Technisch Specialist Leren met Plezier!

Functie van de smering.

Voldoende smering is van het grootste belang. Smeerolie heeft meerdere functies in de werking van de motor.

• wrijving verminderen
• koelen
• beschermen tegen corrosie
• krachtoverbrenging
• geluid reduceren
• slijtagedeeltjes en vuildeeltjes afvoeren
• afdichten

Verder is het van het grootste belang dat de juiste hoeveelheid, de juiste viscositeit en kwaliteit olie is gevuld. De juiste specificaties zijn tegenwoordig van het grootste belang omdat motoren hoge prestaties moeten leveren.

Ter vergelijking:

In 2014 heeft een 3-cilinder twin power turbo benzinemotor met een totaal slagvolume van 1500 cm³ een maximum vermogen van 170 kW (231 Pk.)

In 1961 heeft een VW 1500 met een 4-cilinder benzinemotor 33 kW (45 Pk.)

Nu is het belang van degelijk onderhoud wel duidelijk.

 

Olie

Er zijn vele betekenissen in de oliebranche. Eurol heeft een oliewoordenboek samengesteld.

Bekijk minimaal het filmpje hieronder van 3.11 min. tot 5.40 min. en van 8.30 min. tot 8.54 min. 

 

Viscositeit

Viscositeit geeft de stroperigheid aan.

Officieel wordt de viscositeit in centistokes en of centipoise weergegeven, maar op de verpakking staat geheel iets anders. Bijvoorbeeld 5W30 c3 of alleen 5W30. 

De warme toestand van de olie (laatste 2 cijfers van de specificaties) dus de 30 van bijvoorbeeld 5W30, wordt bepaald door de uitstroomtijd te meten van een hoeveelheid olie uit een reservoir (trechtervorm). Dit wordt in centistokes aangegeven.

De 5W wordt bepaald door een magneet door koude olie met een temperatuur van 0 graden Celsius te laten bewegen. De stroom (milliampères) die nodig is, is een maat voor de viscositeit in koude toestand. Dit wordt aangegeven in centipoise.

Voor olie in personeneauto's is er een SAE (Society of Automotive Engineers) of CCMC (Committee of Common Market automobile Constructors) aanduiding. SAE 30, 40, 50, 10W40, 15W40, 20W50, 10W60, 0W30, 5W40 zijn een reeks motorolieviscositeiten die je aan kunt treffen in de schappen bij een automaterialenzaak. SAE 80, 90 zijn onder andere oliesoorten voor transmissies. Zie het filmpje hieronder om het verschil te zien tussen een motorolie en transmissie/differentieelolie.

Viscositeitsindex

De viscositeitsindex geeft aan hoe de olie reageert op hoge en lage temperatuur. Een hoge viscositeitsindex  geeft een geringe viscositeitsverandering aan onder invloed van de temperatuur. Een olie met een hoge viscositeitsindex wordt minder stroperig bij lage temperatuur en verdunt minder bij een hoge temperatuur dan een olie met een lage viscositeitsindex.

Een hoge viscositeit en een hoge viscositeitsindex zijn dus twee verschillende begrippen!

Bedrijfstemperatuur 

Met "Op bedrijfstemperatuur" betekent na het zien van het filmpje dus 80° Celsius OLIETEMPERATUUR!
Dat de motor netjes op bedrijfstemperatuur gereden dient te worden verklaart dit onderstaande filmpje wel.

 

Additieven in de olie

Om de olie de vereiste levensduur te bezorgen zijn er toevoegingen in de olie verwerkt.

Deze worden "additives" genoemd (toevoegingen of dopes) Een aantal voorbeelden van toevoegingen zijn:

• Extreme pressure = hoge druk
• Oxidation inhibitors = anti oxidant
• Corrosion inhibitors = anti corrosie
• Anti foaming agents = anti schuim
• Detergents = reinigingsmiddel
• Dispersants = anti klonter dope

Andere begrippen motorolie

High Temperature High Shear HTHS

Sulpathed Ash Phosphor and Sulfur SAPS

Centistoke is de eenheid voor de viscositeitsmeting van een stromende vloeistof op temperatuur (olie van 100ºC.) De kinematische viscositeit.

Centipoise is de eenheid voor de viscositeitsmeting van een bewegend voorwerp in vloeistof bij een lage temperatuur. De dynamische viscositeit. De fabrikant wil nu eenmaal dat olie goed smeert bij langs elkaar bewegende onderdelen onder winterse omstandigheden.

Met centipoise wordt de viscositeit onder winterse omstandigheden aangegeven en bepaald, centistoke geeft de viscositeit aan bij hogere buitentemperaturen. Met deze gegevens wordt de specificatie van olie toegekend, bijvoorbeeld een 5W30 olie. 5W met centipoise bepaald en 30 met centistoke.

 

Het smeercircuit

Als je de olie in het motorblok volgt is het in de meeste gevallen zoals in het filmpje hieronder. Dit wordt "wet sump" genoemd.

 

 

Fasen in smering

We onderscheiden hier 3 fasen in smering:

• Filmsmering, hydrodynamische of hydrostatische (volledige smering).
• Grenssmering.
• Droge wrijving.

 

Bij hydrodynamische of natte smering zijn de twee oppervlakken volledig van elkaar gescheiden door een smeerfilm. Het ene oppervlak draagt het andere. De hiervoor benodigde druk wordt opgebracht door de relatieve beweging van beide delen ten opzichte van elkaar. Dit lukt alleen als er voldoende snelheidsverschil is en de oppervlaktes niet te ver uit elkaar liggen. Verder speelt de viscositeit van het smeermiddel een rol. Als hydrodynamische smering niet bereikt kan worden door bepaalde omstandigheden, kan soms hydrostatische smering worden toegepast om een volledige smeerfilm te verkrijgen. Hierbij wordt de vereiste druk opgebracht door een pomp.

Als er geen sprake is van een ononderbroken smeerfilm, spreekt men van grenssmering. Hierbij worden wrijving en slijtage aanmerkelijk groter. Gemengde smering is een tussenvorm van hydrodynamische smering en grenssmering.

 

 

Uitvoeringen smeersysteem

Er zijn 2 verschillende uitvoeringen om het oliereservoir voor de smering onder te brengen. Hieraan ontleent het systeem zijn naam.

Dit zijn:

• Wet sump

• Dry sump

   

Wet sump

In de meeste uitvoeringen auto’s tref je een zogenaamd “Wet sump” smeersysteem aan. Dit is te herkennen aan de olievoorraad die in het oliecarter onder in het motorblok aanwezig is. Hiervoor is plaats gemaakt in de constructie en daar hangt een aanzuigbuis met oliezeef in om de olie naar de pomp te transporteren. De oliepomp perst de olie onder druk door de motor naar de te smeren delen en de afvoer gebeurt door de zwaartekracht. De olie loopt gewoon terug het carter in. Het is de meest eenvoudige en goedkope oplossing die er is van de smeersystemen. In het “3D smeeroliecircuit” is een voorbeeld van een wet-sump smeersysteem afgebeeld.

 

Dry sump

Een andere manier is het “Dry sump” systeem. Dit systeem wordt bij enkele duurdere sportwagens toegepast. Bijvoorbeeld de McLaren Mercedes SLR. Hier wordt gebruikt gemaakt van een aparte olietank buiten het motorblok. Dit onderdeel kun je op een zelf gekozen plaats in de auto bouwen. Hierdoor hoeft de oliepomp niet onderin het blok gebouwd te worden. Het carter kan vervangen worden door een plaat die aan de onderkant de motor afdicht. Door deze bouwwijze wordt de motor minder hoog omdat het oliereservoir niet onder het motorblok ruimte in beslag neemt. Het motorblok kan lager in het chassis gebouwd worden. Dit heeft een gunstig gevolg voor het zwaartepunt van de gehele auto. Bovendien kan de auto lager worden die de luchtweerstand reduceert. De Bugatti Veyron, McLaren F1 passen ook dry sump smeersystemen toe.

Bekijk hier een principefilm over dry sump (gedateerd, maar het principe is hetzelfde)!

 

 

Porsche doet in het onderstaande filmpje een "dry sump" test om te controleren of onder extreme omstandigheden de olievoorziening verzekerd blijft. Als de motor naar rechts wordt gekanteld is dit in feite een bocht naar links en andersom. Wordt de motor naar voren gekanteld test men de olieverzorging tijdens het remmen.

In het filmpje zie je van links naar rechts: het circuit welke is ingeprogrammeerd, de g-krachten in lang en dwarsrichting, motortoerental en snelheid.

 

Soorten smering

Er zijn verschillende manieren om te smeren nl:

1. Spatsmering

2. Smering onder invloed van drukopbouw.

3. Smering d.m.v. een gerichte sproeier

    

1. Spatsmering

Dit wordt verzorgd door olie die van een tandwiel, krukas of ketting etc. wordt afgeslingerd. Het voordeel is dat er geen extra voorzieningen getroffen hoeft te worden. Er is geen aparte pomp noodzakelijk, want de olie wordt meegenomen door het onderdeel. Het nadeel zit hem in de energie die dit kost om de olie op te werpen en weg te slingeren. Er wordt steeds vaker geprobeerd de spatsmering te beperken.
Een goed voorbeeld is het monteren van een spatplaat welke is geplaatst tussen het cilinderblok en het carterdeksel. Deze houdt de olie weg van de krukas .
De rondslingerende olie als je een bocht maakt, hard remt of optrekt geeft energieverlies en soms ook problemen bij de smering. De oliepomp kan hierdoor lucht happen en zo motorschade veroorzaken. Heel wat merken passen meerdere oliepompen toe om de hoofd smeeroliepomp te verzekeren van een voldoende aanvoer van olie.

 

2. Smering onder invloed van drukopbouw.

Een goed voorbeeld is het smeren van een glijlager. De olie die door de pomp tussen het lager en de as wordt geperst zorgt voor een oliefilm die de belasting van de as moet dragen. Om de volle belasting aan te kunnen moet er een volledige smering aanwezig zijn. Die is er net na de start nog niet en om dit optimaal te krijgen moet de motor op bedrijfstemperatuur zijn.

 

3. Smering d.m.v. een gerichte sproeier

Er zijn delen in de motor die langs elkaar glijden en de smering kan niet door de pomp opgebouwd worden. Door de olie op het draaiende deel te spuiten, bijvoorbeeld de nokkenas, zal de tuimelaar min of meer gaan drijven op de olie.

Je treft sproeiers aan bij de smering van de nokkenas, het worm- en wormwiel van de variabele kleplichthoogte verstelling, en de distributieketting met geleider. Het kan voorkomen dat de sproeier scheefgedrukt wordt, losraakt of verstopt gaat zitten met alle gevolgen van dien. Dit zijn dan ook de punten waarop de sproeiers moeten worden gecontroleerd. Soms moet je goed kijken waar de olie uit de sproeier komt omdat het niet op een sproeier lijkt. Bijv. de bevestiging van de distributieketting geleider waar een gaatje in is geboord om de olie te vernevelen.

 

Smering distributieketting

Soms gebruikt de fabrikant zelfs speciaal gereedschap om de sproeiers juist te monteren zodat de richting van de oliestraal is gewaarborgd. Het is ook mogelijk dat er onderdelen door de olie moet worden gekoeld. Bijvoorbeeld de zuigers.

Invloeden van remmen en accelereren op de olievoorziening

Onder invloed van de langskrachten die door het remmen en accellereren ontstaan zal de olie respectievelijk naar voren en naar achteren geslingerd worden. Door de dwarskrachten die tijdens het maken van bochten ontstaan wordt de olie zijwaarts verplaatst.

Om deze situaties het hoofd te bieden zijn er in de motor voorzieningen getroffen.

• spatplaat in het carter

• terugvoeroliepomp(en)

   

Spatplaat in carter.

De spatplaat voorkomt dat de olie "omhoog" wordt geslingerd tijdens remmen én accelereren. De olie slingert dan niet tegen de draaiende krukas wat een nadelig effect op het rendement van de motor heeft. Bovendien wordt voorkomen dat de oliepomp geen lucht aanzuigt maar olie. Het "luchthappen" van de olie aanzuigzeef kan direct lagerschade doen veroorzaken door terugval van de oliedruk.

Terugvoeroliepomp(en)

Soms worden er zelfs meerdere oliepompen geplaatst die de olie terugvoert naar de smeeroliepomp.

Meerdere oliepompen om de achtergebleven olie naar de hoofd smeeroliepomp te transporteren.

Onder invloed van de sensoren van het "Traction Control Systeem" (ESP) worden in enkele gevallen ventielen en elektrische oliepompen gestuurd. Bij een relatief hoge g-kracht (circa 0,8g) wordt bij bijvoorbeeld een V-motor de olie terug gepompt van cilinderkop richting carter.

Zuigerkoeling

Door gebruik te maken van zuigerkoeling kunnen de zuigers een hogere belasting aan. De thermische belasting van de zuigerbodem wordt gereduceerd door olie in een daarvoor bestemd kanaal te injecteren. De opgewarmde olie stroomt terug het carter in.

 

Montagehulp

Bij het monteren van de zuigers met drijfstang dien je op te letten dat je de oliesproeiers niet scheefdrukt. Hierdoor is er geen koeling meer mogelijk met motorschade tot gevolg. Vaak bestaat er speciaal gereedschap in de vorm van lange pennen om de drijfstangen naar de kruktap te geleiden.

 

 

De veerbelaste klep is bij deze V8 in het filmpje hieronder centraal in het oliecircuit geplaatst.

 

 

 

 

Bij een laag motortoerental en dus ook een lage oliedruk is er onder 2 Bar geen zuigerkoeling noodzakelijk. De klep laat de olie niet door. Hierdoor worden de lagers tijdens het starten sneller van olie voorzien. Een ander voordeel is er bij het stopzetten van de motor. De oliekanalen stromen door de afsluiting niet leeg. Dit bevordert het snel op oliedruk komen van het smeersysteem.

 

 

 

 

 

 

 

Oliesproeier gemonteerd in motorblok.

 

 

 

 

 

Olie peilen 

Normaal gebeurt dit door gebruikmaking van een peilstok. Het olieniveau moet tussen minimum en maximum liggen. Bij een koude motor dient dit het peilen gedaan te worden. Peil je bij een motor op bedrijfstemperatuur, dan moet er een bepaalde tijd worden gewacht.

Omdat er motoren bestaan waar het mogelijk is gemaakt om via de buis van de olie peilstok de motorolie te verversen bestaat de kans dat er verkeerd wordt gepeild. Dit komt door de dubbele afdichting (O-ringen) die aan de bovenzijde van de peilstok is geplaatst. Als de peilstok er te snel in en wordt uitgetrokken, zal het niveau in de buis door de luchtdruk naar beneden worden gedrukt. Hierdoor lijkt het alsof er te weinig olie in het carter aanwezig is. Dit foutief olie peilen is te voorkomen door de schoon geveegde peilstok rustig in de buis te steken, even te wachten tot de olie op niveau is gekomen en de peilstok eruit te trekken.

Volg altijd de voorschriften van de fabrikant. Deze staan in de handleiding van de auto aangegeven.

De moderne olie peilstok

Onder de motorkap is bij sommige automerken de olie peilstok niet meer te vinden. Een elektronische meting is hiervoor in de plaats gekomen. Er kan nu bij bedrijfswarme motor én bij draaiende motor, dynamisch olie worden gepeild. Deze meting is veel nauwkeuriger. Er bestaat een kans dat het oliefilter, kettingspanners en units van de nokkenasverstelling tijdens langdurig stilstaan van de motor geheel of gedeeltelijk leeglopen. Hierdoor stijgt bij stilstand van de motor het niveau van de olie in het carter. Wanneer de motor wordt gestart vult de oliepomp deze ruimten weer met olie. Het gevolg is dat het oliepeil onder het dynamische minimum kan komen te staan, met alle gevolgen van dien.

 

Olieverbruik of olielekkage?

Er bestaat een groot verschil tussen lekkage en verbruik.

In beiden gevallen zal er olie bijgevuld moeten worden. Bij lekkage komt het voor dat je het naar buiten ziet lekken.Dit wordt letterlijk een smeerboel. Als er inwendige lekkage is kan dit ertoe leiden dat de oliedruk terugloopt. Er is dan bijvoorbeeld een stopje uit een oliekanaal of een O-ring die niet goed afsluit. De mogelijkheid bestaat dat de olie naar een koelwaterkanaal lekt en er komt dan olie in de koelvloeistof terecht. De soortelijke dichtheid van olie is lager dan die van water. De olie drijft dan op de koelvloeistof in het expansievat van het koelsysteem.

Bij het olieverbruik wordt dit in de verbrandingsruimte verbrand en hierdoor daalt het olieniveau in het carter.

 

Rijden met een te laag oliepeil

Bij moderne motoren is het van belang dat het oliepeil op de juiste waarde is afgevuld.

Wanneer er in het instrumentenpaneel een melding verschijnt, wordt er geacht dat er wordt bij gevuld. Doet men dit niet, dan kan het volgende zich voordoen.

Zoals in dit hoofdstuk beschreven zijn er onderdelen die door spatsmering gesmeerd worden. De zuigerveren bijvoorbeeld. Wanneer er met een te laag oliepeil wordt doorgereden, zullen de zuigerveren niet voldoende olie aangeleverd krijgen en de temperatuur van de zuigerveren loopt te hoog op. Zuigerveren, die in de fabriek een warmtebehandeling hebben doorstaan, kunnen "uitgloeien". Uitgloeien is het verschijnsel dat vanaf een bepaalde temperatuur, ongeveer 200°C, er een structuurverandering plaatsvindt. Hierdoor worden de zuigerveren zacht en verliezen hun klemkracht. Een motor die olie verbruikt is hiervan het gevolg.

 

Thermostaat in het koelsysteem defect

Wanneer er langdurig met een defecte thermostaat in het koelvloeistof circuit wordt doorgereden, komt de olie maar slecht op bedrijfstemperatuur. Soms veroorzaakt dit een harde "glasachtige" laag in de cilinder. De olie kan dan niet hechten aan de cilinderwand en de zuigerveren kunnen de hoeveelheid olie niet voldoende afvoeren. Olieverbruik is het gevolg!

 

Olie verbruiksmeting

Als een motorblok vermogen moet leveren zal deze olie verbruiken. Dit is heel normaal. De fabrikant geeft een maximaal olieverbruik aan in liters per 1000 km. Soms wel tot 1,5 liter. Met zo’n verbruik zal de klant niet altijd blij zijn. Komt het boven de voorgeschreven waarde, zal de motor aan revisie toe zijn. Voordat je tot revisie overgaat wil je wel exact weten hoeveel olie de motor nu echt verbruikt. Dit kun je doen door een olieverbruikmeting uit te voeren. Dit is zelfs een voorwaarde als je te maken krijgt met garantiewerkzaamheden. De importeur van het betreffende merk wil dit dan op papier. Als je de stappen volgt die hieronder beschreven staan weet je exact het verbruik van de motor.

Het olieverbruik kan op verschillende manieren worden bepaald:

1. Bepalen door het wegen van de olie

2. Bepalen door de hoeveelheid te meten die is verbruikt.

• Schrijf de km-stand op.

• tap de olie af.

• meet de hoeveelheid en vul bij tot het maximum, bijvoorbeeld 5 liter.

• doe de 5 liter olie terug in de motor.

• laat de klant rijden tot er weer bijgevuld moet worden.

• tap de olie af en meet de hoeveelheid. Als voorbeeld 3,50 liter (laat de motor net zo lang uitlekken als bij de 1^e keer aftappen)

• trek deze hoeveelheid af van de eerdere waarde (5 liter – 3,50 liter = 1,5 liter verbruik).

• schrijf de km-stand op en trek de vorige stand ervan af (je hebt bijv. 2300 km gereden).

• 2300/1,5 = 1533

• De motor verbruikt nu 1 liter olie op 1533 km. 

Je controleert de gegevens van de fabrikant wat de motor mag verbruiken en vormt een oordeel over de staat van de motor.

 

Onderdelen van het smeercircuit

Oliecarter

Zoals reeds besproken bij de uitvoering van de smeersystemen is het een reservoir voor de oliehoeveelheid. Het hangt in de rijwind en hierdoor koelt de olie sneller af. Dit is een mogelijke oorzaak van de vorming van “Black-sludge”. Kortere ritten waarbij de olie net op temperatuur komt en dan weer afkoelt. Soms, als je een carterdeksel uitbouwt, vraag  je ja af waarom deze zo zwaar uitgevoerd is. Dit komt dan door de constructie van het carterdeksel. Deze is dan waarschijnlijk dubbel uitgevoerd met isolatie ertussen. Dit zorgt ervoor dat de oie langer op temperatuur blijft en dit houdt de vorming van black-sludge tegen.

HIER PLAATJE VAN CARTERPAN

Olieniveausensoren overzicht

De bekende oliepeilstaaf is in de meeste gevallen aangevuld met of vervangen door de olieniveausensor. De reden is dat er een automatische waarschuwing moest komen als er olie bijgevuld dient te worden. De klant peilde zijn olie niet of nauwelijks. Dit is weer een gevolg van de langere verversingstermijn van de motorolie. Er zijn verschillende uitvoeringen, we noemen er 3:

• vlotter
• thermisch
• capacitief

1. Vlottertype(meet alleen het olieniveau)

Het vlotterprincipe is niets anders dan een drijver op de olie en daaraan is een schakelaar gekoppeld. De werking van de olieniveausensor is gebaseerd op een statisch en dynamisch contact. Het statische contact meldt dat er voldoende olie aanwezig is om te starten, het dynamisch contact meldt tijdens het rijden of er olie bijgevuld moet worden. Dit type heeft als nadeel dat het vast kan kleven door de olie en niet altijd de juiste waarde aangeeft. Het is een wat oudere manier van niveau aanduiding.

2. Thermisch (meet olieniveau en olietemperatuurmeting)

Ook hier verraadt de naam de werking van de sensor. Bij dit type wordt gebruik gemaakt van een NTC-weerstand die de temperatuur meet. Een PTC-weerstand fungeert als een verwarmingselement en de weerstand wordt 10°C boven de temperatuur van de olie verwarmd. Dit geschiedt door een gepulseerd signaal. De afkoeltijd wordt gemeten. Het afkoelen tot de eigenlijke olietemperatuur geeft een indicatie van de hoeveelheid olie in het carter. Carterdeksels worden naar het model vormgegeven en daarom heeft de elektronica in de software voor iedere motor zijn eigen  geprogrammeerde afkoeltijd. Des te korter de afkoeltijd des te hoger het olieniveau in het carter. Olie is een beter geleider dan lucht.

 Sensorsignaal van thermische sensor gemeten met oscilloscoop. 

 

 

3. Capacitief (meet olieniveau en oliekwaliteitsmeting).

 

Werking van de capacitieve sensor:

De sensor bestaat uit twee over elkaar geplaatste cilinderische condensatoren en is in het oliecarter onderin de motor gemonteerd. De toestand van de olie (vervuiling, veroudering) wordt gemeten door de onderste condensator (blauw). Het niveau van de motorolie wordt gemeten in het bovenste deel van de sensor (groen). Dit is de elektronische motoroliepeilstok!

Het meten van het oliepeil, de olietemperatuur en de olietoestand vindt continu plaats.

Als condensatorelektroden worden twee metalen buizen in elkaar geschoven. Tussen de elektroden bevindt zich de motorolie (geel) als di ëlektricum. De soortelijke werstand van motorolie verandert bij toenemende slijtage en veroudering. Vocht, roetdeeltjes en metaalsplinters veranderen de weerstandswaarde van de olie. Door deze verandering in het diëlektricum verandert de capaciteit van de condensator. Digitaal wordt deze verandering doorgegeven aan het motormanagement systeem. Het signaal geeft het niveau en de veroudering van de motorolie aan. Deze sensorwaarde wordt in het motormanagement systeem verwerkt voor het berekenen van de eerstvolgende olieverversingstermijn.

Wanneer het oliepeil daalt (diëlektricum) verandert ook de capaciteit van de bovenste condensator. Deze capaciteitswaarde wordt door de elektronica van de sensor tot een digitaal signaal verwerkt en naar het motormanagement verzonden. Voor het meten van de olietemperatuur is een temperatuursensor (NTC) aan de voet van de olietoestandsensor gemonteerd.

 

Oliepompaandrijvingen

De functie van de oliepomp is het onder druk transporteren van de motorolie naar de te smeren delen in de motor.
De aandrijving van de pomp kan op verschillende manieren worden verzorgd. 

• Ketting

• Distributieriem

• Tandwiel

• Direct door op de krukas

Bij elk van de manieren zijn er aandachtspunten tijdens de montagewerkzaamheden.

 

Ketting

Bij het opnieuw monteren van een oliepomp die door een ketting wordt aangedreven dien je rekening te houden met de afstelling van de vrije slag van de ketting. Dit om bijgeluiden te voorkomen. De afstelwaarden staan in de technische gegevens van de betreffende fabrikant vermeld. Bovendien wordt de bevestiging tegen het loslopen vaak met een borgmiddel vastgezet.

Bekijk het filmpje om een voorbeeld van het afstellen van een ketting aandrijving te zien.

 

Distributieriem

Bij deze vorm van aandrijven moet de riemspanning in acht worden genomen.

 

Tandwiel

Als de pomp door een tandwiel wordt aangedreven is de tandflankspeling van belang. Deze is op te meten m.b.v. een meetklokje en statief. In een enkel geval wordt er gebruik gemaakt van een speciale coating die de montage vereenvoudigd. De laag die op een bepaald gedeelte van het tandwiel is gespoten is net zo dik als dat de speling tussen de tandwielen moet zijn. Door het verschuiven van het huis van en naar de andere tandwielen is de speling af ts stellen.

 

 

 

 

Direct door de krukas

Als de pomp direct door de krukas wordt aangedreven is het mogelijk dat de binnenrotor van de pomp zonder gebruikmaking van een spie op de krukas is geschoven en door de klemkracht van de bout in de krukas op zijn plaats blijft zitten. Zet je deze bout niet op de juiste wijze vast dan bestaat de kans op loslopen van de bout en uitval van de oliepomp met motorschade tot gevolg.

Dit probleem is te voorkomen door een platte kant aan de krukas te maken welke als meeneemflens werkt. Linksonder in de afbeelding zie je een voorbeeld hiervan.

 

 

 

Beschadigde nokkenas.

Uitgebroken spie van oliepompaandrijving

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Oliepompvarianten

 

 

Oliepompen 

Tandflankspeling opmeten bij een tandwielpomp

Bij een te grote inwendge speling zal niet alleen de opbrengst, maar ook de druk bij stationair toerental teruglopen.

Oliepomp uit elkaar halen, montage op de motor.

Bij het demonteren van de pomp moet je op eventuele merktekens letten die op de schijven of tandwielen zijn aangebracht.

Tijdens de fabricage wordt er in het huis van de oliepomp nooit een scherpe hoek gemaakt. Er wordt daarom aan één kant van de rotor een afgeschuinde rand (facet) gemaakt. Als je deze verkeerd om monteert bestaat de kans op vastlopen van de pomp. Bij een al wat oudere pomp zal het slijtagepatroon van de pomp ervoor kunnen zorgen dat er een te grote inwendige lekkage ontstaat. Het gevolg is dat de pomp niet die druk op kan bouwen welke is vereist voor een goede werking van de motor. De opbrengst loopt door de slijtage ook terug.

 

 

 

Volumestroom geregelde oliepompen

 

Steeds grotere behoefte aan olieopbrengst (pompcapaciteit).

Door de behoefte om de nokkenas te kunnen verstellen wordt er een steeds grotere eis gesteld aan de oliepomp opbrengst. Deze varieert sterk met als gevolg dat er een grenssmering kan ontstaan. Er zijn hierdoor meerdere varianten oliepompen gekomen. We behandelen er een twee.

2 traps rotor oliepomp

In de powerpoint zie je een 2-traps oliepomp. De capaciteit van de pomp werd groter, maar het nadeel is dat het teveel aan olie weer naar het carter wordt afgevoerd. Dit kost onnodig veel energie en dat is direct gekoppeld aan onnodig CO_² uitstoot. Bedenk maar eens dat een pomp bij het maximum toerental en een afgeregelde druk p van 6 Bar, een opbrengst kan hebben van 65 liter per minuut. Dit komt overeen met een constant theoretisch vermogen P van 650 Watt.

Om het opgenomen vermogen te verminderen worden “volumestroom geregelde oliepompen” toegepast. Er wordt naar behoefte druk én volumestroom opgebouwd, niets meer, niets minder.

Geef je vanaf stationair toerental ineens volgas, dan zal de nokkenasverstelling veel moeten verstellen. De behoefte aan olie is dan groot en hierop reageert dit type pomp. Er wordt nu niet onnodig druk opgebouwd en afgevoerd via het overdrukventiel. De oliedruk valt bij een grote vraag iets terug en de stuurzuiger zal de buitenrotor meer excentrisch stellen t.o.v. de aandrijfas. Nu is er een grote opbrengst totdat de druk weer maximaal is en de stuurzuiger terugdrukt. Constant wordt de opbrengst van de pomp afhankelijk van de vraag naar olie afgeregeld.

 

klik hier om de  “Volumestroomgeregelde oliepomp” van onder andere een BMW M5 V-10 motor in werking te zien.

  

 

 

Rekenvoorbeeld benodigd vermogen voor het aandrijven van een oliepomp.

Ф x p_p = P_p

In woorden:
De volumestroom (m³/sec.) maal de druk in Pascal (N/m²) is het vermogen in Watt.

m³/sec x N/m² = Nm/sec. = Watt.

1 Bar = 1 x 10⁵ N/m².

Een pomp levert bij een druk van 1,5 bar een opbrengst van 6 liter/min.

Hoeveel bedraagt dan het effectieve vermogen die de pomp levert?

Druk omgerekend naar Pascal.

1,5 Bar = 1,5 x 10⁵ N/m²

Opbrengst omgerekend naar m³ per seconde

6 L/min. = 0,006/60 m³/sec. = 0,0001 m³/sec. = 10 x 10^-5 m³/sec.

Het effectieve vermogen is dan:

1,5 x 10⁵ x 10 x 10^-5 = 15 Watt.

Om een pomp aan te drijven heb je een bepaalde weerstand te overwinnen. Denk aan de eventuele ketting en lagerwrijvingen. De wrijvingsverliezen noemen we het mechanisch hydraulisch rendement. Stel dit op 5%, dan is er een rendement η van 0,95. 15 Watt is wat er over is dus die 0,95. Het effectieve vermogen plus het vermogen voor het overwinnen van de wrijving 15/0,95 = 15,79 Watt. Om de pomp te smeren, te koelen etc. zal er olie tussen de onderdelen weglekken. Dit wordt het volumetrisch rendement genoemd. Stel dat dit 3% is. Dan is dit rendement η = 0,97. Het totaal benodigde vermogen bedraagt 15,79/0,97 = 16,28 Watt.

Je kunt ook zeggen dat het totale rendement 0,95 x 0,97 = 0,9215 bedraagt.

Zou je dit met de eerder genoemde 650 Watt doen dan heb je aan aandrijfvermogen voor deze situatie een vermogen van 705 Watt nodig. Dit is bijna 1 Pk.

 

Oliedrukregeling

PLAATJE OVEDRUKVENTIEL

Het oliedruklampje geeft aan dat de druk boven een bepaalde waarde ligt. Dit is een relatief lage druk, welke meestal vermeldt staat op de oliedrukschakelaar. Het oliedruklampje gaat relatief snel uit, maar dit wil niet zeggen dat er voldoende oliedruk op een hoger toerental is. Een oliepomp moet de druk afregelen op een acceptabele druk. Laten we zeggen 6 Bar. Een overdrukventiel moet dit afregelen. De oliedruk drukt tegen een plunjer in een oliekanaal en bij de gewenste druk moet deze plunjer verschuiven en een afvoerkanaal vrijgeven. De overtollige olie stroomt dan terug, bijvoorbeeld in het carter.

 

Rekenvoorbeeld veerkracht overdrukventiel oliepomp.

De afgeregelde oliedruk (p) moet 6 Bar bedragen.

De diameter (d) van de cilindrische plunjer is 13 mm.

Wat zal de veerkracht (F) moeten zijn van het overdrukventiel?

Druk omgerekend naar Pascal.

6 Bar = 6 x 10⁵ N/m²

Diameter van de plunjer in meter = 0,013m.

Oppervlak plunjer is uit te rekenen met de formule ¼ x π x d² = ¼ x π x 0,013² =0,000132732m².

De veerkracht F_veer moet dan druk p maal oppervlak A zijn, (F = p x A)

F = 6 x 10^-5 x 13,2732 x 10^-5 = 79,64 N

F = 79,64 Newton (N).

Stel dat er in deze situatie een lineaire veer wordt gebruikt. Deze veer heeft een veerkracht van 10 N per cm. indrukking. De veer moet dan over ongeveer 8 cm voorgespannen worden om de vereiste voorspanning te halen.

 

Oliedrukmeting

Alleen de oliedruk controleren of het oliedrukwaarschuwingslampje dooft is niet genoeg. Er wordt dan een grote vergissing gemaakt. Het lampje gaat uit bij een minimaal toelaatbare druk. Bij stationair toerental bijvoorbeeld 0,5 Bar. Zie “Oliedrukregeling”. Dit is zeker niet voldoende om het volle vermogen van de motor te vragen. Een reële waarde bij stationair is 1,5 Bar en de afgeregelde bijvoorbeeld 5 Bar.

Om te controleren of de oliedruk in orde is, moet er met een manometer worden gemeten op de door de fabrikant aangegeven plaats bij de motor. Meestal is dit de oliedrukschakelaar. Deze wordt ten tijde van de meting vervangen door een adapter. Een andere mogelijkheid is door het tijdelijk vervangen van de bout in het oliefilter door een adapter met aansluitnippel voor een manometer. Met stijgend motortoerental zal de pomp een grotere capaciteit hebben. De spelingen in de motor blijven hetzelfde, dus de druk loopt op. Deze zal tot de afgeregelde druk oplopen en het overdrukventiel zal in werking treden. Bekijk het “rekenvoorbeeld veerkracht overdrukventiel oliepomp” nog maar eens goed.

Om te zien hoe de oliedruk oploopt klik je op deze regel. Het filmpje duurt ongeveer 4 min, maar zolang hoef je er niet naar te kijken.

 

 

In het filmpje hieronder wordt de druk in PSI (Pounds per Square Inch) weergegeven. 

psi	bar
20	1.38
40	2,76
60	4,14
80	5,52

Bekijk bij 1.00 min. en vanaf 3.00 min. Als er volgas wordt gegeven bij 3.50 min. valt het op dat de druk vanaf het toerental 14.000 omw.min. wordt afgeregeld op 80 psi.

Als het overdrukventiel in koude toestand klemt zal de druk niet worden afgeregeld en zal ervoor zorgen dat bijvoorbeeld de ring van het oliefilter barst. Het wordt dan een grote knoeiboel.

Terugval van de oliedruk kan verschillende oorzaken hebben:

• Olie aanzuigbuis verstopt
• Pakking van olie aanzuigbuis lek
• Inwendige lekkage in het motorblok, bijvoorbeeld een olieleiding om de nokkenas te smeren
• Verkeerde viscositeit van de olie
• Versleten oliepomp
• Te grote radiale speling van de krukaslagers

Als het olielampje na het verversen niet uitgaat is de kans groot dat door het uitlekken van de olie de pomp een grote luchtbel heeft. Oppassen nu met de oliedruk opbouwen.

Niet alleen de kwaliteit van de oliepomp is van belang voor het opbouwen van oliedruk. Als er meer lekkage inwendig in het motorblok aanwezig is zal de druk sneller terugvallen dan bij weinig lekkage. Bekijk het filmpje hieronder maar.

 

 

Oliefilter

Het oliefilter is van belang om de vuil en slijtagedeltjes uit de olie te verwijderen.

Hieronder in het filmpje zijn de mogelijke uitvoeringen van filters te zien. Full flow en By-pass filters worden hier besproken, evenals de kortsluitklep wanneer het filter verstopt is.

 Oliefiltervervanging na motorflush één jaar later

3D smeeroliecircuit

Rembekrachtiger Vacuümpomp

Oliedrukschakelaar

Oliekanaal cilinderkop

Hydraulische klepspelingcompensatie

Uitlaatnokkenasverstelling (hoofdoliekanaal)

Inlaatnokkenasverstelling

Elektromagnetische inlaatnokkenasverstelklep

Kettingspanner

Terugslagklep

Hoofdoliekanaal stijgleiding naar cilinderkop

Oliekanaal naar hoofdlager krukas

Drijfstanglagers

Hoofdlagers

Oliekanaal van krukaslager naar drijfstanglager (in krukas geboord)

Oliepomp

Kanaal van oliepomp (ongefilterde olie)

Kanaal voor gefilterde olie

Oliefilter

Lager inlaatnokkenas

Lager uitlaatnokkenas

Oliekanaal naar vacuümpomp

Oliekanaal voor opbrengst-regeling

Terugslagklep

 

 

 

Hydraulisch schema van een smeeroliecircuit.

Om een hydraulisch schema te maken zijn er afspraken gemaakt in de leer van de hydraulica. Iedereen is nu in staat om het schema te begrijpen als hij de symbolen kent.

  

Er zijn veel symbolen waar een hydraulisch schema mee kan worden gemaakt. Bekijk hieronder het overzicht maar eens!

 

 

Hydraulische klepspelingcompensatie

  ANDER PLAATJE MET 3 VERSCHILLENDE MAKEN!!!

Bedenk dat de buitentemperatuur -20°C kan zijn, de koelvloeistof een temperatuur van 100°C heeft en de verbrandingstemperatuur ongeveer 900°C bedraagt. Deze temperatuurverschillen zorgen voor een verschillende uitzetting. Vooral in de opwarmfase. Daardoor zal er tussen de klep en de klepstoter of tuimelaar de ene keer meer en dan weer minder speling te bespeuren zijn. Dit moet worden gecompenseerd en dit gebeurt door een klepspelingcompensator.

Uitvoeringen

Er zijn verschillende uitvoeringen klepspelingcompensators:

1. in de cilinderkop geplaatst voorzien van een kogelkop waarop de tuimelaar scharniert.

2. geïntegreerd in de tuimelaar zelf.

3. als klepstoter rechtstreeks tussen de klep en nokkenas.

   De hydraulische klepstoter.

 

 

 

 

 

Werking

De werking is van alle drie de uitvoeringen in principe hetzelfde.

Als de nok via de sleeptuimelaar de klep opent, wordt eveneens een kracht via de kogelkop (10) op de plunjer (2) in de hydraulische compensator uitgeoefend. Via de olie die zich in de drukkamer (6) bevindt drukt de plunjer tegen

de vaste drukcilinder (8). Hierbij treedt een zeer kleine hoeveelheid lekolie op tussen de plunjer en de drukcilinder (pijlen in de afbeelding). Door het wegdrukken van de lekolie uit de drukkamer bij de openingsslag zou na het sluiten van de klep een speling tussen de nok en de sleeptuimelaar ontstaan. Dit wordt voorkomen door de veer (5), die de plunjer (2) met de kogelkop naar boven drukt, zodat de sleeptuimelaar altijd tegen de nok aanligt. Hierbij ontstaat in de drukkamer door de volumetoename een zuigwerking. De afsluitkogel (4) komt tegen zijn veer (7) in los van de zitting. De drukkamer vult zich met olie uit de oliekamer (3). Als de drukkamer gevuld is, sluit de kogel de drukkamer af. Bij de volgende opening van de klep wordt deze procedure herhaald. In principe bevindt zich in de hydraulische compensator een klein oliecircuit.

 

 

Reduceerklep, terugslagklep in olieleiding naar de cilinderkop

In de olieleiding naar de cilinderkop is voor de klepspelingsbegrenzers een reduceerventiel annex terugslagklep gemonteerd. Het is noodzakelijk om de druk terug te brengen naar een lagere waarde dan de pomp levert. De klep moet voorkomen dat de druk in de klepspelingbegrenzers teveel oploopt.

Deze klep voorkomt ook dat de olie van de cilinderkop terugloopt naar het carter bij uitgeschakelde motor. Als deze klep lekt en de olie terugstroomt zal tijdens stilstaan van de motor lucht in de units komen. De kleppen tikken dan als de motor weer wordt gestart totdat de motor de units weer heeft ontlucht.

Vervuild deze reduceerklep, met als gevolg dat de druk naar de begrenzers oploopt, dan zal de druk in de cilinderkop stijgen en voor oppompen van de begrenzer zorgen. Een defect aan de smeeroliepomp kan hetzelfde probleem veroorzaken. Het volgende zal gebeuren: Op een hoog toerental zal de motor zijn kleppen niet voldoende sluiten en de vullingsgraad loopt sterk terug. Hierdoor houdt de motor in. Als het motortoerental weer op stationair niveau terugkomt zal de motor nog even onregelmatig draaien totdat de begrenzer weer teruggedrukt is in zijn normale stand.

 

Uitbouwen

Het verwijderen van de begrenzers in de vorm van klepstoters is soms moeilijk omdat deze blijven plakken in de kop. Verwijder de begrenzers nooit met een magneet! Het kogeltje wordt magnetisch en de begrenzer ontlucht niet meer. Deze is voor altijd defect! De motor heeft nu tikkende kleppen.

 

Motorvervuiling

Sludge

Bij het inspecteren van de motor haal je waarschijnlijk de olievuldop los en kijk je in het blok via het gat. Kom je een bepaalde vorm van sludge tegen hoeft dit geen probleem te zijn. De klant rijdt misschien de laatste tijd kortere ritten en dit kan een normaal verschijnsel zijn. Immers de motor wordt warm en de warme lucht zal condenseren op de koude plekken van de motor, het klepdeksel. Je komt het ook wel tegen op de oliepeilstok. Na een lange rit is dit meestal weer verdwenen. Als dit met de motorschade te maken heeft, dan is het raadzaam om te controleren of de cilinderkoppakking lek is. Of erger een “gescheurde”cilinderkop! Rijdt de klant een tijd met dit probleem door, dan is er de mogelijkheid dat de olie een mengsel gaat vormen met de koelvloeistof en er lagerschade optreedt. Meestal betreft het de drijfstanglagers. Een ander verschijnsel dat op kan treden is verhoogde slijtage aan de nokkenas. Een ander geval van motorvervuiling is vorming van “Black-sludge”.

Black-sludge

Een motor kan ook beschadigen door de vorming van “Black Sludge” in het oliecarter. Er ontstaat dan een teerachtige substantie die zeer slecht smeert en uiteindelijk overal in de motor aankoekt en schade aanricht. Op tijd verversen is een must!

 

 

 

 

Carterventilatie met vacuüm geregelde klep

 

Carterventilatieproblemen

Een goed voorbeeld is het verstopt raken van het filter voor de carterventilatie. Hierdoor kan de motor de opgebouwde druk in het carter niet afbouwen. Door de overdruk wordt de olie langs de keerring naar buiten geperst en er ontstaat olielekkage. Een groter probleem ontstaat er bij dieselmotoren als de olie via de turbo naar het inlaatkanaal wordt gedrukt. De motor gaat de olie verbranden en loopt nu op de smeerolie uit het carter en is niet meer te controleren. Contact uitzetten, spullen uit de auto halen en weglopen is het beste voor de bestuurder. Motorschade tot gevolg, zoals je in  het volgende filmpje kan zien. Sommige monteurs voeren een inspectie uit met draaiende motor als de motor ernstig rookt. De oliepeilstok wordt met draaiende motor eruit getrokken, de overdruk zorgt voor een monteur met olie besmeurd. OPPASSEN DUS!!!

 

 

 

Forté levert reinigingsmiddelen voor de motor die toegevoegd worden vlak voor de olieverversing.  Als er te laat wordt gereageerd zullen er drastische maatregelen moeten worden genomen. Bijvoorbeeld door demontage van carter, cilinderkop etc.

voorbeeld van schone motor, motor met black-sludge, motor met sterke vervuiling.