Distributie

Onderwerpen:

  • Algemeen
  • Timing
  • Distributieriem
  • Distributieriem met aparte nokkenasriem
  • Distributieketting
  • Montageoverzicht van een distributieketting van een Volkswagen motor
  • Montageoverzicht van een distributieketting van een BMW motor
  • Combinatie van riem en ketting
  • Tandwielen

Algemeen:
De distributie zorgt hoofdzakelijk voor de aandrijving van de nokkenas, eventueel de waterpomp en-/of brandstofpomp bij een dieselmotor. De waterpomp kan door de distributieriem aangedreven worden, maar ook door de multiriem. Tegenwoordig passen veel fabrikanten zelfs elektronisch aangedreven waterpompen toe. De distributie kan op verschillende manieren worden aangedreven. Deze worden verderop de pagina beschreven.

Timing:
Het is belangrijk dat de distributie op tijd staat. Bij het de-/monteren van de riem of ketting is het noodzakelijk om de merktekens op zowel de krukas, nokkenas en in sommige gevallen de brandstofpomp bij dieselmotoren op het nulpunt te zetten (op tijd zetten). Dit is aangegeven met merktekens op zowel het motorblok als de tandwielen of poelies, of is het plaatsen van blokkeergereedschap de enige mogelijkheid om de distributie op tijd te zetten. Door de tandwielen met speciale blokkeerpennen vast te zetten kan verkomen worden dat deze onbedoeld verdraaien tijdens het vervangen van de distributieriem of ketting.
Na het monteren van de riem moet ook de spanning worden gecontroleerd en afgesteld. Dit kan gebeuren d.m.v. een spanrol met een hydraulisch spanelement of met handmatige afstelmogelijkheid. Bij een distributieketting wordt de spanning automatisch geregeld door een hydraulische kettingspanner, die afhankelijk van de oliedruk meer of minder spant.

In de afbeelding wordt duidelijk gemaakt wat er met de timing bedoeld wordt. Boven staan de twee nokkenastandwielen. Op deze twee tandwielen staan (rode) markeringen. In werkelijkheid zijn dat vaak twee inkepingen die in het tandwiel geslepen zijn. Volgens de instructies moeten deze tegenover elkaar staan (het linker tandwiel op 3 uur en het rechter tandwiel op 9 uur).
Het krukastandwiel heeft ook een markering. Ook hier is vaak een inkeping in geslepen. Het markeerpunt dient overeen te komen met het markeerpunt op het motorblok. Wanneer de markeerpunten op de krukas en het motorblok tegenover elkaar staan, maar de punten van de nokkenassen staan 180° (dus een halve slag) verdraaid, dan dient de krukas een omwenteling verder verdraaid te worden. Elk nokkenastandwiel heeft namelijk tweemaal zoveel tanden, dus wanneer het krukas 2 rotaties draait, zijn de nokkenassen 1 rotatie verdraaid.

Als de distributie niet goed op tijd staat gaan de kleppen te vroeg open en sluiten ook weer te vroeg (of openen te laat en sluiten dan weer laat). Dat kan leiden tot slecht starten, slecht draaien van de motor en vermogensverlies. In het ergste geval waarbij de distributieriem een of meerdere tanden ten opzichte van het nulpunt verkeerd staan, kunnen de zuigers de kleppen raken. Dit leidt in de meeste gevallen tot veel motorschade. Bij sommige motoren kan er al motorschade ontstaan wanneer de distributie slechts één tand verkeerd staat. Let daar dus goed op bij montage.

Distributieriem:
Een distributieriem gaat (afhankelijk van type motor) zo’n 60.000, 90.000, 120.000, 180.000 of soms wel 250.000 km mee. Behalve de kilometerstand staat er ook een bepaalde tijd voor, bijv. maximaal 4 jaar. Als de riem gaat verouderen, kan deze uitdrogen of in het ergste geval scheuren waardoor de riem op ten duur breekt. De voordelen waarom een fabrikant voor een distributieriem kiezen zijn:

  • Goedkoop
  • Hoeft niet gesmeerd te worden zoals bij een ketting en tandwielen wel het geval is (tegenwoordig worden er wel distributieriemen in combinatie met motorolie gebruikt, o.a. door Ford).
  • Laag gewicht
    De nadelen van een riem zijn dat deze periodiek vervangen moet worden en dat deze gevoelig is voor vet of koelvloeistof, dat kan ontsnappen uit de krukas- en nokkenas keerringen of de waterpomp, in het geval wanneer deze in het distributiegedeelte gemonteerd zit.

Distributieriem met aparte nokkenasriem:
De onderstaande afbeelding is van een motor met een dubbele nokkenas, welke aangedreven is door twee distributieriemen. Het nokkenastandwiel (1) wordt met de grote riem direct aangedreven door de krukas. Aan de achterkant van de poelie van tandwiel 1 zit een klein tandwiel, waar de achterste riem overheen loopt. Deze achterste (kleine) riem drijft het nokkenastandwiel (2) aan. De kleine riem heeft een aparte spanrol nodig. Meestal wordt dit toegepast bij viercilindermotoren met 16- of meerdere kleppen. (dus 4 of meerdere kleppen per cilinder)

Distributieketting:
Een distributieketting is nagenoeg onderhoudsvrij, in tegenstelling tot een distributieriem die een vervangingstermijn heeft. Er zijn een aantal fabrikanten weer overgestapt naar de ketting na verbeteringen op het gebied van geluid en wrijving. Een distributieketting kan een motorleven lang mee gaan. De spanners die hierbij gebruikt worden werken vaak op hydraulische druk en veerkracht, waardoor niet regelmatig de spanning van de ketting gecontroleerd hoeft te worden.

In de onderstaande afbeelding is een motor te zien met een enkele nokkenas die uitgevoerd is met een distributieketting. Het krukastandwiel drijft door middel van de distributieketting het nokkenastandwiel aan. De ketting glijdt langs de plastic kettinggeleider. Dit wordt uiteraard gesmeerd door motorolie. De hydraulische kettingspanner drukt de plastic kettinggeleider tegen de distributieketting aan. De geleider scharniert om het scharnierpunt aan de onderzijde. Hierdoor wordt de ketting strak gedrukt. Er mag geen speling op de ketting aanwezig zijn, anders kan deze klapperen. In de hydraulische kettingspanner zit een sterke veer, die ervoor zorgt dat de ketting ook gespannen blijft bij uitgeschakelde motor. Wanneer de motor draait, zal de oliedruk in de kettingspanner meehelpen de kettingspanner met meer kracht tegen de geleider te drukken.

Het oliepomptandwiel wordt aangedreven door een aparte oliepompketting. De werking van de oliepomp met aparte ketting wordt beschreven op de pagina smeersysteem.

Het kan gebeuren dat een distributieketting langer wordt. Er is dan sprake van een uitgerekte ketting. Iedere ketting wordt naarmate hij ouder wordt wel iets langer, maar dat valt vaak binnen de toleranties. Echter, het kan voorkomen dat een ketting zo ver uitrekt dat er storingen kunnen ontstaan. Mogelijke oorzaken van een uitgerekte ketting zijn:

  • Het soort materiaal waarvan de ketting gemaakt is heeft invloed op de levensduur.
  • Rijden met te lage toerentallen waardoor extra motortrillingen ontstaan.
  • Zeer sportieve rijstijl met veel accelereren.
  • Verouderde motorolie door te weinig verversen.

De volgende symptomen wijzen op een uitgerekte distributieketting:

  • Onregelmatig draaien van de motor door een foutieve kleptiming (de kleppen openen en sluiten niet meer op het juiste moment)
  • Het motorstoringlampje (MIL) kan gaan branden. Er kan dan een foutcode aanwezig zijn die betrekking heeft op een foutieve timing tussen krukas en nokkenas.
  • Ratelende geluiden na het starten en aanslaan van de motor. Dit kan komen doordat er speling tussen de ketting en geleider aanwezig is en de kettingspanner nog met olie gevuld moet worden voordat deze de speling op kan heffen. Nadat de kettingspanner de ketting verder heeft aangedrukt kan het ratelende geluid verdwijnen, maar dit kan in verloop van tijd erger worden doordat de spanner steeds verder naar buiten moet bewegen.
  • Ratelende geluiden tijdens het draaien van de motor. Wanneer er een constant ratelend geluid van de distributieketting hoorbaar is, kan het zijn dat de spanner maximaal naar buiten bewogen is en er nog steeds speling tussen de ketting en de geleider aanwezig is. Dat is een teken dat er beslist niet meer verder gereden moet worden, omdat de kans dan groot is dat de ketting over de tandwielen heen kan glijden. Het gevolg is dat de zuigers de kleppen kunnen raken en dat er dus ernstige motorschade ontstaat.

Tijdens het ratelen van de ketting slaat deze tegen de plastic geleiders. Zeker bij oudere geleiders, waarbij het plastic hard is geworden, is de kans groot dat er stukken plastic afbreken. Buiten dat de ketting nu nog meer ruimte heeft op de geleider, kan het afgebroken stuk plastic in de carterpan belanden. Het gevolg is dat het stuk plastic voor de aanzuigzeef komt te zitten en de oliestroom naar de oliepomp blokkeert. Dat resulteert in een te lage oliedruk en dus smeerproblemen voor de motoronderdelen. Uiteindelijk kan hierdoor fatale motorschade ontstaan.

Meerdere distributiekettingen:
In een motor kunnen ook meerdere distributiekettingen gemonteerd zitten. In de V-motor in de afbeelding zitten wel vier aparte kettingen. Ketting 1 drijft de oliepomp en de balansassen aan. Ketting 2 zit verbonden met de krukas en de aandrijftandwielen van de nokkenassen. Via ketting 2 worden ketting 3 en 4 aangedreven waar de nokkenastandwielen door aangedreven worden. Elke ketting wordt op spanning gezet door een eigen kettingspanner.

Montageoverzicht van een distributieketting van een Volkswagen motor:
In de onderstaande afbeelding is een Volkswagen motor te zien met een opengewerkt distributiehuis. De bovenste en de onderste distributiedeksels zijn hierbij verwijderd. Deze zitten met kit en ongeveer 25 boutjes gemonteerd. In het onderste distributiedeksel is tevens de krukaskeerring te zien. Het onderste distributiedeksel zit aan de onderzijde ook aan de carterpan gemonteerd.

Wanneer de distributieketting vervangen moet worden, dient de krukas geblokkeerd te worden door een speciale bout in het motorblok te schroeven. De krukas moet verdraaid worden totdat de kruktap de bout raakt. De krukas staat dan in de goede positie.
De nokkenas dient geblokkeerd te worden door aan de achterzijde een stuk speciaal gereedschap met een uitstekend deel in een gleuf te schuiven.

Montageoverzicht van een distributieketting van een BMW motor:
In de afbeelding is een distributiecassette van een BMW motor te zien. Deze BMW motor heeft geen deksels die voor het vervangen van de ketting gedemonteerd moeten worden. De distributiecassette moet in zijn geheel uit de motor worden getild. Hoe dat werkt wordt hieronder beknopt omschreven. Hierbij worden een aantal demontage- en montagestappen niet getoond omdat het geen reparatiehandleiding betreft, maar alleen bedoeld is om een indruk van de werking en de montage te geven. Raadpleeg dus altijd de reparatiebrochure waar ook de aanhaalmomenten beschreven staan!

De afgebeelde distributiecassette bestaat uit de distributieketting, een plastic distributiegeleider, een krukastandwiel en twee (verstelbare) nokkenastandwielen. Bij montage dient eerst de geleider in elkaar gezet te worden zoals deze hieronder weergeven is.

Wanneer bij een gedemonteerde kettingspanner en kleppendeksel de bouten van de geleiders, het krukastandwiel en de nokkenastandwielen gedemonteerd zijn, kan de volledige cassette er in zijn geheel uit worden getild.

De krukas dient geblokkeerd te worden door een blokkeerpen door het gat in het motorblok in het vliegwiel te steken.
De nokkenassen dienen geblokkeerd te worden door het blokkeergereedschap over de afstelpunten heen te schuiven. De afbeelding toont het blokkeergereedschap van de uitlaatnokkenas.
In de afbeelding is te zien hoe het blokkeergereedschap op de inlaat- en uitlaatnokkenas is aangebracht.

Voordat de nokkenastandwielen worden vastgezet, dienen de impulsschijven in de goede positie te worden gezet door een stuk gereedschap te monteren. De uitstekende punten in het gereedschap worden daarbij in de gaten van de impulsschijven geschoven, zodat deze in de goede positie staan.

Omdat het krukastandwiel en het tandwiel voor de balansassen achter elkaar zitten, dienen de balansassen eerst gefixeerd te worden voordat de krukasbout wordt vastgezet. Wanneer dit niet gedaan wordt en de balansassen dus niet op tijd staan, zal het juist de motortrillingen versterken in plaats van dempen.
Na de demontage van de krukasbout zakken de balansassen namelijk naar hun laagste punt. De kans dat de balansassen verdraaien is groter dan dat ze perfect in lijn blijven staan.

Balansassen niet gefixeerd
Balansassen correct gefixeerd

Wanneer krukas, nokkenas en de balansassen zijn gefixeerd, kan de flens van de krukas erin worden geschoven. De bout van de krukas kan er wel een aantal slagen ingedraaid worden, maar moet hierbij nog niet worden vastgezet.

Voordat de bout van de krukas met het juiste aanhaalmoment vast wordt gezet, dient de kettinggeleider eerst met een bepaalde kracht tegen de distributieketting gedrukt worden om een bepaalde voorspanning te verkrijgen. Dit kan met het speciaal gereedschap dat in het gat van de kettingspanner gemonteerd dient te worden. Door deze met een voorgeschreven moment aan te draaien, wordt de distributieketting voldoende gespannen. Nu kan de bout van de krukas worden aangedraaid.

Gebruik altijd een stuk speciaal gereedschap om de krukasbout vast te zetten.

Wanneer de bouten van de nokkenassen, geleiders en de krukas vastzitten, kan de hydraulische kettingspanner worden gemonteerd.

Na het vastzetten en het verwijderen van het speciaal gereedschap, moet de krukas twee rotaties rechtsom (met de klok mee) te worden verdraaid. De timing moet opnieuw worden gecontroleerd. Indien deze niet goed is, moet de afstelprocedure worden herhaald.

Combinatie van riem en ketting:
De afbeelding toont een motor met een dubbele nokkenas, welke zijn aangedreven door zowel een riem als een ketting. Nokkenas 1 wordt aangedreven door de distributieriem (links). De krukas drijft deze riem aan. Door middel van de distributieketting wordt de aandrijving voor nokkenas 2 verzorgd. 

Tandwielen:
Sommige motoren maken gebruik van alleen maar tandwielen in de distributie. Het grote voordeel is dat dit geheel onderhoudsvrij is en er geen kans is dat de riem verouderd, de riem of ketting niet goed op spanning is, enz. Het grote nadeel is dat het veel geluid produceert. De schuine vertanding op de tandwielen dempt al veel geluid, maar het maakt nog steeds veel meer geluid dan een riem of ketting. Dat is ook een grote rede waarom dit type distributie niet zo vaak wordt toegepast.