Ethanol (2) - Welke olie is het meest geschikt?

Ethanol - Welke Olie is het meest geschikt?

De vorige keer hebben we het gehad over de verschillende classificaties (en test methoden) van olie.
Deze keer gaan we daar wat verder op in, en kijken naar de verschillen ten opzichte van de laatste twee API Classificaties SM (2004-2011) en SN (2011-heden).
Omdat de gebruikte testmethoden niet geheel transparant blijken heb ik er voor gekozen om de ILSAC GF normen te hanteren.

API-SM komt overeen met ILSAC GF-4, en API-SN met ILSAC GF-5

Primair is olie bedoeld als smering maar heeft een tweede, zeer belangrijk, doel. De olie moet bestand zijn tegen de bijproducten van een onvolledige verbranding. In ons voorbeeld van een Ethanol houdende brandstof gaat het concreet om het volgende.


Complete Verbranding
Bij een complete verbranding wordt er Kooldioxide(CO2) en water(H2O) gevormd:

Isooctane (typical gasoline)
Compleet 2C8H18 + 25O2 ==> 16CO2 + 18H2O

Ethanol
Compleet C2H5OH + 3O2 ==> 2CO2 + 3H2O


Onvolledige verbranding
Bij een onvolledige verbranding kan Ethanol en Benzine een gedeeltelijk reageren met andere stoffen waardoor er meerdere restproducten gevormd kunnen worden onder invloed van:

- additieven in de benzine
- additieven in de olie
- restproducten van externe aard
- gedeeltelijke oxidatie met zuurstof

Dit kunnen toegevoegde zouten en basen zijn die als restproduct (zeer) sterke zuren kunnen vormen.


De veelheid en complexiteit van de hedendaagse bio/flex-fuel motor vraagt om een geavanceerde olie. Juist deze complexiteit vraagt een multi-disciplinaire olie die tot zo'n beetje alles in staat moet zijn onder de meest uiteenlopende omstandigheden. Dit is niet altijd mogelijk dus is soms een "het midden van twee kwaden" het maximaal haalbare.


De figuur hieronder geeft een overzicht en vergelijking tussen de GF-4 en de GF-5 normering.

Verdikking door Oxidatie
Een geoxideerde olie krijgt een hogere viscositeit en kan daardoor slecht rond gepompt worden. Dit kan leiden tot: - Oververhitting door inefficiente koeling - Slechte smering - Brandstofverbruik (door weerstand) Additieven proberen dit effect tegen te gaan.

conclusie tov GF-4 = gelijk

Smerende eigenschappen
Olie haalt zijn verhoogde smerende eigenschappen uit de Zink en Fosfor toevoegingen. De percentages zijn gelijk gebleven in vergelijking tot GF-4


conclusie tov GF-4 = gelijk

Bescherming van het Emissie Systeem
Het gaat hier concreet om de toevoeging van Zinc(Zn). Deze is tov GF4 gelijk, maar de olie heeft een extra additief die er voor zorgt dat het Zink bestanddeel daadwerkelijk in de olie blijft en niet vie het uitlaatsysteem de motor verlaat.
Het additief heeft de volgende voordelen:
- Bescherming voor Catalysatoren
- Bescherming tegen het indikken van de olie als gevolg van Koper- en Looddeeltjes
- Bestendiging van de smerende eigenschappen van Zink

conclusie tov GF-4 = veel beter

Afdichtende Eigenschappen
De olie heeft extra additieven gekregen die bescherming bieden tegen de meeste moderne elastomeren die ik seals en pakkingen worden gebruikt.

conclusie tov GF-4 = beter

Zuinig Brandstofverbruik
Er wordt, in tegenstelling tot het verleden, gekeken naar het brandstofverbruik met zowel verse-, als met oude olie. (Het is bekend dat de auto minder zuinig rijdt op oude olie). Ook is de methode van testen veranderd en toegespitst op een voorgeschreven brandstofverbruik van 35km/gal (=1:10.8) bij de testmotor (GM V6 3.6) in 2020.

conclusie tov GF-4 = veel beter

Roestbescherming door E85
Voor het eerst zijn er additieven toegevoegd die de roestvorming bij het gebruik van elke ethanol houdende (bio/flex)brandstof (t/m E85), moeten tegengaan. Naast roestvorming heeft gomvorming een zeer nadelig effect op de prestaties van de motor

conclusie tov GF-4 = beter

Stabiliseren van E85
Zoals boven beschreven zijn de bijproducten van een onvolledige verbranding Water en Zuren. Deze hebben een zeer corrosieve invloed op de verschillende onderdelen en dienen geneutraliseerd te worden. Daarnaast is het belangrijk dat de hygroscopische werking van de Ethanol geen fase scheiding van het mengsel opwekt. De toegevoegde additieven helpen dit te onderdrukken.

conclusie tov GF-4 = veel beter

5W-XX Volatiliteit (Olie Verbruik)
Het olieverbruik is direct gerelateerd aan de basis olie en NIET de additieven. Een juiste basis olie is het (vanzelfsprekende) uitgangspunt hierin. Ander factoren die het olieverbruik beinvloeden zijn:
- Leeftijd van de motor
- Ontwerp
- Onderhoud

conclusie tov GF-4 = gelijk

Bescherming tegen Sludge vorming
Ook sludgevorming heeft een directe invloed op het olieverbuik en de performance van de motor. Er zijn additieven toegevoegd die naast sludgevorming ook het "aankoeken" van de olie moet tegengaan, en oliekanalen en oliefilters moet vrijhouden voor een goede doorstroming. Er is een delicate balans tussen de gebruikte additieven (oplosmiddelen) en het olieverbruik.

conclusie tov GF-4 = veel beter

Tegengaan van aanslag op de Zuiger
Opgebouwde verontreiniging in de verbrandingskamer, en in het bijzonder op de zuiger, is in meerdere opzichten nadelig: - Het kan het Turbo systeem verontreinigen - Compressieverlies als gevolg van vastzittende zuigerveren - Slechte emissie eigenschappen - Gevaar op pre-ignition - Oplopen van de zuigertemperatuur door inefficiente koeling
Het gebruikte additief houdt de componenten (en olie) schoner, maar heeft een negatieve invloed of de smerende eigenschappen van de basis olie.
conclusie tov GF-4 = veel beter

Bescherming van Turbo systemen
De extra additieven geven een betere bescherming tegen ongewenste koolaanslag in de turbo, en het schoepenwiellager maar verminderen de smerende eigenschappen.

conclusie tov GF-4 = veel beter

OLIE (3) - Classificaties

Olie (3) - Classificaties

Deze keer gaan we wat verder in op de verschillende classificaties van motor olie.

Zoals eerder gezegd heeft olie als primaire functie het smeren van alle bewegende delen met als doel:
- Minimaliseren van wrijving en slijtage
- Koeling (afvoeren van warmte)
- Beperking van corrosie en vervuiling
- (helpen) Sealen van zuigerveren

Motorolie wordt op de volgende genormaliseerde eigenschappen getest, die worden vastgelegd in de volgende classificaties:
- Viscositeit (vastgelegd in ASTM D-2270)
- Afschuif Stabiliteit (vastgelegd in ASTM D-6278)
- Viscositeit en Afschuif Stabilitei bij hoge temperaturen (vastgelegd in HT/HS ASTM D-5481)
- Zink concentratie (ppm, ZDP, ICP waarde)
- Slijtvastheid (vastgelegd in ASTM D-4172)
- Gear Performance (vastgelegd in FZG ASTM D-5182)
- Oxidatie Stabiliteit (vastgelegd in ASTM D-4742)
- Volatiliteit/Vluchtigheid (vastgelegd in ASTM D-5800)
- Vermogen tot Neutraliseren van Zuren (vastgelegd in ASTM D-2896)
- Schuimfactor (vastgelegd in ASTM D-892)
- Roestbestendigheid (vastgelegd in ASTM D-1748)
- Geschiktheid voor een "natte" koppeling (vastgelegd in JASO T 904-98)


Viscositeit (vastgelegd in ASTM D-2270)
Viscositeit is de mate van vloeibaarheid gemeten bij een temperatuur van 40C en 100C. Hoe minder deze varieert hoe beter. De viscositeit wordt vermeld met de ondergrens bij 40C, bijvoorbeeld: 15W50, en de bovengrens bij 100C, 15W50.

Viscositeit Afschuif Stabiliteit (vastgelegd in ASTM D-6278)
Viscositeit veranderd niet alleen onder invloed van temperatuur maar ook van druk. Hoe dichter de gemeten viscositeit ligt bij de initiele viscositeit hoe stabieler de olie.
VAS wordt aangegeven als een factor, gewoonlijk tussen 9 en 22.

Viscositeit en Afschuif Stabiliteit bij hoge temperaturen (vastgelegd in HT/HS ASTM D-5481)
Een vergelijkbare test als hierboven maar dan onder hoge temperaturen.
Deze eigenschap wordt aangegeven in cetipoise, gewoonlijk een waarde tussen 3 en 7.

Zink concentratie (ppm, ZDP, ICP waarde)
Hoewel de viscositeit erg belangrijk is als bescherming wordt er zink toegevoegd om voldoende bescherming te bieden zelfs als de olie door de Afschuif Stabiliteit heen is. ZDP is een verzamelnaam voor toegevoegde zinkbestanddelen van verschillende kwaliteit en functionaliteit. Door de bank genomen biedt een hogere ZDP waarde meer bescherming dan een lagere waarde.
ZDP wordt aangegeven in ppm (parts per million).

Slijtvastheid (vastgelegd in ASTM D-4172)
Deze mate van bescherming aan die de olie geeft bij een direct metallisch contact tussen bewegende delen.
Slijtvastheid wordt aangegeven in de diameter van het slijtspoor in mm's.

Gear Performance (vastgelegd in FZG ASTM D-5182)
Hier wordt het smerende vermogen bepaald van de olie in een versnellingsbak (tandwielen) gedurende 13 tests waarna de slijtage in mm's wordt gemeten.

Oxidatie Stabiliteit (vastgelegd in ASTM D-4742)
Naast hitte wordt olie afgebroken (oxidatie) door Benzine; Metaal catalisatoren zoals ijzer, lood en koper; Water; en Zuurstof.
De mate van stabiliteit wordt aangegeven in het aantal minuten (tussen 0-600) tot volledige oxidatie.

Volatiliteit/Vluchtigheid (vastgelegd in ASTM D-5800)
Als olie warm/heet wordt is er sprake van een zeker mate van verdamping. De olie wordt gedurende 60 minuten verwarmt tot 250C.
De volatiliteit wordt aangegeven in het percentage verlies.

Vermogen tot Neutraliseren van Zuren (vastgelegd in ASTM D-2896)
Dit wordt geregeld door het additief Alkaline. Hoe hoger de restwaarde Alkaline in de olie hoe beter de olie nog bestand is tegen zuren. Dit wordt het TBN (Total base Number) genoemd en ligt tegenwoordig tussen de 6 en 12. Hoe hoger het nummer hoe beter.

Schuimfactor (vastgelegd in ASTM D-892)
Vooral bij hogere toeren is er vaak sprake van schuimvorming (opkloppen van de olie). Dit kan een verlies in oliedruk geven en smering negatief beinvloeden. De mate van schuimvorming wordt aangegeven in mililiter volume.

Roestbestendigheid (vastgelegd in ASTM D-1748)
Deze test bestaat uit het onderdompelen van stukjes metaal en deze gedurende 24 uur in een kamer met hoge luchtvochtigheid te laten liggen. De hoeveelheid roestplekjes bepaald de mate van roestbestendigheid. Gewoonlijk liggen de waardes tussen 0 en 10.

Geschiktheid voor een "natte" koppeling (vastgelegd in JASO T 904-98)
De gemeten invloed van de additieven op de wrijvingsweerstand van de koppeling.


CLASSIFICATIES
I - Viscositeit = SAE

II - Operating requirements = API (American Petroleum Institute)

Het API Classificatiesysteem bestaat uit twee subgroepen: S (Benzine en LPG) en C (Diesel S-groep.
De S-groep classificeert de olie-eigenschappen die van belang zijn bij Benzine en Propaan (LPG)motoren.

Er zijn tot heden 8 S-classificaties:
SA - geen additieven
SB - geen additieven
SC - 1964-1967
SD - 1968-1970
SE - 1971-1979
SF - 1980-1989
SG - 1990-1993
SH - 1994-1996
SJ - 1996-2001
SL - 2002-2003
SM - 2004-2010
SN - 2010-onwards

SN --> (Introduced in October 2010 for 2011 and older vehicles, designed to provide improved high temperature deposit protection for pistons, more stringent sludge control, and seal compatibility. API SN with Resource Conserving matches ILSAC GF-5 by combining API SN performance with improved fuel economy, turbocharger protection, emission control system compatibility, and protection of engines operating on ethanol-containing fuels up to E85.)

Voor turbo applicaties werd voor de introductie van SN een CF-4 diesel olie aangeraden.

III - ILSAC (International Lubricant Stadardization and Approval Committee)

De ILSAC is een gezamenlijk initiatief van de AAMA (American Automobile Manufacturers Association) en de JAMA (Japan Automobile Manufacturers Association).

ILSAC GF-2 komt overeen met de API classificaties SJ, en GF-3 vanaf SL.

ETHANOL, LET OP!!

Het Probleem is niet de Motor, maar de Brandstof (E10, E15, E85)

Veel van de hedendaagse brandstoffen bevatten tot wel 10% Ethanol (E10). Dit kan een probleem geven bij de oudere motoren die niet zijn ontwikkeld om deze brandstof te gebruiken. Het probleem wordt hoofdzakelijk veroorzaakt door het relatief hoge percentage O2 (zuurstof). De zuurstof breekt de benzine (een organische vloeistof) in relatief korte tijd af.

Tijdens het afbreken van de benzine ontstaat er een plakkerig, gom-achtig, stroperig residu die het brandstofsysteem kan verstoppen. Deze afbraak kan zich al tussen 60-90 dagen voordoen. Met andere woorden: E85 is zeer beperkt houdbaar!

Ethanol houdende brandstoffen zijn zeer corrosief voor plastic en rubber delen van het brandstofsysteem en kunnen bij oudere motoren (Klassiek/Historisch) voor veel problemen zorgen. Denk bijvoorbeeld aan pakkingen, leidingen, membranen, injectoren, vlotters, sproeiers et cetera.

Ethanol is hygroscopisch (trekt water aan). Dit versterkt het toch al hoge corrosieve karakter van Ethanol. Als Ethanol een bepaalde hoeveelheid water heeft opgenomen zal er een fase scheiding optreden. Dit betekent dat de ethanol zich van de benzine zal scheiden. Omdat Ethanol zwaarder is dan benzine zal het zich onder in de brandstof tank verzamelen. Vanwege de hoge (bijna 100%) concentratie van Ethanol zal het een verwoestend effect op het brandstofsysteem hebben. Zo zeer zelfs dat wanneer de motor gestart wordt deze in korte tijd volledig stuk draait als deze niet een volledig aangespast brandstofsysteem heeft.
De schade ontstaat voornamelijk omdat de motor op pure Ethanol veel heter wordt, hogere toeren wil draaien en geen smering meer heeft. Een niet te repareren schade kan zich al binnen enkele minuten voordoen!


LET OP: Een theelepel water op een liter E85 is genoeg om de fase scheiding te beginnen.

Een zeer belangrijk extra nadeel is dat het octaangetal dramatisch zakt als de ethanol zich heeft gescheiden van de benzine en is vermengd met het water.

Als de motor een langere tijd heeft stilgestaan, zoals bijvoorbeeld een historische of klassieke wagen tijdens de winter, kan door de afbraak van de benzine in de E85 een plakkerige gomachtige substantie de carburateur (of injectiesysteem) zeer slecht doen lopen. Het gevolg kan een onvolledige verbranding zijn, vastgeplakte zuigerveren, spoelen(lekken) van brandstof via de boring in het oliesysteem en de smering van lagers blokkeren....

De meest voorkomende problemen door gebruik van Ethanol houdende brandstoffen, waaronder E85, zijn:

- Ethanol is een oplosmiddel voor plastic, rubber en zelfs aluminium. Gevolg: Een zwarte drab die olie- en brandstoffilters zal verstoppen.

- Ethanol droogt materialen zoals, plastic, rubber uit. De meeste oudere moteren zijn NIET geschikt voor Ethanol.

- Ethanol is een schoonmaakmiddel en kan aangekoekt vuil uit bijvoorbeeld een kleppendeksel of carterpan, losweken en in het systeem brengen met alle nadelige gevolgen van dien.

- Ethanol is Hygroscopisch waardoor de kans op een fase scheiding zeer groot is.

- Ethanol heeft een hogere verbrandingstemperatuur dan benzine die zeer schadelijk kan zijn voor zuigers, veren et cetera.

- Ethanol kan NIET gebruikt worden in een brandstof tank die MTBE of ETBE bevat.

WAT KAN IK TANKEN????
In het overzicht hieronder, dat ik heb overgenomen uit "Sustainable Biofuels", staat globaal beschreven welke brandstoffen er zonder grote risico's gebruikt kunnen worden in Historische en Klassieke motoren.

Lagers - Slijtage oorzaken

WANNEER EEN GOED LAGER HET BEGEEFT
(Er zijn tientallen reden op te noemen de de oorzaak kunnen zijn van het voortijdige falen van een Lager. Gelukkig is er altijd een zichtbare schade en kan dus de oorzaak gevonden worden)

De tweeledige functie van een lager is het reduceren van de wrijving tussen het roterende deel (de krukas) en het stationaire deel van de motor (de hoofdlagerkappen en het blok), en het ondersteunen/geleiden van de krukas. Vanwege de hoge dynamische druk die gegenereerd wordt tijdens het verbrandingsproces krijgen de lagers behoorlijk wat te verduren en moeten ze dus extreem sterk en bedrijfszeker zijn.

Het principe achter het verminderen van wrijvingsweerstand is dat twee verschillende materialen minder weerstand hebben dan dat twee gelijke materialen. Daarom zal een legering beter functioneren op een stalen krukas dan bijvoorbeeld een gietijzer- of stalen lager. Uiteraard is dit nog lang niet genoeg en wordt er extra olie gebruikt. Een extra functie van het lager is om deze oliefilm te vormen en te behouden.

Onder ideale omstandigheden zal deze set-up goed en blijvend werken, echter, als een lager stuk gaat hoeft dat niet aan het lager zelf te liggen. Er zijn immers vele oorzaken en omstandigheden die niet direct voor de hand liggen.

Tip: Maak na demontage de motor (of het onderdeel) NIET schoon. Om succesvol te achterhalen wat de oorzaak is geweest is het cruciaal om AL het bewijsmateriaal te kunnen bekijken.

MOGELIJKE OORZAKEN

Vuil en Vervuiling
Zowel vuil, stof, slijpsel of welke andere verontreiniging dan ook, kunnen het lager oppervlak beschadigen. Als het smeersysteem de oorzaak is, dan zullen er cilindrische krassen op het lager te zien zijn. Grotere deeltjes zijn dan vaak ingebed in het lager. Zorg er daarom voor dat het smeringssyteem altijd schoon, en doorgespoeld, is.
Een andere oorzaak kan onvoldoende gereinigde onderdelen zijn. Wanneer er ijvoorbeeld vuil tussen het lager en de hoofdlager kap zit zal dit extra slijtage op het loopvlak tot gevolg hebben.

Onvoldoende Smering
Als de smering volledig wegvalt dan zal het lager het als eerste, en de complete motor als tweede, zeer snel begeven. Voor zover iets dat u allemaal al wist. Minder bekend is dat bij onvoldoende smering het lager niet meer in staat is om de gewenste oliefilm te creeeren en in stand te houden. Vaak begint dit met een lager en spreid zich vervolgens uit naar meerdere lagers.
Een lager dat is bezweken door te weinig olie ziet er over het algemeen wat glimmend uit met hier en daar wat "vegen" van gesmolten lager materiaal.
Op zich kan een onvoldoende smering weer meerdere oorzaken hebben zoals onder andere: Geblokkeerde oliekanalen, slecht functionerende oliepomp, verkeerde keuze van het lager materiaal, doorgeslagen oilie-seals, brandstof verontreiniging in de olie (verschralen) en schuimvorming. Schuimvorming doet zich met name voor als het carter met TE VEEL olie is gevuld.

Foutieve Montage
Een voor de hand liggende, maar vaak voorkomende, reden is dat een lager verkeerd gemonteerd is. Dit kan voorkomen wanneer een lager met een oliegaatje is gemonteerd daar waar geen oliegaatje nodig is (en vice versa). Het gevolg is dat het lager helemaal geen smering krijgt.
Het zelfde geldt hier voor gemonteerde (drijfstang)lagerkappen. Let er altijd op dat de juiste kap op de bijbehorende drijfstang is gemonteerd en controleer of ze ook goed om zit. Een achterstevoren gemonteerde kap kan zowel TE VEEL, als TE WEINIG lagerspekling tot gevolg hebben. In beide gevallen zal er geen of onvoldoende oliefilm aanwezig zijn.

Mechanische Problemen
Een onronde housing bore van het lager zal er toe leiden dat het lager vroeger of later de onrondheid zal overnemen. Dit kan een verminderde speling, en een direct metallisch contact, tot gevolg hebben. Excessieve slijtage is hiervan het vanzelfsprekende gevolg. Ook kan het een onbalans/trilling veroorzaken die de smering nadelig zal beinvloeden.
De onrondheid van de krukastappen kan ook zijn oorsprong hebben gehad doordat een slechte/verkeerde slijpsteen is gebruikt. Een onrond en/of onrecht slijppatroon zal een goede smering bemoeilijken, zo niet onmogelijk maken. Hiernaast zal door deze onrond/onrecht-heid de krachten op een onvoordelige manier verspreid worden over het lageroppervlak. Zo zullen sommige gedeelten overbelast worden en andere gedeeltes niet eens gebruikt.
Let ook op dat de kruktapradius voldoende vrijloop heeft op het lager.

De krukas kan verkeerd uitgelijnd in het blok liggen (lijnhonen), krom zijn, met niet passende lagerkappen et cetera.

Crush
Crush is niets anders dan de naar buiten gerichte kracht die het lager tegen het lagerhuis uitoefend. Deze crush wordt veroorzaakt door de mate waarin het lager boven de deling van het lagerhuis uitsteekt op het moment dat de kap nog niet gemonteerd is. Deze crush houdt het lager op zijn plaats, niet de nokjes in het lager. Crush heeft 2 functies: de eerste is om het lager op zijn plaats te houden, en de tweede, omstabiliteit te geven aan het lager door een efficiente (af)geleiding van (wrijvings)warmte.
Bij een juiste hoeveelheid crush zal het lager perfect rond in het huis liggen. Is er daarentegen te veel crush dan zal het lager over de deling naar binnen kantelen. Dit wordt "Side Pinch" genoemd.

Side pinch kan een gevolg zijn van het proberen om olieverbruik terug te dringen door de lagerkap af te vijlen/frezen, of door een te hoog aanhaalmoment op de bouten/studs.
Onvoldoende crush zorgt voor een instabiel lager dat te los in het lagerhuis zit. Door te weinig contact met het lagerhuis kan het lager zijn warmte niet afvoeren en zal uiteindelijk bezwijken door oververhitting.

Darton MID Sleeves

MID Sleeves (Modular Integrated Deck)

Veel OEM gietijzeren en aluminium cilinderblokken geven onvoldoende stabiliteit aan de cilinders. Doordat de productie zo kosten-efficient moet gebeuren wordt veel gebruik gemaakt van "ingegoten" cilinders. Dit principe volstaat bij normaal gebruik maar kan bij een getunede motor (hoge boost, nitrous, grote boring etc.) problemen geven.
Door de standaard cilinders te vervangen door MID sleeves van Darton kan dit probleem geelimineerd worden. De MID sleeves geven door hun semi-siamees ontwerp als het ware een "solid-deck" en bieden dus veel meer sterkte en stabiliteit.
Bij het ontwerp is rekening gehouden met de koeling. De gaten rond de sleeves beinvloeden de waterstroom en geven een betere koeling daar waar dat het meest nodig is, de bovenkant van de cilinder. Dit gepatenteerde proces heet "Swirl Coolant Technology™". De hitte wordt ook snel en efficient weggeleid door de "Registered Fins". Dit principe is gebaseerd op het feit dat een groter oppervlak meer hitte afgeeft. Vanwege de specifieke eigenschappen van elke motor is de uitvoering van dit principe bij elke motor weer anders (aangepast naar ideale omstandigheden). Juist de afvoer van hitte is van groot belang omdat het een van de belangrijkste redenen voor detonatie is.

Bij hoge toeren motoren is de airflow/verbranding over het algemeen zeer goed. Echter, bij een misfire of onvolledige verbranding kan de temperatuur in de cilinder tot zeer hoog oplopen (met alle detonatie gerelateerde gevolgen van dien). Het unieke ontwerp van de MID sleeves kan deze extreme temperaturen veel beter absorberen dan het conventionele ontwerp. Als belangrijkste reden geldt dat de standaard sleeves zijn gemonteerd in het aluminium. De verschillende thermische eigenschappen van deze twee materialen kan nadelige gevolgen hebben op de warmte geleiding (afleiding) die op zijn beurt een nog inefficientere verbranding kan bevorderen.

Zelfs in de "Wet Sleeve" ontwerpen uit het verleden heeft het koelwater onvoldoende flow om de warmte voldoende te kunnen afvoeren. De cilinders zijn ontworpen op basis van productie argumenten en zelden op basis van effectiviteit. De MID Sleeves hebben maar een doel: Efficiency (warmte-afvoer, stabiliteit).
Als extra voordeel zijn de MID sleeves gecoat met een Phosphate coating. Deze coating geeft een superieure bescherming tegen corrosie. Hierdoor blijven de thermische eigenschappen van het materiaal behouden en zal door een efficiente warmte-afgifte het ontstaan van hot-spots worden tegengegaan en kan er meer vermogen gegenereerd worden.

De MID Sleeves zijn beschikbaar voor veel 4, 6 en 8-cilinder motoren in uiteenlopende boormaten.

De voordelen van MID Sleeves zijn:

- Gietijzeren sterkte in een aluminium block
- Verbeterde stabiliteit en interne sterkte
- Verbeterde koeling
- Mogelijkheid tot het verhogen van het vermogen
- Mogelijkheid tot het gebruiken van hoge boost
- Verbeterde oliehuishouding door interne stabiliteit
- Verbeterde zuigerveer afdichting door stabiliteit
- Beschikbaar voor Street en Strip applicaties
- Bulletproof design
- 130,000psi materiaal sterkte (tensile strength)

Valve Stem Seals - Materialen

Klepseals zijn van groot belang bij het zowel het smeren van de klepstelen, als het oliegebruik. Als een klepseal niet goed gemonteerd is kan dit tot gevolg hebben dat de klep of niet genoeg, of veel te veel olie krijgt. In beide gevallen is er een probleem.

De hoge temperaturen waarin het klepseal moet functioneren heeft een direct gevolg op de levensduur van het seal. Een Nitrile seal kan bijvoorbeeld op den duur bros worden en breken. Uiteraard zijn er vele verschillende uitvoeringen, elk met zijn specifieke voor- en nadelen.

MATERIALEN
Het materiaal dat gekozen wordt is afhankelijk van het ontwerp en de toepassing van het seal. Zo zijn er seals van Nitrile, Fluoelastomeer (Viton), Silicone, Nylon en Teflon.

NITRILE
Nitrile is het geodkoopste materiaal en wordt al jaren gebruikt in de zogenaamde "umbrella" stijl klepseals. Dit type seal voldoet prima in de oudere typen motoren. De werktemperatuur van Nitrile is van -40C to 120C en kan gedurende een korte periode teperaturen tot 150C weerstaan. Deze temperatuurrange is prima voor gebruik als inlaatseal maar is minder geschikt als uitlaatseal.

POLYACRYLATE
Polyacrylate heeft een werktemperatuur van -34C tot 180C en is ongeveer twee keer zo duur. Polyacrylate is een goed materiaal voor gebruik als "umbrella" seal.Het wordt ook wel gebruikt voor "positive" seals.

NYLON
Nylon gaat weer een stapje verder. Nylon is een hard materiaal en is goed bestand tegen olie maar kan smelten bij hoge temperaturen. De temperatuurrange is van 0-40C tot 150C.

SILICONEN
een seal van siliconen is van nog hogere kwaliteit en kan, afhankelijk van het materiaal, temperaturen aan van gemiddeld -50C tot 205C. Sommige uitvoeringen zijn geschikt voor piektemperaturen die kunnen oplopen tot wel 260C. Een siliconen is zeer goed bestand tegen hoge temperaturen maar kosten wel ongeveer 4 a 5 keer zoveel als Nitrile.

FLUORELASTOMEREN
Sinds de 80-er jaren zijn er seals ontwikkeld van fluorelastomeren (FKM en Viton). Door de goede materiaaleigenschappen (tot 230C) zijn deze seals een van de beste. Dit type seal kost ongeveer 12 keer zoveel als Nitrile.

VITON
Een Viton seal is net zo flexibel als Nitrile. Het voordeel is dat dit type seal lang blijft functioneren ook wanneer er enige slijtage aan de klepgeleider optreedt. Viton is zeer duurzaam en verdient de aanbeveling als een langdurige werking vereist is.

TEFLON
Verreweg de hoogste kwaliteit klepseal die een temperatuur van 315C kan weerstaan. Net als Nylon is Teflon een hard materiaal. De prijs van een teflon seal is ongeveer 20-25 keer de prijs van Nitrile.


SEAL DESIGNS

1 - O-RING
De O-ring helpt de olie flow op de klepsteel te beperken en kan het best gebruikt worden in combinatie met een Umbrella seal.

2 - RUBBER UMBRELLA
Wordt vaak gebruik in de wat oudere motoren met een krappe klepspeling

3 - NYLON UMBRELLA
Wordt vaak gebruik in de wat oudere motoren met een krappe klepspeling

4 - POSITIVE
Zit gemonteerd op de klepgeleider. Groeven in de seal controleren de olie naar de klepsteel. Een ring-,band- of veer houdt het seal onder spanning

5 - METAL JACKET
Een seal dat af fabriek vaak wordt gebruikt. Het seal heeft goede olie controlerende eigenschappen en is zeer slijtvast.

6 - TEFLON AND RUBBER
Bijzonder geschikt voor hoge temperaturen en kan door het rubber op veel verschillende maten geleiders worden gemonteerd

Bouten en Studs (Aanhaalmoment)

Bouten en Studs


De primaire functie van bouten, moeren en tapeinden is om de verschillende componenten met elkaar te verbinden.
Een bijkomende functie, bijvoorbeeld bij koppakkingen, is om de pakking zodanig te klemmen dat het de vrijkomende druk van de verbrandingsslag kan weerstaan. Een goed inzicht in het gebruik is van cruciaal belang in het functioneren van de motor en om problemen tot een minimum te beperken.

Bouten en studs worden onderverdeeld in twee categorien, Kritisch en Niet-Kritisch.
Drijfstangbouten, Hoofdlagerbouten/studs en Kopbouten/studs zijn een goed voorbeeld van de Kritische categorie. Deze categorie bouten/studs heeft altijd een aanhaalmoment. Oliepan-, timing cover- en klepdekselbouten zijn dus Niet-Kritisch omdat ze geen aanhaalmoment hebben.

REK
Bouten en studs zijn elastisch. Wanneer een bout/stud wordt aangehaald wordt deze als het ware opgerekt. Het materiaal, de diameter en het moment bepalen de mate van rek, en dus de klemspanning.

In het geval van de cilinderkop moet de klemspaning dus groter zijn dan de druk van de verbrandingsslag. Als vuistregel geldt dat de klemspanning van de cilinderkoppakking 3 keer de interne druk is.

Voorbeeld: Een interne verbandingsdruk van 1,400psi (95.2baR) in V8 met een boring van 4.250" (107.95mm) drukt met een kracht van 19,861 lbs (9,016 kg) tegen de cilinderkop. Dit betekent dat er per cilinder een opwaartse kracht van 59,583 lbs (=3 x 19,861 lbs) overwonnen moet worden. Met een 5-bouts gatenpatroon betekent dat 11,917 lbs per bout/stud.

Omwille van de duidelijkheid zijn er in dit voorbeeld een aantal factoren weggelaten zoals: Materiaal, cilinderkop-type (Al, GGY etc) en de gebruikt soort koppakking (organisch, MLS etc).

VLOEIGRENS
Elke bout/stud heeft een vloeigrens. Als een bout wordt aangehaald met een kracht die lager is dan de vloeigrens zal de bout/stud weer terugkeren naar zijn oorspronkelijke lengte.
Wordt de bout aangehaald met een kracht die groter is dan de vloeigrens dan zal de bout/stud permanent vervormen en niet meer terugkeren naar zijn oorspronkelijke vorm. De bout/stud zal zijn klemkracht nog behouden maar kan na demontage niet meer gebruikt worden (rekbouten).

MONTAGE
Er zijn verschillende manieren om een bout/stud te monteren:
1 - Trial and Error
Dit betekent zoveel als: "aanhalen op gevoel". Niet erg wetenschappelijk en al helemaal niet betrouwbaar.
2 - Momentsleutel
Een behoorlijke verbetering maar niet optimaal. Vergeet niet dat meer dan 90% van het aanhaalmoment nodig is om de frictie te overwinnen en de bout/stud te draaien. De overige 10% rekt de bout/stud op tot de voorgeschreven lengte. Een goed geoliede en schone bout/stud heeft een 90/10 ratio. Als de bout/stud beschadigd is (draad/kop/aanlegvlak) dan is deze verhouding veel minder 92/8 of misschien nog wel minder.

Denk hier dus aan tijdens montage. Gebruik ook altijd schone onbeschidigde bouten om de verschillen in klemkracht tot een minimum te beperken. Verschillen in klemkracht kunnen de boring vervormen en/of koppakkingen ongelijkmatig klemmen (met alle nadelige gevolgen van dien).

Tenzij anders staat aangegeven wordt aangenomen dat allen bouten/studs worden gemonteerd met 30W motorolie. Als de bouten in direct contact staan met water dan zorgt de voorgeschreven thread-sealer voor de benodigde smering.
Maak ook, indien mogelijk, gebruik van geharde ringen. Deze zijn niet ter bescherimg van de cilinderkop maar geven een uniforme ondergrond aan de bout/stud zodat de klemspanning over alle bouten gelijk is.

METHODE 1 - "AANHALEN-TOT-VLOEIGRENS"
Zo in het midden van de jaren 80 ontstond er een nieuwe manier om bouten/studs aan te halen. Dit was gebaseerd op het principe: "Hoe meer je een bout/stud aandraait, hoe hoger de klemkracht". Uiteraard tot net VOOR de vloeigrens.
Nu kan er ook gewoon gekozen worden voor een dikkere bout/stud om meer klemkracht te krijgen maar zo eenvoudig is het niet.
Een dikkere bout/stud heeft minder rek nodig om tot een hogere klemkracht te komen. Dit betekent dat als de rek afneemt er procentueel meer klemkracht verloren gaat.

Voorbeeld:

een 7/16" bout met een rek van .070" is gelijk aan 11,900 lbs. klemkracht;
een 9/16" bout met een rek van .030" is gelijk aan 11,900 lbs. klemkracht;
Een organische pakking met een gemonteerde dikte van .045" verliest tijdens gebruik 25% van zijn oorspronkelijke dikte (= .011")

Gevolg:
De 7/16" bout verliest 1/7 van zijn klemkracht tot 10,200 lbs
De 9/16" bout verliest 1/3 van zijn klemkracht tot 7,933 lbs

Zoals blijkt is het risico bij de 9/16" bout veel groter dan de 7/16 bout. Hieruit volgt dat hoe groter de rek hoe minder het procentuele verlies aan klemkracht.

Als de bout wordt aangehaald met een kracht die te dicht bij de vloeigrens ligt, in combinatie met een pakking die niet inzakt (MLS), kan het volgende probleem zich voordoen.
Bij een gemiddelde gebruikstemperatuur van 250F (121C) zal de bout nog eens .005" verder rekken. Dit betekent dat de totale klemkracht niet net voor, maar over de vloeigrens gaat. Dit gebeurt elke keer als de motor op gebruikstemperatuur komt. Dit veroorzaakt het het uitharden van de bout en leidt uiteindelijk tot een voortijdige breuk.

METHODE 2 - "AANHALEN-OP-TORQUE-HOEK"
Het is duidelijk dat wanneer we een bout willen aanhalen tot net voor de vloeigrens er een betere methode moet komen dan het meten van de "weerstand-tot-draaien".
In het Engels heet deze methode: "Torque Turn to Tighten", ofwel TTT. Met deze methode worden de bouten met een relatief laag aanhaalmoment vastgezet zodat een gelijke uitgangspositie voor het definitief aanhalen ontstaat. Hierna wordt de bout aangehaald volgens de opgegeven hoek. Op deze manier worden alle variabelen (draad, materiaal, frictie etc.) uitgesloten en is de rek zeer nauwkeurig en gelijk.

Water/Methanol Injectie

De Voordelen van Water/Methanol-injectie


Het injecteren van water/methanol is niet nieuw, en wordt net als N2O en Superchargers al sinds WOII gebruikt. Tegenwoordig vindt deze vermogensverhoger steeds meer aftrek.

Er zijn een aantal bedrijven die kant en klare systemen leveren voor zowel gezogen, als supercharged motoren. Het systeem injecteert een mengsel van 50/50 methanol en water door middel van een high-pressure pomp in de verbrandingskamer. Dit geeft de mogelijkheid tot het vervroegen van de ontsteking, hogere boost, verlaging van de temperatuur (inlaat) en heeft bovendien een octaan verhogend vermogen. Dit alles zonder een verhoogde kans op detonatie.

Hoe werkt het?
Het geheim ligt in de samenstelling. Methanol heeft een hoog octaan getal en is goed bestand tegen detonatie. Bovendien absorbeert het de warmte (verdampingstemperatuur). Het water neemt ook warmte weg waardoor een koeler en dichter brandstofmengsel ontstaat.

Wat zijn de voordelen?

1- Meer vermogen
Zoals gezegd zorgt het hogere octaangetal en het koelend effect voor een dichter mengsel en meer vermogen. Ook kan de timing aangepast worden zonder dat de kans op detonatie toeneemt.
2- Minder kans op detonatie
De lagere temperatuur van het brandstofmengsel heeft een detopnatieverlagend effect.
3- Lage instapkosten
Een basis water/methanol systeem is te koop vanaf E 300
4- Kostprijs
Een water/methanol systeem is in het gebruik veel goedkoper dan racebenzine (als het slechts om het octaanverhogend effect gaat)
5- Reinigend vermogen
In sommige gevallen blijft de verbrandingskamer (en kleppen etc) schoner door het "stoomclean" effect van het water/methanol/brandstogmengsel.

Waarom wordt methanol gebruikt?
Methanol heeft een hoog octaangetal en is zeer goed bestand tegen detonatie. De verdampingstemperatuur maakt methanol ook zeer geschikt om het brandstofmengsel te koelen (inlaat). Dit betekent een compacter mengsel en dus meer vermogen. Door deze karakteristieken is methanol beter geschikt dan ethanol en/of iso-propanol.

Hoeveel vermogenswinst kan ik verwachten?
Afhankelijk van het systeem (en motor set-up), kan de ontstekingstiming tot wel 10graden extra vervroegd worden. Ook is het mogelijk om de boost tot wel 5psi te verhogen. Deze twee samen kunnen in een geblazen motor een vermogenswinst van wel 20% opleveren. Gezogen motoren zien een vermogenswinst van 5-10%

Welke water/methanol verhouding kan ik het best gebruiken?
Een verhouding van 50/50 werkt in de meeste gevallen het beste. Uiteraard kunnen andere verhoudingen ook zeer goede koelende resultaten geven. De 50/50 verhouding heeft een zeer goed koelend vermogen, is goed bestand tegen detonatie, en is veilig. We noemen veilig omdat wanneer er meer methanol wordt gebruikt dit een brandbaar mengsel kan geven. Methanol brandt onzichtbaar en kan daardoor een gevaaar opleveren.

Is een Intercooler noodzakelijk?
Een juiste verhouding water/methanol geeft een voldoende koeling en een goed bescherming tegen detonatie, en kan zonder problemen een boost tot 30psi aan. Water/methanol in combinatie met een intercooler heeft een nog groter voordeel, zeker voor boost levels van 30psi of meer.

Hoe lang gaat een tank mee?
Dit hangt af van het vermogen, het injectiesysteem, afstelling en rijstijl. Gemiddeld is een water/methanol tank van 3 liter voldoende voor een volle tank benzine (50L) bij motoren met een vermogen van tussen de 200 en 500 pk. Sommige hi-tech system houden het vloeistof niveau bij en passen automatisch de boost levels aan.

Bougiekabels, waar moet ik op letten.

Controleren van Bougiekabels

De ontstekingssystem zijn de laatste jaren behoorlijk veranderd. Vroeger was een bobine voor alle bougies voldoende, maar tegenwoordig zien je steeds vaker het COP (Coil On Plug) systeem (1 bobine per bougie/cylinder). Dit systeem eliminieert het gebruik van bougiekabels en alle problemen die daar me samenhangen.

De bougiekabels zijn slechts nodig om het hoge voltage van de bobine naar de bougie te transporteren. Dit voltage kan varieren van 5,000 tot wel 50,000Volt. Valzelfsprekend is dat een heleboel om binnen de kabel te houden.

Bougiekabels zijn niet goed bestand tegen hitte, trilling, veroudering, vocht en beschadiging tijdens montage/demontage.

Als belangrijkste gelden:
1- De kabels kunnen doorbranden en kortsluiting veroorzaken met het dichtstbijzijnde metalen voorwerp (bijvoorbeeld het uitlaatspruitstuk)
2- Loshangende kabels kunnen gaan trillen en door scherpe voorwerpen beschadigt raken. Ook hier is kortsluiting het gevolg.
3- De Koolstof kern zal na jaren van gebruik een steeds hogere weerstand bieden die misfires tot gevolg kan hebben.
4- De rubber kappen kunnen losraken en zodoende een slechte verbinding met de kabel veroorzaken. Ook kan er vochtvorming optreden die kortsluiting kan veroorzaken.
5- Slecht geisoleerde kabels die bovendien langs elkaar lopen kunnen op elkaar "overslaan" en voor een ongecontroleerde verbranding zorgen. Ook het Electro-Magnetisch veld kan een vonk in de naastliggende kabel induceren.


Veel van de tegenwoordige kabelsets maken gebruik van een stalen "SpiralCore" kern. Dit type kern heeft een veel lagere weerstand dan koolstofkabels (ongeveer 1.5k Ohm p/meter voor Spiral Coren en ongeveer 15k Ohm voor Koolstof kabels). Spiral Core kabels maken gebruik van inductie in plaats van weerstand om de RFI (radio Surpressed Interference) te onderdrukken. Het resultaat is een hetere vonk en minder voltage.

Sommige Eurpese merken maken gebruik van een weerstand in de bougiekap om RFI te onderdrukken.

Een ander verschil tussen verschillende bougiekables is de diameter. Vaak zijn deze 7mm, 8mm, 8.8mm, 9mm, 10.4mm en nog dikker. Hier geldt, hoe dikker de kabel hoe beter het isolerend vermogen.

De kabels van een hogere kwaliteit hebben vaak een EPDM (Ethylene Propylene Diene Monomer) mantel rond de stelen kern met daaromheen een siliconen buitenmantel. Het EPDM is goed bestand tegen spanningslekken (= hoog dielectrisch vermogen), en Siliconen is goed bestand tegen hitte en flexibel.
Eventueel kan de kern nog extra beschermt zijn met een fiberglas mantel, en de buitenmantel met EVA (Ethylene Vinyl Acetate).

Koelsystemen

Verwarring over Koelsystemen kan tot problemen leiden




Eerst even een paar feiten:

- Van alle vloeistoffen in een motor wordt aan Antivries/Koelwater het minste aandacht besteed
- Een slecht functionerend koelsysteem is verantwoordelijk voor meer dan 60% van de problemen die ontstaan in de motor en versnellingsbak(converter)
- Van alle problemen onderweg zijn problemen met het koelsysteem de meest voorkomende
- Meer dan 70% van alle voertuigen heeft in enige mate roestvorming(oxidatie) in het koelsysteem
- Meer dan 60% van de problemen met de waterpomp zijn gerelateerd aan het waterpomp seal
- Meer dan 50% van alle motorproblemen zijn een gevolg van een slecht functionerend koelsysteem

In ieder geval geeft dit duidelijk aan hoe belangrijk het koelsysteem is om de motor goed te laten draaien.

Een koelsysteem is een afgesloten circulatie systeem (onder druk) dat tenminste bestaat uit de volgende zes componenten:

1- Antivries/Koelvloeistof
Koelvloeistof heeft het doel om de enorme hitte die ontstaat bij het verbrandingsproces af te voeren en te verlagen tot de ideale motortemperatuur. Dit ligt voor de meeste motoren rond de 200F of 93C. (onder druk stijgt het kookpunt. Dit is de reden waarom vaak een radiatordop van tussen de 13-15psi wordt gemonteerd)

Om de hitte zo efficient mogelijk te absorberen is het gebruik van antivries zeker aan te raden. Antivries is niet slechts om te voorkomen dat de koelvloeistof in de winter bevriest maar ook om het kookpunt onder controle te houden. Antivries brengt niet de bevriezingstemperatuur omlaag van 0C naar -20C maar legt ook het kookpunt hoger (van 100C naar 106C)...

2- Waterpomp
De waterpomp wordt, of mechanisch, of electrisch aangedreven en zorgt voor een goede circulatie van de koelvloeistof door de motor en radiator. In performance motoren worden vaak electrische pompen gebruikt maar dit is slechts omdat mechanisch pompen vermogen gebruiken.

3- Thermostaat
De thermostaat opent en sluit het koelsysteem afhankelijk van de temperatuur van de koelvloeistof. Dit heeft tot gevolg dat de motor zowel bij hoge als lage belasting altijd op een ideale gebruiks temperatuur blijft.

Radiator
De radiator is bijna altijd aan de voorkant van de motor gemonteerd en bestaat uit een buizenstelsel met koelvinnen.
Een goed functionerende radiator heeft tenminste een warmteverschil van 3C tussen de ingaande en uitgaande leiding. Een doorgespoelde radiator hoeft geen garantie voor een goed functionerede radiator te zijn. De koelvinnen kunnen zijn gecorrodeerd waardoor ze minder efficient zijn in het geven van voldoende koeling.

Fan
De koelfan zit direct achter de radiator en heeft als functie om voldoende lucht door de radiator te trekken bij lage rijsnelheden. Ook koelfans kunnen mechanisch of electrisch aangedreven zijn.

Aandrijfriemen en Slangen
Alle koelvloeistof vloeit door de slangen. Het is dus zaak deze slangen goed te onderhouden en te zorgen dat ze niet kunnen beschadigen. Controleer de regelmatig op scheurtjes en lekkage. Ook moet het rubber soepel en veerkrachtig aanvoelen. Is dit niet het geval, vervang ze dan direct.


In tegenstelling tot de klassieke auto's is het tegenwoordig soms een behoorlijke klus om de radiator bij te vullen. Vanwege de aerodynamische vorm van de auto is deze steeds verder weggewerkt op steeds lagere plaatsen. De kans dat er luchbellen ontstaan tijdens het bijvullen zijn dus veel groter.
Net zoals het onluchten van het remsysteem ontkomen we er ook bij het koelsysteem niet aan. Probeer daarom altijd om het systeem af te vullen bij het hoogst mogelijke punt. Dit kan de radiator kap zijn maar ook net zo goed een ander punt.

CONTROLE
Start na het bijvullen de motor en zet de verwarming helemaal open (laat de radiatordop er af). Hierdoor vloeit de koelvloeistof door het gehele systeem en neemt eventuele luchtbellen mee naar de radiator (waar ze ontlucht kunnen worden). Verhoog het toerental tot ongeveer 2,000rpm en hou dit voor ongeveer 15 seconden vast. Doe dit drie keer achter elkaar. Hierdoor wordt de snelheid van de koelvloeistof door het systeem verhoogt en luchtbellen gemakkelijker meegenomen.

Monteer nu de radiatordop en rij rustig totdat de normale gebruikstemperatuur is bereikt. Als de temperatuur meter een te hoge waarde aangeeft (of bij bochten snel op/afloopt), herhaal dan het ontluchtingsproces.

Detonatie en Pre-Ignition

Detonatie en Pre-Ignition




Er zijn drie manieren waarop het brandstofmengsel kan ontbranden:


Normale ontsteking
Dit gebeurt DOOR de vonk

Pre-Ignition
Dit gebeurt VOOR de vonk

Detonatie
Dit gebeurt NA de vonk


Normale Ontsteking
Het brandstofmengsel wordt door de opgaande beweging van de zuiger gecomprimeerd en ongeveer 20graden BTDC ontstoken door de bougievonk. Deze verbranding is gecontroleerd en verspreid zich gelijkmatig over de boring en drukt de zuiger naar beneden waarna het hele proces weer opnieuw begint. Voor zover is er weinig nieuws onder zon.


Pre-Ignition
Dit is de meest destructieve vorm van onsteking.
Normaliter wordt pre-ignition veroorzaakt door een "hotspot" in de verbrandingskamer. Zoals bijvoorbeeld het gebied rond de bougie, de bougie-elektrode, Kool-aanslag op een uitlaatklep of de zuiger. Eigenlijk kan alles dat kan gloeien een "hotspot" worden en pre-ignition veroorzaken.

Wat er precies gebeurt is het volgende:
Als de zuiger zich in de laagste positie (BDC) bevindt is de druk van het brandstofmengsel het laagst en kan het gemakkelijk ontbranden. Gedurende de opwaartse beweging van de zuiger wordt het mengsel gecomprimeerd (hogere druk) en is moeilijker te ontsteken. (In sommige gevallen is zelfs de vonk niet sterk genoeg en moet er gebruik gemaakt worden van ignition amplifiers zoals die van Crane, MSD, Dyna et cetera).
Indien er zich een hotspot in de verbrandingskamer bevindt kan deze het brandstofmengsel (als de druk nog laag is) al doen ontbranden terwijl de zuiger (in de opwaartse beweging) dit probeert te comprimeren. De enrome druk en hitte die de zuiger krijgt te verwerken kan/zal resulteren in het smelten van de zuigerdek en een algehele break-down van de motor.

De mogelijkheid van Pre-Ignition is bijna niet te herkennen. Soms kan een ge-erodeerde elektrode, gebarsten of verdwenen ceramisch materiaal een aanwijzing zijn.

Let daarom altijd op potentiele hotspots. Gebruik altijd de juiste bougie (heat range) omdat een verkeerd gekozen bougie op zichzelf al pre-ignition kan veroorzaken. Let ook op de bedrijfstemperatuur en probeer deze zo laag mogelijk te houden. Een Intercooler of een oil-quench systeem kan daarbij helpen.


Detonatie
Detonatie gebeurt altijd NA de vonk. De druk en hitte in de verbrandingskamer worden zo hoog dat het resterende brandstofmengsel spontaan ontbrandt/detoneert. De "knock" die je hoort is de motor zelf die de enorme hoeveelheid energie (drukgolf) probeert te absorberen en niet de detonatie in de verbrandingskamer. Een cilinder die detoneert heeft een lagere temperatuur dan een cilinder die onder normale omstadigheden werkt.
De frequencie van de detonatie is altijd dezelfde (6400Hz) en een aluminium of gietijzeren blok maken bijna geen verschil.
Om detonatie tegen te gaan zal er een combinatie gevonden moeten worden tussen het ontstekingstijdstip (vroeger) en de hoeveelheid brandstof (rijker). Bij getunede motoren kan het ook zijn dat de gebruikt brandstof een te laag octaangetal heeft, let hier dus altijd op.

Detonatie hoeft niet altijd direct desastreus te zijn. De extra slijtage aan de lagers kan wel op den duur de drijfstangen doen vastlopen met alle dramatische gevolgen van dien.

Motoren met Superchargers (Turbo, Blower etc) zijn bijzonder vatbaar voor detonatie. Dit komt door de hogere cilinderdruk en temperatuur tijdens de boost.

Er zijn twee manieren om detonatie te herkennen:
1 - Luisteren / knock sensor
2 - EGT-sensoren (Exhaust Gas Temperature). Tijdens detonatie is de uitlaatgastemperatuur beduidend lager.

Vuistregels
Verlaat de timing met 1/2 graad per 1psi boost
Verrijk het brandstofmengsel
Water/methanol injectie als 2e systeem onder boost
Gebruik een brandstof met een hoger octaangetaal

Zuigers - Coatings

Piston Coatings




Zuigers zijn er in vele soorten maten en toepassingen. Juist vanwege de vele verschillende manieren van gebruik kan niet volstaan worden met maar 1 ontwerp.
Om tegemoet te komen aan de eisen die tegenwoordig aan een zuiger worden gesteld, wordt er steeds vaker gebruikt gemaakt van "Coatings". Enkele van deze coatings staan hieronder in het kort beschreven.


Thermal Barrier
Deze coating wordt aangebracht op de bovenkant van de zuiger en heeft als functie het "relfecteren" van de ontbrandingshitte. Het draagt bij aan een hogere druk, meer vermogen en een hogere uitlaatgassnelheid. Een bijkomd voordeel is dat het een langere levensduur geeft vanwege het verlagen van hitte overdracht.
De Thermal Barrier Coating is .0015" dik

Skirt Coating
Deze coating wordt voornamelijk gebruikt als hulpmiddel tijdens het inlopen van een nieuwe of gereviseerde motor. De coating slijt snel en is bedoeld om visueel aan te geven waar de gebruiks- en inloopslijtage zich concentreert.
De coating is .0003"-.0005" dik en helpt frictie te voorkomen. Er hoeft geen rekening gehouden te worden met zuigerspeling. De coating zal na verloop van tijd wegslijten.

Tuff Skirt
Deze coating heeft drie eigenschappen:
1- Smeren
2- Frictie verlagen
3- Slijtage verminderen

De coating slijt niet weg zoals "Skirt Coating" en is ontwikkeld om in de meest uiteenlopende omstandigheden te functioneren.
De dikte is .0005"

Anodized Ring Groove Coating
Deze coating is bedoeld om de frictie en slijtage tussen de zuigerveer en de groef te verminderen. De coating is zeer sterk en is bijzonder geschikt voor meer-uren races.

KoolKote
Deze geanodiseerde coating is afkomstig uit de Aerospace industrie en is .001" dik. De coating is speciaal ontwikkeld voor motoren die op Nitro-Methaan rijden om de zuiger te beschermen tegen de corrosieve eigenschappen van deze brandstof. KoolKote kan zeer hoge temperaturen aan en schilfert niet. Doordat deze coating de thermische eigenschappen van de zuiger beinvloed, is het noodzakelijk om de zuigerspeling hierop aan te passen.

Oil Shed Coating
Deze coating wordt uitsluitend aan de onderkant van de zuiger aangebracht en is olieafstotend. Dit reduceert de dynamische krachten (reciprocating weight).

Remvloeistof - Welk DOT nummer?

Remvloeistof. DOT3, 4, 5 of 5.1?




Elke soort remvloeistof is in meer of mindere mate hygroscopisch, dat wil zoveel zeggen als dat ze allemaal water absorberen. Dit is ook de reden dat bijna alle systemen een rubber ring (pakking) tussen het reservoir en de buitenlucht hebben. Hoewel de rubber ring er voor zorgt dat de remvloeistof niet kan lekken, kan het niet voorkomen dat er toch water uit de atmosfeer in contact komt met de remvloeistof.
Het type remvloeistof dat het beste gebruikt kan worden hangt af van het gebruik.

Ten eerste: Het verschil tussen DOT3 en DOT4 is niet het kookpunt alleen. De DOT standaard voor het kookpunt is een maximale verzadiging van 3 procent water.
In het onderstaande schema staan verschillende DOT gradaties en hun "droge"(0%) en "natte"(3%) kookpunt.

Zowel DOT3, 4 en 5.1 bevatten Polyglycol (en dus een geweldige verf-verwijderaar). DOT5 is gebaseerd op siliconen en dus minder agressief.

Ten tweede: DOT5 remvloeistof is als enige uit de serie comprimeerbaar. Dit betekent dat wanneer de remvloeistof heet wordt, het rempedaal enigszins "sponsachtig" kan aanvoelen. Het voordeel van een op siliconen gebaseerde remvloeistof is dat deze minder hygroscopische is. Uiteraard kan er ook in een remsysteem dat is afgevuld met DOT5 water voorkomen. Het water zal zich niet zoals bij de andere remvloeistoffen vermengen, maar ophopen op de laagste gedeelten van het remsysteem. Bijvoorbeeld onderin de remklauwen en andere plaatsen waar het lastig te verwijderen is. Hoe dan ook, DOT5 is de beste keuze in auto's en motoren die niet dagelijks gebruikt worden.

Voor performance applicaties kan het beste afgegaan worden op het "Dry Boiling Point". Hoe hoger dit getal is, hoe beter de remvloeistof is bestand tegen hoge temperaturen en langer goed blijft functioneren.

Het verdient de aanbeveling om de achterkant van het etiket goed te lezen. Een hoger DOT nummer is geen garantie voor een betere kwaliteit. Zelfs hetzelfde DOT-nummer van verschillende fabrikanten kan behoorlijke verschillen laten zien.


Boiling Point
DOT3 Dry 401, Wet 284, 29%
DOT4 Dry 446, Wet, 311, 30%
DOT5 Dry 500, Wet 356, 29%
DOT5.1 Dry 518, Wet 374, 28%

AN, NPT en B-Nut

AN, NPT en B-Nut


AN

“AN” is een draadsoort die jaren geleden ontstaan uit een samenwerking tussen Aeronautical en Navy. Vandaar de naam.
De maatvoering van AN draad loopt van -2 (dash2) tot -32 en geeft de buitendiameter van de pijp aan in 1/16”.
AN fittings zijn “flare” fittings, dat wil zeggen dat de binnenzijde een flare (schuine kant) heeft van 37 graden. Dit komt overeen met JIC, de industriele variant van AN. Deze beide soorten kunnen in principe worden uitgewisseld.

Voorbeeld:
Een AN –12 is bedoeld voor een pijp (of leiding) van 12 x 1/16” buitendiameter. Dit is dus 12/16” = 6/8” = ¾” = ruim 19 mm.


NPT

“NPT” (National Pipe Thread) is een conische draad (3/4” per foot) en wordt gebruikt in verbindingen voor het transport van vloeistoffen, gas, stoom en hydrauliek.


De meeste adapters en aansluitingen hebben aan een kant NPT draad. Dit NPT (National Pipe Thread) geeft de maat aan van de binnendiameter van de pijp waarvoor hij is bedoeld. De meest voorkomende maten zijn: 1/8, ¼, 3/8, ½, ¾, 1, 1-1/4, 1-1/2 en 2 inch.

B-Nut

Zijn de moeren die gebruikt worden op de AN fittings. De benamingen corresponderen. De buitendiameter (sleutelweidte) is uiteraard groter.

Omdat niet altijd de pijp of leiding aanwezig is, is het soms moeilijk om te bepalen welke maat gebruikt moet gaan worden. Ter indicatie zijn hieronder de verschillende aansluitingen met hun diameter in milimeters gegeven.

Conversie van Positief naar Negatief Massa

Massa Conversie van Positief naar Negatief

Introductie
Veel oudere (Engelse) auto’s hebben een electrisch systeem met een Positieve massa. Dit kan problemen geven als er moderne electronica wordt geinstalleerd. Het ompolen van een electrisch systeem van Positief naar Negatief Massa is dan nodig.

De volgende apparaten verdienen extra aandacht.

- RADIO
- ELECTRISCHE BRANDSTOFPOMP
- ELECTRONISCH ONTSTEKING SYSTEEM
- GELIJKRICHTER
- SIGARETTEN AANSTEKER

VOORBEREIDING

1. Zorg voor een gedetailleerd bedradingsschema. Dit kan handig zijn bij het opsporen van eventuele problemen.

2. Maak een lijst van alle electrische apparaten die ooit zijn vervangen.
Apparaten die “in veel gevallen” geen extra aandacht behoeven zijn:
- Verlichting (inclusief knipperlichten)
- Ruitenwissers
- Verwarmingsventilatoren (De meeste ventilatoren zijn niet polariteitgevoelig. Het kan zijn dat een moderne ventilator is uitgerust met een permanente magneet, in dit geval moet de bedrading omgedraaid worden)
- Startmotor
- Dynamo
- Dashboard meters (de originele olie, brandstof, temperatuur, toerenteller, kilometerteller zijn vaak ok. De bedrading van de Amperemeter moet altijd worden gewisseld. Ook als er moderne meters zijn ingebouwd moeten de bedrading worden gewisseld. In sommige gevallen kan het noodzakelijk zijn ze geheel te vervangen.)

3. Zorg er voor dat het contactslot UIT staat

4. Demonteer de accu

DE CONVERSIE

1. Demonteer ALLE polariteit-gevoelige apparaten zoals radio et cetera

2. Wissel de bedrading van de Amperemeter (indien aanwezig)

3. Wissel de bedrading van de overige dashboard meters indien nodig of vervang ze.

4. Wissel de bedrading op de Bobine (+ of CB, met – of SW). Hoewel de bobine ook werkt als de bedrading ongewijzigd blijft is de vonksterkte nog slechts 50% en kan dit problemen geven.

5. Als er een Solid State brandstofpomp is gemonteerd volstaat het om de twee draden te verwisselen. Als de brandstofpomp is uitgevoerd met maar 1 draad is het beter om een andere pomp te monteren dan om de bestaande pomp te isoleren.

6. Als alle electrische apparaten zijn omgepoold (of verwijderd) kan de accu aangesloten worden. Het kan zijn dat de accupolen een verschillende maat hebben waardoor de kabels niet passen. Monteer dan nieuwe kabels of vervang de accuklemmen.
a. Sluit nu de positieve accukabel aan op de positive pool van de startmotor (dus niet op de pool die naar “Aarde/Chassis” gaat).
b. Sluit dan de negatieve accukabel aan op Aarde/Chassis (dus niet naar de startmotor)

7. Dynamo Conversie
a. Demonteer de draad naar de “F” terminal (F staat voor Field)
b. Neem een stuk draad en maak een tijdelijke kortsluiting tussen de “B” terminal en de “F” terminal. Er zullen vonken overspringen, dit is normaal. Het overspringen van vonken “polariseerd” de dynamo. Doe dit ongeveer drie keer om er zeker van te zijn dat de dynamo van polariteit is gewisseld.
c. Sluit nu de gedemonteerde draad weer aan op de “F” terminal.

TESTEN

De auto zou nu normaal moeten starten. Is dit niet het geval controleer dan het volgende:

- Zijn alle draden goed gemonteerd?

- Is er een brandstofpomp gemonteerd die geschikt is voor Negatief Aarde? (of zijn de draden gewisseld als de pomp daar geschikt voor is)

- Is de bedrading op de Bobine correct? Controleer dit als volgt:
a) Zet de motor af
b) Haal een bougiekabel los, trek de isolatie naar achteren, en leg deze op de bougie (niet vast)
c) Zoek een scherp geslepen potlood (2B) en een geisoleerde tang
d) Hou de bougiekable vast met de tang en start de motor. Verwijder de bougiekabel langzaam van de bougie (nu moet er een vonk te zien zijn). Neem het potlood in de andere hand en breng de punt tussen de bougiekabel en de bougie. U zit nu een van twee dingen:
-->1 Een lange vlam de VAN het Potlood NAAR de Bougie;
-->2 of een lange vlam VAN de Bougie NAAR het Potlood.
(De richting geeft de richting van de vonk aan. Met andere woorden: De vonkrichting is VAN de Bougiekabel NAAR de Bougie, of VAN de Bougie NAAR de Bougiekabel. Ziet u 1) dan is de Bobine correct aangesloten. Ziet u 2) dan zit de bedrading verkeerd om)

- Controleer het ontstekingslampje. Bij het omdraaien van de contactsleutel moet dit gaan branden en na het aanslaan van de motor weer uitgaan. Ook bij een uitgeschakelde motor mag het niet branden.
a) Als het lampje NIET uitgaat als de motor draait dan is de Dynamo niet juist gepolariseerd
b) Als het lampje brandt wanneer de motor uit staat neem dan ONMIDDELLIJK de accupolen los en controleer de bedrading.

- Controleer de Ventilator op draairichting en verwissel de draden indien nodig

- Controleer alle dashboard meters op hun correcte werking

- Controleer de overige accessoires zoals: Ruitenwissers, verlichting et cetera

MAAK EEN DUIDELIJKE AANTEKENING IN DE MOTORRUIMTE DAT DE AUTO IS OMGEPOOLD NAAR NEGATIEF MASSA!!

Stoterstang Lengte en Tuimelaar Geometrie

Stoterstang lengte en Tuimelaar geometrie



Omdat de hedendaagse nokkenasprofielen steeds aggressiever worden, is het noodzakelijk om de gemonteerde klepveerdruk daar op aan te passen. Juist hierom is een correcte afstelling van de stoterstangen cruciaal en is er geen ruimte voor "ongeveer" of "zo kan het wel".


De Lengte van de Stoterstand en Klepgeometrie

Er zijn een aantal zaken van belang bij het bepalen van de juiste stoterstanglente, zoals:
- Dekhoogte van het cilinderblok
- Dekhoogte van de cilinderkop
- De lengte van de tuimelaarstuds
- Het merk, en het het specifieke ontwerp, van de tuimelaar
- Basis cirkel van de nokkenas
- Ontwerp van de lifter
- Klepsteel lengte

Elke motor configuratie heeft een eigen specifieke stoterstanglengte. Neem dus nooit aan dat een stoterstang in motor A ook gebruikt kan worden in motor B (zelfs niet wanneer de motoren identiek zijn).
Er zijn namelijk altijd verschillen die gecompenseerd moeten worden.

Om een juiste stoterstanglengte te bepalen is het aan te raden om de volgende stappen te volgen.

1. Gebruik een Verstelbare Stoterstang bij het bepalen van de Lengte

Koop NOOIT de stoterstangen die worden geadviseerd bij een bepaalde nokkenas. Pas tijdens het monteren is het mogelijk om de juiste lengte te bepalen. NIET eerder.


2. Bepaal de juiste Klep Geometrie.

Wat is de ideale lengte van de stoterstang? Een die een perfecte klep geometrie geeft! Wat is de perfecte klep geomterie? Wanneer de tuimelaar bij de halve lift precies in het midden van de klep staat! (zie figuur A)


3. Het Meten van de Stoterstang.

Het bepalen vand e juiste stoterstanglengte is redelijk eenvoudig. Het enige belangrijke is om te onthouden dat verschillende leveranciers de stoterstangen op een verschillende manier meten. De drie meest voorkomende zijn aangegeven in figuur B.

Theoretische lengte:
Hierbij wordt aangenomen dat er geen oliegaatje in de stoterstang zit. De radius aan het einde van de stoterstang is dus volmaakt rond. De lengte van een 5/16" met een oliegaatje van .100" is ongeveer .017" korter dan de theoretische lengte.

Exacte Lengte:
Dit is de lengte van de stoterstang gemeten over de totale lengte. Deze manier van meten is de meest voorkomende. Let er wel op dat de diameter van het oliegaatje de stoterstang lengte kan beinvloeden.

Meetlengte:
Dit is de meest ingewikkelde manier van meten maar ook de meest preciese omdat de invloed van de oliegaatjes niet worden meegenomen in de meting.
Om op deze manier de stoterstang lengte te bepalen, is een speciaal meetinstrument nodig.

Het meten van stoterstangen met een "cup" kan het beste gedaan worden door een stalen kogeltje van 5/16" in de cup te plaatsen en te meten (waarna de gemeten lengte met 5/16" wordt verminderd)

Carburateur - Brandstofmengsel

Afstellen van de carburateur: Lucht/Brandstofmengsel



Het Mengsel
Een "Arm" mengsel kan er de oorzaak van zijn dat een motor bij een stationair toerental inhoud, onregelmatig loopt en/of niet goed oppakt bij het accellereren. Dit kan leiden tot het onnodig oplopen van de temperatuur en het verlies aan vermogen.
Een te "Rijk" mengsel daarentegen, kan de motor smoren waardoor deze erg traag opneemt, de bougies sterk verontreinigen en/of leiden tot vermogensverlies.

Als het mengsel gedurende een langere periode te rijk is kan dit de oliefilm op de cilinderwand wegspoelen. Het gevolg hiervan is dat als de zuigerveren en zuiger een direct contact hebben met de cilinderwand (metaal op metaal). Dit kan verschillende schades tot gevolg hebben.
De onverbrande benzine kan ook via de zuiger in de olie komen. Dit maakt de olie zeer dun en schraal waardoor er geen goede smering meer bereikt kan worden. Dit kan vele mechanische schades opleveren.

In theorie is de ideale stoichiometrische verhouding (de perfecte chemische verhouding voor een 100% verbranding) 14.7:1; dit kan vertaald worden in: 14.7 kg benzine tegen 1 kg lucht.
Vanwege verliezen in het inlaatsysteem en het gegeven dat niet alle benzine in de inlaat verdampt is een ratio van 14.7:1 in de meeste gevallen te laag en geeft dus een te "Arm" mengsel. In de praktijk geeft een verhouding van 14.1:1 betere resultaten.

Omdat elke cilinder een eigen karakteristiek heeft is het dus niet gezegd dat alle cilinders dezelfde verhouding gebruiken voor een optimale verbranding. In de praktijk wordt hier bij de afstelling rekening mee gehouden. Nadat de "gemiddelde" verhouding is gevonden wordt het mengsel iets rijker afgesteld zodat ook de "Armste" cilinder goed meedraait.
De verhouding die het meeste vermogen geeft ligt zo tussen 12.2:1 - 13.5:1; Dit kan per motor verschillen.

De standaard (originele) carburateurs zijn afgesteld op de benzine karakteristieken van de tijd waarin de motor werd geproduceerd. In de praktijk betekent dit dat met de huidige benzine de motor te "Arm" is afgesteld. Dit komt doordat de huidige benzine een lagere volatiliteit heeft en bovendien loodvrij is. Concreet betekent dit dat de motor bij een stationair toerental een iets "Rijker" mengsel nodig heeft om het dezelfde eigenschappen te geven als toen (1960-1970).

Door de bank genomen staan carburateurs uit de jaren 1950-1960 te "Rijk" en carburateurs na die periode te "Arm". Dit is hoofdzakelijk vanwege emissie eisen.

Moderne benzines zorgen er dus voor dat een carburateur bij ongewijzigde afstelling nog armer loopt. Dus als de motor "Arm" stond afgesteld met gelode benzine deze nog "Armer" wordt met ongelode benzine.

De carburatuers die tegenwordig worden verkocht hebben een basisafstelling voor een gemiddelde motor. Dit betekent dat ze ALTIJD moeten worden gecontroleerd en aangespast op de motor waarop deze wordt gemonteerd.

Afstellen
Vroeger was het vrij eenvoudig omdat de kleur van de benzine afgelezen kon worden op de bougie en in de uitlaatpoort. Met de tegenwoordige brandstoffen is dit haast onmogelijk.

Juist hierom wordt er tegenwoordig gebruik gemaakt van afstel apparatuur zoals "Gas-analyzers" en "Lambda-sensoren"

De gebruikte apparatuur meet op basis van de uitlaatgassen:
- Mengsel-verhouding
- Ontsteking(misfire)
- (Verbrandings)efficiency
- Verbrandingstemperatuur:

De waarden waar naar wordt gekeken zijn:
- CO (Koolmonoxyde)
(Mengselverhouding. CO is onverbrand mengsel)
- HC (Hydrocarbons)
(Onverbrand mengsel in de uitlaat, misifre)
- CO2 (Kooldioxyde)
(Rest product van een volledige verbranding)
- O2 (Zuurstof)
(Een hoog O2 gehalte kan duiden op een te "Arm" mengsel, een lek, of een racenokkenas met een grote overlap)
- NOx
(Dit gas ontstaat bij zeer hoge verbrandingstemeperaturen en kan een aanwijzing voor detonatie zijn)

Uit de gegevens van de gas analyzer kan het ideale mengsel en de ideale vervroeging gehaald worden.

Een Lambda sensor meet het onverbrande gedeelte van de uitlaatgassen en berekend de stoiciometrische waarde van dat moment. Dit soort metingen zijn zeer nauwkeurig maar kunnen beinvloed worden door een lek in het uitlaatsysteem.

Zo blijkt maar weer dat een juiste afstelling van de carburateur cruciaal is.

Compressie verhouding berekenen

Berekenen van de compressie verhouding










Bij (Race)motoren hangt alles af van de efficiency omdat in veel gevallen de overige mogelijkheden zijn beperkt door homologatie. Het is dus zaak om zoveel mogelijk vermogen te zoeken daar waar het mogelijk en toegestaan is. Een van die mogelijkheden is om een zo hoog mogelijk compressieverhouding te zoeken.
Het basis principe is als volgt: Een druppel benzine heeft een bepaalde hoeveelheid energie. Als we die druppel in een zo klein mogelijke ruimte kunnen krijgen voor verbranding dan kan die druppel meer vermogen creeeren met dezelfde hoeveelheid energie...

De eerste stap in het bepalen van de compressieverhouding is het bepalen van de totale motorinhoud per cilinder. De motorinhoud wordt in principe bepaald door het volume van de op- en neergaande zuiger.
De formule is Pi/4 D2 x L
waarbij Pi = 3.14......, D = Diameter van de cilinder in mm en L= de slag in mm

Laten we uitgaan van een standaard MGB uit 1974 met een boring/slag van 80.3 x 88.9

.785 x 80.2 x 80.2 x 88.9 = 448.87 cc per cilinder (De totale motorinhoud is x4 = 1,795cc)

De volgende stap is het berekenen van de compressieverhouding (CR).

De compressieverhouding is niets anders dan de verhouding van het volume van de cilinder plus de inhoud van de verbrandingskamer als de zuiger op BDC staat ten opzichte van hetzelfde volume als de zuiger op TDC staat. Hoewel dit getal erg belangrijk is, is het niet meer dan een theoretische benadering van de werkelijkheid omdat aangenomen wordt dat de kleppen exact op TDC sluiten. In realiteit is dit nooit het geval. Ook het aspect "Volumetrische Efficiency" wordt in deze berekening niet meegenomen, maar dat terzijde.

Om verder te gaan met de berekening zijn er nog een aantal zaken die bepaald moeten worden. Dit zijn:
- Dome/Dish volume van de zuiger
- De zuigerspeling ten opzichte van het dek
- De dikte van de koppakking
- Inhoud van de verbrandingskamer

De zuigerspeling ten opzichte van het dek is het volume boven de zuiger (TDC). Vergeet niet dat de dikte van de koppakking als deze gemonteerd is een andere is dan wanneer de koppakking "nieuw uit de doos" komt. De gecomprimeerde dikte wordt gewoonlijk aangegeven door de fabrikant.

Laten we uitgaan van de volgende waarden:

Dish = 5cc
Zuigerspeling = 1mm
Koppakking = diameter 82mm en 0.9mm gecomprimeerd
Verbrandingskamer = 54cc

Volume Zuigerspeling (snelle methode)
Pi/4 D2 x L
.785 x (80.2x80.2) x 1 = 5.05cc

Volume Koppakking
Pi/4 D2 x L
.785 x (82x82) x 0.9 = 4.75cc


Het berekenen van de compressieverhouding gaat als volgt:

(Cilindervolume + Dome/Dish volume + Volume Zuigerspeling + Volume Koppakking + Volume Verbrandingskamer) / (Dome/Dish volume + Volume Zuigerspeling + Volume Koppakking + Volume Verbrandingskamer)

Dus:

(448.87 + 5cc + 5.05cc + 4.75cc + 45) / (5cc + 5.05cc + 4.75cc + 45)
508.67 / 59.8
8.51

Behoorlijk laag, zelfs voor een straat motor maar dat doet nu niet terzake.

In bovenstaand voorbeeld heb ik de snelle methode gebruikt voor het berekenen van het volume van de zuigerspeling. De correcte methode is om de zuiger te monteren met de bovenste zuigerveer en dan uit te literen met een burette. De ruimte rond de zuiger en boven de zuigerveer wordt dan ook gemeten. Het volume zal niet groot zijn maar elke cc is er een!

Racebenzine - Octaan is niet het belangrijkste

OCTAAN IS NIET HET BELANGRIJKSTE


Te vaak wordt er alleen naar het octaangetal gekeken bij het kiezen van een brandstof. Uiteraard is het octaangetal belangrijk maar brandstof is meer dan dat.
De vele andere additieven hebben een minstens zo grote invloed op de kwaliteit van de brandstof en zouden deel moeten uitmaken bij het kiezen van de juiste brandstof.

Het is namelijk heel wel mogelijk dat een brandstof met een lager octaangetal meer vermogen genereert als er goed gekeken wordt naar de overige additieven en hun invloed op het geheel. Ook is het heel goed mogelijk dat twee verschillende brandstoffen met hetzelfde octaangetal zich toch volkomen anders gedragen.

Ruwweg zijn er vier pijlers waarop de kwaliteit van de brandstof steunt:

1- OCTAAN

Het octaangetal is niets anders dan een waarde die is toegekend aan het vermogen van de brandstof om detonatie te weerstaan en heeft niets te maken met vermogen. Het verteld slechts dat het voor de motor mogelijk is om op een veilige manier dat vermogen te genereren.
het Octaangetal wordt vaak weergegeven als "Research Octane Number" RON, "Motor Octane Number" MON en/of "Pump Octane Number" (RON+MON/2)

Veel fabrikanten van racebenzine gebruiken alleen het MON getal. Laat u dus niet verwarren door RON waarden omdat de RON waarde vaak een vertekend beeld geeft van het werkelijke octaangetal.

Zo liggen de MON waarden ruwweg 10 punten lager, en de R+M/2 waarden 5 punten lager dan de getallen die u worden voorgeschoteld door benzine stations..........


2- VERBRANDINGSNELHEID

Hiermee wordt de snelheid waarmee de benzine zijn energie afgeeft en is een afgeleide van de verdampingsfactor. Vanzelfsprekend is de "tijd" waarin dit moet gebeuren bij hogere toerentallen veel korter dan bij stationair. Met Tijd bedoelen we hier de werkelijke tijd in (m)Sec en niet de tijd in krukasgraden.

De hoogste cilinderdruk vindt plaats rond de 20 graden ATDC. Als de brandstof dan nog niet volledig is verbrand zal het niet meer bijdragen aan het vermogen. De meeste (Race)benzines hebben daarom een hoge verbrandingsnelheid. Een bijkomend effect is dat het tevens de inlaat koelt. Het effectieve octaangetal is hierdoor dus hoger.


3- ENERGIEWARDE

De energiewaarde geeft de hoeveelheid potentiele energie weer en wordt uitgedrukt in BTU/lbs. Dit verschil is belangrijk omdat het benzine/lucht-mengsel wordt weergegeven in massa en niet in volume. Over het algemeen geeft Race benzine meer energie, en dus meer vermogen bij elke compressieverhouding en snelheid.


4- KOELEND VERMOGEN

Het koelende vermogen van de brandstof is direct gerelateerd aan de verdampingstemperatuur. Hoe hoger dit getal hoe groter het koelende effect van de brandstof.
Een koel mengsel heeft een kleiner volume zodat de vullingsgraad van de cilinder hoger wordt en meer vermogen gegenereerd kan worden.

Het octaangetal is dus niet het belangrijkste selectie criterium.

Stel uzelf tenminste de volgende vragen bij het kiezen van de juiste brandstof:

- Wat voor motor is het? Gezogen, Turbo, Supercharger, Nitrous?
- Wat is de compressie verhouding?
- Maakt de motor gebruik van O2 sensoren?
- In welke (race)klasse wordt er gereden?
- Welke voorschriften zijn er vwb het gebruik van racebenzine?

Turbo Chargers - Ontwerp en Werking

TURBOCHARGER BASICS


Een Turbo(charger) kan ruwweg onderverdeeld worden in de volgende drie hoofdgroepen:

- COMPRESSOR
- TURBINE
- LAGERS

COMPRESSOR

De werking van de compressor is te vergelijken met de werking van elke willekeurige centrifugale compressor met het enige verschil dat de Turbine hem aandrijft. Een ander verschil is dat een Turbo over het algemeen veel kleiner is dan een supercharger. Dit heeft alles te maken met de efficiency en het gekozen aandrijf mechanisme van de compressor. Omdat de Turbo veel kleiner is, is er dus ook een hoger toerental nodig om dezelfde opbrangst te genereren.

TURBINE

Het turbinegedeelte van de Turbo werkt op precies dezelfde wijze als het compressor gedeelte maar dan precies contra. De twee belangrijkste onderdelen zijnhet Turbinehuis en het Turbinewiel. Indien de turbo is uitgerust met een intern wastegate dan bevindt zicht dat hier.
Na het openen van de uitlaatklep worden de uitlaatgassen via het uitlaatspruitstuk naar het turbinewiel geleid waar een gedeelte van de kinetische energie wordt omgezet in de roterende beweging van de turbine. Uiteraard is het toerental van de turbine volkomen afhankelijk van de luchtsnelheid van de uitlaatgassen (en dus het toerental van de motor).

LAGERS

Het lagergedeelte van de turbo is verreweg het eest complexe deel. De lagers verbinden de Compressor met de Turbine. Tevens worden hier alle draaiende delen van de turbo gesmeerd en van (koelere)olie voorzien. De thermische- en mechanische belasting van de hoofdwas is bijzonder hoog. Juist om die reden zijn de onderdelen gemaakt van hoogwaardige kwaliteits materialen.
De hoofdas is gemonteerd in druklagers die continu worden gevoed met olie die zowel een smerend als koelend doel heeft. Twee belangrijke innovaties zijn steeds vaker terug te vinden in moderne turbo's:

1- water-, en oliegekoelde kogellagers
2- oliesmering en oliekoeling voor de hele unit

Een kogellager is over het algemeen duurzamer, en efficienter in het overbrengen van kinetische energie op het compressorwiel. Dit draagt zowel bij aan de levernsduur als de performance. Water voert warmte veel beter af dan olie en zorgt dus voor een efficientere stabilisering van de temperatuur in het turbo-huis.


DE BASIS

Hoewel we hier spreken van "basis" is een turbo dat zeer zeker niet. Een turbo is een hoogwaardig en ingewikkeld systeem waarvan elk component van cruciaal belang is voor de werking van het gehele systeem.
Een Turbo bestaat in principe uit de volgende onderdelen:

- Turbo
- Uitlaatsysteem
- Wastegate
- Blow-Off (of Bypass) klep
- Olie aan- en afvoer leidingen
- Intercooler (optioneel)


TURBOCHARGER

De namen zijn exotisch en later veel aan der verbeelding over. U heeft vast wel eens de namen T25, T3/T4 horen vallen. Deze benamingen refereren naar de maat en de potentiele flow van de Turbo. Fabrikanten zoals Garrett brengen hun tubo's onder in families waarbij allen een bepaalde mechansche eigenschap hebben. Over het algemeen kan aangenomen worden dat een hogere typering ook een hogere flow aangeeft. Er zijn ook hybride versies waarbij bijvoorbeeld een Turbine uit een lagere series is geplaatst in een Turbo van een hogere serie met het doel om een hogere flow te genereren bij lagere toeren. Hierdoor wordt dus een combinatie gemaakt die de voordelen van beide systemen in een systeem onderbrengt.


UITLAATSYSTEEM

Om een Turbo te kunnen monteren is een aangepast uitlaatsysteem van essentieel belang. Gewoonlijk wordt gebruik gemaakt van gietijzeren uitlaatspruitstukken en niet zonder reden. Gietijzer kan de de hoge druk en temperatuur van de uitlaatgassen veel beter aan dan de dunwandige (custom-made) uitlaatsystemen. Bovendien is het bijna onmogelijk om een turbo, vanwege het formaat en de hitte, netjes weg te werken. Om kort te gaan is het gebruik van een standaar gietijzeren uitlaatspruitstuk ruim voldoende voor auto's van 400-500hp.


WASTEGATE

In principe is een Turb "zelfvoedend". Dat wil zeggen dat als er meer uitlaatgassen zijn (meer RPM), er automatisch ook meer turbodruk (boost) gegenereerd wordt. het is niet moelijk voor te stellen dat een Turbo zichzelf steeds verder opdraait. Juist om deze reden is de montage van een Wategate essentieel. De Wastegate wordt bediend door een vacuum-signaal vanuit het inlaatspruitstuk. Meer precies de absolute druk in het inlaatspruitstuk. In gelsoten toestand voert de wastegate de uitlaatgassen naar de turbo toe, en in geopende toestand leidt het de overtollige druk af naar buiten. Dit beinvloed direct de toevoer naar de Turbine en de opgewekte boost van de turbine.

Er zijn twee soorten Wastegates: Intern en Extern. Beiden hebben hetzelfde doel maar bereiken dat doel op een verschillende manier. Interne wastegates zijn gemonteerd in de Turbine, en voeren de uitlaatgassen langs het turbinewiel. Een nadeel is dat dit systeem extra turbulentie veroorzaakt waardoor de druk in het uitlaatsysteem onnodig oploopt (vermogensverlies).
het Externe wastegate wordt normaliter gemonteerd voor de Turbo in het uitlaatspruitstuk. Bij het afvoeren van uitlaatgassen wordt een secundaire route gecreeerd die er voor zorgt dat de uitlaatgassen niet door de Turbo gaan en dus de vorming van negatieve turbulentie tegengaat. Ook zijn externe wastegates veel accurater in het controleren van de turbodruk.


BLOW-OFF VALVE:

Een blow-off valve heeft twee grote voordelen. Ten eerste controleert het de maximum druk in de Tubo en ten tweede reguleert het de druk veranderingen in het inlaatspruitstuk. Hoewel de Wastegate de maximumdruk al reguleert is het de Blow-off valve die bijspringt als er grote drukveranderingen (pieken) zijn. In basis is een Blow-off valve een klep met een veer die bij een te grote druk in het inlaatsysteem de druk al voortijdig terugbrengt tot normale niveaus. Dit kan voorkomen bij het schakelen op hoge toeren of rijden met "vol-gas". Dit heeft meerdere voordelen. Door de druk te reguleren in het inlaatspruitstuk zorgt de Vlow-off valve er ook voor dat een te hoge druk de turbo (vanaf de Turbine kant) afremt. Een turbo op hoge toeren zal willen blijven pompen terwijl de druk in het inlaatspruitstuk al te hoog is. Dit kan het inlaatspruitstuk ernstig beschadigen.


INTERCOOLER

Een Intercooler is het meest belangrijke gedeelte van een geblazen systeem en is zijn geld dubbel en dwars waard bij systemen met meer dan 8psi boost. Compressie betekent immers warmte en warme lucht in een motor is niet efficient en zeker niet verstandig. Een geblazen systeem van 8psi kan de inlaattemperatuur wel doen stijgen tot meer dan 200F (94C) met een groot risico op detonatie. Een hogere inlaattemperatuur betekent immers ook een lagere luchtdichtheid.
Juist daarom is het gebruik van een Intercooler raadzaam omdat het de luchttemperatuur terugbrengt tot een aanvaardbaar niveau. Er zijn twee soorten intercoolers, lucht-op-lucht en water-op-lucht.
Lucht-op-Lucht Intercoolers zijn relatief goedkoop en eenvoudig te monteren maar zijn vaak erg groot en moeten op de juiste plaats gemonteerd worden om effectief te zijn. De maximale efficiency die een lucht-op-lucht intercooler haalt is bijna nooit meer dan 80% van de omgevingstemperatuur. Lucht-op-water systemen zijn daarentegen veel compacter maar ook complexer. Het grootste voordeel is efficiency (meer dan 100%). Ook de plaastsing van de intercooler is minder belangrijk dan die van een lucht-op-lucht intercooler al moet er wel een goede aanvoer van gekoelde vloeistof (water) zijn.