenkomen, is het belangrijk om na te gaan of de riem niet gezwollen is en of het rubber van de riem nog in goede conditie is. Het verzuren van olie en stukgaan van de additieven kan er immers voor zorgen dat de olie sneller gaat inbijten op het rubber van de distributieriem. Bijgevolg is het belangrijk om de klanten erop te wijzen dat wanneer ze hun jaarlijkse onderhoudsinterval in kilometers niet halen, ze wel degelijk moeten binnenkomen voor een jaarlijks onderhoud. Olie moet jaarlijks vervangen worden en dus ook als er geen 30.000 kilometer per jaar wordt gereden.
Ovalen poulie
Een zescilinder wordt een driecilinder. Dat is wat het downsizen van motoren teweeg brengt. Driecilinders draaien echter in onbalans, dus moesten productfabrikanten ook hier op zoek naar een geschikte oplossing, die ze vonden in de ovalen poulie. Telkens wanneer de zuiger in een driecilinder bovenkomt, creëert de ontploffing een enorm hoge belasting op het distributiesysteem. Om de trillingen en belasting tegen te gaan, werd de ovalen poulie in het leven geroepen. De diameter van het distributiesysteem gaat door dergelijke poulie kortstondig gaan verkleinen, waardoor de spanning verlaagt. Hierdoor is het voor productfabrikanten bovendien ook mogelijk om de distributieriem smaller te maken.
Bron: Gates Webinar door Nico Bourgois – Gevolgd op 06/05/2020
