Motorschades

Onderwerpen:

  • Inleiding
  • Rijstijl en onderhoud
  • Motorschade
  • Motorschade door smeerproblemen
  • Motorschade door koelproblemen
  • Krukas- en drijfstanglagers en lagertappen

Let op: deze pagina is momenteel in bewerking.

Inleiding:
Ieder voertuig behoeft onderhoud. Voorgeschreven onderdelen worden periodiek vervangen bij een onderhoudsbeurt en van andere onderdelen wordt bij iedere inspectie de slijtagetoestand gecontroleerd. Bij een vermoeden dat het onderdeel de volgende onderhoudsbeurt niet haalt, wordt geadviseerd datgene te vervangen. Naast regulier onderhoud met een inspectie, kan het voorkomen dat een onderdeel defect gaat. De kwaliteit van het materiaal heeft daar veel invloed op, evenals de mate waarin tijdig onderhoud is gepleegd. Bij een voertuig waarvan onderhoudstermijnen worden overschreven, reparaties worden uitgesteld of een niet-deskundig persoon slijtagedelen over het hoofd ziet, is de kans op defecten het grootst. Vervelend wordt het vooral als men met het voertuig onderweg is en langs de kant van de weg strandt met een defect dat voorkomen had kunnen worden.

Deze pagina over motorschades komt voort uit het hoofdstuk “Diagnosetechniek, mechanisch meten” waar metingen aan motoronderdelen worden beschreven. Dergelijke metingen doet men aan gedemonteerde motoronderdelen (bijv. de zuigerdiameter en cilinderdiameter vergelijken, nokhoogte bepalen, spelingen controleren) en komt voort uit een diagnose waar men op zoek was naar de oorzaak van een storing. In de werkplaats kan een auto worden gebracht, waarbij de klant als klacht opgeeft:

“Het motorlampje brandt en de motor heeft merkbaar minder vermogen als voorheen”.

  • De monteur of diagnosetechnicus sluit de EOBD-tester op het voertuig aan en leest de foutcodes uit;
  • Foutcode P0172 – regeling brandstofmengsel bank 1: systeem te rijk
  • Via de live data worden de fuel trims uitgelezen. Hieruit volgt de waarde: -15.

Uit de foutcode en de long term fuel trim kan worden afgeleid dat de lambdasonde in de uitlaatgassen een te rijk mengsel meet. De monteur of diagnosetechnicus doet een aantal tests op elektronisch gebied en zoekt naar mechanische oorzaken. Tijdens zijn diagnose demonteert hij of zij het kleppendeksel en ontdekt dat de nokken op de nokkenas boven cilinder 4 slijtagesporen vertonen. Hiermee ontstaan de vragen:

  1. Is de slijtage van de nokkenas de oorzaak van de storing? Versleten nokken kunnen als gevolg hebben dat er minder zuurstof in de cilinder kan stromen, met een te rijk mengsel (overschot aan brandstof tot gevolg);
  2. Bij slijtage: wat is de oorzaak geweest? Hoe kan in de toekomst worden voorkomen dat het probleem opnieuw ontstaat?

Op de pagina’s “Diagnose mechanisch meten” gaan we over verschillende onderdelen in op de meettechnieken zoals het meten van de nokkenas. Op deze pagina richten we ons op de daadwerkelijke schade en de oorzaak daarvan. Als we de oorzaak kunnen achterhalen, kunnen we ook voorkomen dat de klant zich binnen afzienbare tijd nogmaals meldt met hetzelfde probleem.

Rijstijl en onderhoud:
Vroeg of laat kan iedere verbrandingsmotor schade oplopen. Sommige motoren staan bekend om hun gevoelige en zwakke punten, in andere gevallen is de eigenaar van het voertuig nalatig geweest in het onderhoud of heeft de rijstijl een rol gespeeld in een slijtageproces. Ook ouderdom gooit soms roet in het eten: geen enkele motor heeft het eeuwige leven.

Een goede rijstijl komt iedere motor ten goede:

  • Een koude motor niet te lang stationair laten draaien: de motor blijft te lang koud;
  • Met koude motor rustig rijden en de olie de tijd geven om goed op te warmen;
  • Niet te veel korte stukjes rijden. Ook af en toe een lange rit doet een motor goed;
  • Altijd rustig rijden met een laag toerental heeft, vooral met moderne motoren, een verhoogde kans op interne vervuiling. Denk aan: een dichtgeslibd inlaatkanaal (inlaatspruitstuk), extreem vervuilde inlaatkleppen, dichtgekoekte EGR, koolafzetting tussen de zuigerveren met olieverbruik tot gevolg. In extreme situaties zorgen vastzittende zuigerveren voor krassen in de cilinderwand. 
  • De motor in lage toeren niet te veel belasten: met vijftig in de vijfde versnelling rijden heeft de motor een laag toerental. Lagers worden zwaar belast. Wanneer men dan ook nog accelereert, komen er enorme krachten op het kruk- / drijfstangmechanisme;
  • Niet al te vaak het hoge toerengebied opzoeken. Het kan geen kwaad om af en toe eens stevig op te trekken, maar overdrijf dit niet.

De volgende afbeelding toont een vervuild inlaattraject. De aangezogen lucht kan minder makkelijk de klep passeren, waardoor tijdens de inlaatslag minder zuurstof beschikbaar is voor de verbranding.

Boven: extreem vervuilde inlaatkleppen. Onder: na reiniging.

Naast een goede rijstijl, dient iedere motor preventief te worden onderhouden:

  • Verouderde motorolie verliest steeds meer zijn vuilopnemende en smerende werking. Onderdelen die langs elkaar glijden worden voorzien van een – minder goed smerende – vervuilde oliefilm. Het gevolg is dat een olie verandert in een vaste substantie (black sludge) en zich hecht aan alle (vooral koude) motoronderdelen. Oliekanalen raken verstopt met alle gevolgen van dien;
  • Olie van een slechte kwaliteit: het bijvullen van olie met onjuiste specificaties of viscositeit kunnen op korte termijn een nadelige invloed hebben op vervuiling, olieverbruik en motorschade;
  • Mechanische werkzaamheden zoals: klepspeling controleren (indien van toepassing), het vervangen van bougies, het luchtfilter, de distributieriem etc. dienen periodiek te worden nagelopen. Een auto die veelal snelwegkilometers maakt kan vaak meer kilometers met dezelfde bougies rijden als een auto die veel stadsverkeer rijdt. Daarom hangt er in de meeste gevallen naast een afstandsafhankelijke, ook een tijdsafhankelijke interval aan vast;
  • Defecten aan onderdelen kunnen vaak vroegtijdig worden vastgesteld. Blijf niet te lang met storingslampjes of bijgeluiden doorrijden. Laat de auto periodiek door een ervaren automonteur controleren.

De onderstaande foto toont twee situaties: dezelfde type motor met goed, preventief onderhoud (links) en een extreem vervuilde motor die 100.000 km met dezelfde olie heeft gereden (rechts). Naast de zwarte afzetting op de nokkenas (black sludge) zijn de motoronderdelen ook rood-bruin uitgeslagen. Dit is veelal een gevolg van oude motorolie en een te hoge temperatuur door een te laag oliepeil.

Links: een motor waarbij periodiek olie is ververst. Rechts: na 100.000 km met dezelfde olie te hebben gereden.

Motorschade:
Motorschade is niet altijd direct een gevolg van vervuiling. Wanneer we extreme vervuiling van de inlaatkleppen ontdekken, heeft dit geleidt tot klachten als: verminderd vermogen, een brandend motormanagementlampje waar tijdens het uitlezen een negatieve fuel trim tevoorschijn komt, maar heeft dit niet direct blijvende schade. Een professionele reiniging (carbon / wallnut blasting) kan de klachten doen verdwijnen. Wanneer men desondanks blijft doorrijden met de extreem vervuilde kleppen, kan op ten duur wel schade ontstaan doordat de kleppen niet meer goed op de klepzittingen in de cilinderkop kunnen afdichten.

Interne vervuiling door verouderde motorolie, een slechte rijstijl, of een andere oorzaak van versnelde slijtage kan er wel voor zorgen dat onderdelen voortijdig defect raken. Wanneer men de ontstane klachten onderzoekt en op de juiste manier weet op te sporen, kan dit slijtageproces worden gestopt. Negeert men de indicaties dat er iets mis is, kan de auto onderweg stilvallen, of is de gevolgschade groter dan wanneer het probleem direct werd aangepakt.

Gebroken klep heeft schade aan de kop aangebracht.

Motorschade door smeerproblemen:
De onderhoudsintervallen zijn de laatste jaren steeds meer verlengd. In de jaren ’70 was het niet ongebruikelijk om na 7.500 km de olie te verversen. Tegenwoordig zien we voorschriften waar de olie pas bij 30.000 of zelfs richting de 40.000 km hoeft te worden ververst. Met de verlengde onderhoudsintervallen loopt men het risico om, bij het te weinig peilen van het olieniveau, met te weinig olie te rijden. De (te kleine) hoeveelheid olie wordt daardoor een stuk warmer, verdampt sneller, geeft meer vervuiling en heeft een steeds minder goede smerende werking. Om die reden zijn voertuigen die zijn uitgerust met verlengde onderhoudsintervallen, voorzien van een olieniveau- en kwaliteitssensor. Bij veel korte ritten wordt de olie wel driemaal zoveel belast dan bij het rijden van dezelfde afstand op de snelweg. De niveausensor houdt uiteraard het peil in de gaten en laat een melding aan de bestuurder tonen bij een te laag peil. De kwaliteitssensor (veelal in dezelfde behuizing) bewaakt de kwaliteit. Bij ingedikte, verouderde olie wordt het verversingstermijn aanzienlijk korter. We spreken over “variabele onderhoudsintervallen” wanneer er standaard interval van 30.000 km en 2 jaar wordt opgegeven, maar er al een onderhoudsmelding na 20.000 en één jaar verschijnt: de kwaliteit van de olie is door de rij-omstandigheden dermate laag geworden, dat de olie eerder moet worden ververst.

Bij het niet tijdig verversen zal de olie, zoals reeds beschreven, sneller verdampen en indikken. De drab die overblijft komt in de hele motor terecht. De eerste plek waar deze substantie zich verzamelt, is in de aanzuigzeer in het oliecarter. De oliepomp zuigt de olie vanuit het carter door deze oliezeef aan. Vervolgens perst de oliepomp de olie door het filter. De grove deeltjes worden door de zeef tegengehouden.

In de volgende afbeelding is een voorbeeld te zien van een oliezeef in goede, en vervuilde toestand. Het laat zich al raden dat er minder olie door de sterk vervuilde zeef kan gaan: de oliepomp kan door deze blokkade minder goed de olie door de motor rondpompen.

Links: schone oliezeef. Rechts: sterk vervuilde oliezeef.

De problemen beginnen bij de verstopte zeef: de oliepomp draait bij lage motortoerentallen te langzaam om een goede oliedruk te verkrijgen. Bij een stationair toerental kan er om die reden een gebrek aan oliedruk ontstaan. Onderdelen als de krukas- en drijfstanglagers, de nokkenassen in de cilinderkop, de zuigers in de cilinders en de turbo-as dreigen te gaan bewegen een te kleine smeeroliefilm, met als gevolg meer warmteontwikkeling en kans op wrijving tussen metalen.

Naast ingedikte olie en black sludge, kunnen ook andere materialen en bestandsdelen de oorzaak zijn van het verstoppen van de oliezeef. Denk aan: plastic delen van een gebroken distributiekettinggeleider, restanten van (te veel aangebrachte) vloeibare pakking van o.a. het kleppendeksel of carterpan, vuildelen die in de olie terecht zijn gekomen tijdens het losdraaien van de olievuldop en uittrekken van de oliepeilstok etc.

Motorschade door koelproblemen:
Koelproblemen kunnen een direct gevolg zijn van smeerproblemen. In de vorige paragraaf zijn voorbeelden genoemd van oorzaken waardoor een tekort aan smeerolie kan ontstaan. Bij een te geringe smeeroliefilm tussen bewegende onderdelen ontstaat veel warmteontwikkeling, met grote kans op directe motorschade.

Door een defect aan het koelsysteem kan ook een gebrek aan motorkoeling ontstaan:

  • Onvoldoende doorstroming door de radiateur als gevolg van een verstopping;
  • Een niet goed functionerende koelventilator door een defect in de aansturing;
  • Restrictie in een koelvloeistofslang: bijv. door een knik of een zacht geworden slang;
  • Lucht in het koelsysteem doordat men het systeem na een reparatie en het bijvullen niet goed heeft ontlucht;
  • Onvoldoende circulatie van de koelvloeistof door een defecte koelwaterpomp (gebroken schoepen) of slip tussen de poelie en de multiriem (indien niet door de distributie aangedreven);
  • Een defecte thermostaat;
  • Een defecte koppakking: verbrandingsgassen bereiken het koelsysteem en visa versa.

Oververhitting van de motor kan leiden tot het kromtrekken en scheuren van de cilinderkop. Daarom dient men na het verwijderen van de cilinderkop de vlakheid te controleren en de kop op scheuren te controleren. De scheuren zullen meestal ontstaan in de oppervlaktes met minste materiaal: hier is de warmteoverdracht het minste.

Voorbeelden hiervan zijn: scheuren tussen de klepzittingen, of tussen de klepzitting en het bougiegat (benzinemotor) of de voorkamer (oude dieselmotor). Gespecialiseerde revisiebedrijven hebben de kennis en gereedschappen om in de meeste gevallen de gescheurde gietijzeren cilinderkop te lassen.

De volgende afbeelding toont een scheur tussen de klepzitting en het bougiegat.

Krukas- en drijfstanglagers en lagertappen:
De krukas- en drijfstanglagers bevinden zich onderaan het motorblok. De smering geschiedt door de olie die door de oliekanalen van de krukas, via de gaten in de krukaslagertappen tussen de lagertap en het glijlager terecht komt. Op de glijlagers komen zeer grote krachten te staan, dus is een smeeroliefilm tussen de bewegende delen essentieel.

Eén van de grootste oorzaken van drijfstanglagerschades is een gebrek aan olie. Dit kan in o.a. de volgende situaties voorkomen:

  • De motor verliest zijn olie door een lekkage. Dit kan zijn: door een defecte turbo, een onjuiste afdichting tussen twee onderdelen door een gescheurde pakking;
  • De bestuurder peilt niet vaak genoeg het oliepeil, ondanks dat de motor veel olie verbruikt;
  • De oliepomp heeft een te lage opbrengst door een defect in de pomp of een restrictie in het aanzuiggedeelte.

Bij een tekort aan olie gaat het oliedruklampje branden. De druk is dan tot 1 bar gedaald. Dit indicatielampje attendeert de bestuurder erop dat de motor moet worden afgezet om vervolgschade te voorkomen. In veel gevallen is het dan al te laat: bij een brandend oliedruklampje door een te laag olieniveau is de temperatuur al hoog opgelopen en de druk al enige tijd te laag geweest. De olietemperatuur tussen de kruktap en het glijlager is eveneens gestegen. Ook zal de tegendruk door de oliekanalen zijn gedaald, waardoor er meer speling ontstaat. De oliefilm vangt normaliter deze speling op. Zonder oliefilm maken de onderdelen onderling contact en ontstaat er mechanische wrijving.

Moderne auto’s zijn vaak uitgevoerd met een olieniveau- en temperatuurmeter. Beiden zullen vooraf een waarschuwing geven, voordat het oliedruklampje wordt geactiveerd door een te lage oliedruk.

Wanneer het oliedruklampje heeft gebrand, is het te allen tijde verstandig om de drijfstanglagers te controleren op schade. De onderstaande twee afbeeldingen tonen de ontstane schade door oliegebrek.

Schade aan drijfstanglagertap
Schade aan drijfstanglagers

Schade aan krukas- en drijfstanglagers en tappen ontstaat niet alleen bij smeeroliegebrek. Ook andere factoren spelen mee aan mogelijke schades:

  • Rijstijl: met een koude motor is de olie nog dik en de smering tussen de lagers en de tappen nog niet optimaal. Bij een zware motorbelasting met koude motor is de kans groot dat er lagerschade ontstaat.
    hoge belasting met lage toeren: de bovenste drijfstanglagers krijgen ontzettend hoge krachten te voortduren op het punt waar de drijfstang (bijna) loodrecht boven de krukas is gepositioneerd;
    lage belasting met hoge toeren: bij het omhoog bewegen van de zuiger komen ontzettend veel krachten vrij die door de onderste drijfstanglagers worden opgevangen.
    Naast de lager- en lagertapschades slijten andere motoronderdelen zoals de zuigers ook sneller met deze rijstijl. Vanzelfsprekend kan het bovenstaande worden voorkomen door met koude motor rustig op te trekken, dus met weinig belasting en niet boven de 3000 omw./min.
  • Low Speed Pre-Iginition: bij een ongecontroleerde verbranding die ontstaat tijdens dat de zuiger van het ODP naar het BDP beweegt. Vooral gedownsizede motoren met directe inspuiting die veelal voorzien zijn van een turbo. De verbranding vindt plaats op het verkeerde moment, waardoor er enorme krachten op de zuiger ontstaan. De zuiger, distributie en de lagers kunnen daardoor schade oplopen.

Nokkenas:
De nokkenassen bevinden zich bovenin de motor. De smeerolie zal bij een motor die net is gestart het laatst bij de nokkenassen aankomen. 

Krukas:
In een eerdere paragraaf is de schade aan de krukas- en drijfstanglagertappen behandeld. Dergelijke schades zijn het gevolg van een gebrek aan smeerolie. 

Een krukas krijgt veel krachten en trillingen te voortduren. In extreme gevallen kan de krukas breken. Dit is in bijna geen van de gevallen een materiaalprobleem, maar een gevolg van een defect in een ander deel van de motor of gebeurtenis tijdens het rijden:

  • Mechanische overbelasting door een abnormale verbranding of waterslag;
  • Plotseling vastlopen door een defect in de eindaandrijving (versnellingsbak of differentieel);
  • Overmatige trillingen door een defect dubbel massa vliegwiel, speling in de trillingsdemper of aangebouwde apparatuur zoals een PTO in bedrijfswagens waar in een bepaald toerengebied een trilling ontstaat met een te hoge frequentie;
  • Materiaalverzwakking door eerdere lagerschades;
  • Ondeskundige montage van drijfstang- en hoofdlagertappen;
  • Mechanische schade aan de krukas voor de montage.

Zuigerschades:
Er bestaan verschillende vormen van zuigerschade, bijv: vreetsporen, smeltsporen of losgekomen metaaldeeltjes.

Mogelijke oorzaken van zuigerschades kunnen zijn:

  • Smeerproblemen: sterk verouderde en vervuilde olie, een olie met een verkeerde viscositeitsindex, of een gebrek aan olie;
  • Thermische overbelasting: door een oververhitte motor kan een thermische overbelasting ontstaan. Ook kan gloeiontsteking, detonatie of een nadruppelende verstuiver van een dieselmotor;
  • Mechanische overbelasting: bij het langdurig met een (te) hoog toerental of onder een te zware belasting rijden;
  • Slijtage: door ouderdom kan de coating loslaten, waardoor het zuigermateriaal nog harder slijt.

Ook kunnen zuigerschades na een reparatie cq. revisie ontstaan:

  • Cilinderwand bevat oneffenheden: wellicht is een oud slijtageproces of defect niet goed opgemerkt en is de zuiger in een beschadigde cilinder gemonteerd;
  • Ondeskundige montage: door het niet zorgvuldig monteren van de zuigerveren en de zuigers kan een (kleine) beschadiging ontstaan die op een langer termijn een vervolgschade veroorzaakt;
  •