Zuigers en cilinders meten

Onderwerpen:

  • Zuigerdiameter meten
  • Cilinderdiameter meten
  • Zuigerspeling

Zuigerdiameter meten:
Met een schroefmaat kunnen we de diameter van een zuiger bepalen. De schroefmaat brengen we haaks ten opzichte van de zuigerpen aan; op deze plek treden de meeste krachten op als gevolg van de leibaankracht. Bij slijtage van de zuiger zal de diameter hier het meest afnemen.

In de technische gegevens van de fabrikant wordt de zuigermaat vermeld.

 

Cilinderdiameter meten:
Een cilindermeting voeren we uit met een meetklok die bevestigd is aan een binnenmeettaster. 
Met een cilindermeter kunnen we op diverse plaatsen in de cilinderruimte het verschil in diameter meten. Daarmee verkrijgen we een slijtagebeeld van de desbetreffende cilinder. De diameter kan tot op 0,01 mm nauwkeurig worden gemeten.

De cilindermeter bestaat uit een meetklok, een verbindingsstang met aan de onderzijde een taster en een verwisselbare stang. Afhankelijk van de cilinderdiameter (boring) dient deze stang met de juiste lengte te worden gekozen. In de koffer bevinden zich meestal rond de tien verschillende maten. Als de gewenste maat precies tussen twee meetkalibers in zit, kan men een vulring aan de kleinste kaliber aanbrengen om de gewenste lengte te krijgen.

Voorbeeld:
De cilinderdiameter bedraagt 87,00 mm. We kiezen de stang met een lengte van 85,00 mm en monteren een vulring van 3 mm om een lengte te krijgen van 88,00 mm. De lengte bedraagt nu 1 mm meer dan de cilinderdiameter: dit is van belang bij deze meting, omdat er in geval van slijtage de cilinderdiameter groter is geworden. De lengte van de stang bepalen we met een micrometer.

Om de meting te beginnen brengen we het onderste deel van de cilindermeter in de cilinderruimte aan. De volgende tekst gaat over de meting in de afbeelding:

  • Het rechter deel heeft een – niet in lengte verstelbaar – wieltje;
  • Het linker deel is de verstelbare meetstift waar we bij het instellen een stangetje van de juiste lengte op hebben gemonteerd;

Om de kleinste diameter te bepalen, bewegen moet de cilindermeter heen en weer worden bewogen. De wijzer in de micrometer beweegt van links naar rechts. In de afbeelding zijn drie posities te zien: links, midden en rechts. De middelste positie is getoond als donkergrijs, de andere posities zijn lichtgekleurd.

  • Bewegen naar de linker positie: meetstift veert uit de cilindermeter. De wijzer geeft 0,1 mm beweging aan;
  • Bewegen naar de rechter positie: meeststift veert wederom uit de cilindermeter, en de wijzer geeft ook weer 0,1 mm aan.
  • Meetklok in het midden: de diameter van de cilinder is hier het kleinst. De meetstift is daarom maximaal ingedrukt. De wijzer geeft nu 0 mm aan.

De wijzer hoeft niet per se 0 mm aan te geven als de cilindermeter in het midden staat. Als men er rekening mee houdt dat het nulpunt zich bij 50 op de wijzerplaat bevindt (de wijzer is 180 graden verdraaid t.o.v. de huidige situatie), dan zal de uitslag van 0,1 mm een beweging veroorzaken tussen 50 en 60 op de wijzerplaats; wederom 0,1 mm.

De bovenstaande stappen dienen op een aantal plaatsen te worden herhaald. Wanneer op alle plaatsen de meetklok in het midden op 0 mm uitkomt, is er geen slijtage. Beweegt de wijzer echter voorbij de 0, is de ruimte groter geworden. De slag van de wijzer is dan groter geworden: bijvoorbeeld in totaal 1,1 mm in plaats van 1,0 mm. Dat betekent dat er een slijtage aanwezig is van 0,1 mm.

De volgende afbeelding toont een cilinderruimte met drie mogelijke meethoogtes: 1, 2 en 3. De meting dient in zowel de langs- en dwarsrichting te worden uitgevoerd.

De diameter bovenin de cilinder (3) zal het grootst zijn: de krachten van de zuiger tegen de cilinderwand zijn hier minimaal. Halverwege de cilinder is de kracht het grootst: bij slijtage zal deze diameter het grootst zijn.

Een tip is om bij een dergelijke meting een schets te maken en de gemeten waarden hierop te noteren. Wanneer de diameter groter is dan de door de fabrikant opgegeven waarde, is de desbetreffende cilinder afgekeurd.

Zuigerspeling:
De speling tussen de zuiger en cilinder is afhankelijk van zowel de zuigerdiameter als de cilinderdiameter:

  • zuigerslijtage: diameter wordt kleiner;
  • cilinderslijtage: diameter wordt groter.

Meer slijtage resulteert in een grotere afstand tussen de zuiger en cilinder. Het gevolg is dat de zuiger meer bewegingsvrijheid heeft en gaat “kantelen”. Dit geeft tikkende bijgeluiden, veroorzaakt een hoger olieverbruik (de smeerolie kan nu makkelijk langs de zuiger in de verbrandingskamer komen) en kan alleen maar worden verholpen door een ingrijpende reparatie.

Er moet altijd een bepaalde zuigerspeling aanwezig zijn om:

  • het uitzetten van onderdelen bij opwarming mogelijk te maken;
  • ruimte voor een smeeroliefilm te houden.

Een vuistregel is: voor de gemiddelde zuigerspeling wordt 0,01 mm per cm zuigerdiameter aangehouden. Bij turbomotoren is dit iets ruimer, namelijk 0,015 mm per cm diameter. Wanneer we een zuiger hebben met een diameter van 80,00 mm, zal de boring van de cilinder (80,00 + (8 * 0,01 mm) = 80,08 mm moeten zijn.

Bij een te grote zuigerspeling moet men in de fabrieksspecificaties kijken wat de mogelijke vervolgstappen zijn:

  1. Cilinders boren en honen, alsmede overmaats zuigers monteren vanwege de grotere cilinderdiameter, is niet door alle fabrikanten toegestaan. Tevens moet men controleren of er in het verleden al een dergelijke aanpassing is gedaan. Sommige fabrikanten schrijven voor dat er maximaal 3x een overmaat mag worden gemonteerd;
  2. Is het monteren van overmaats zuigers niet toegestaan, of zijn de kosten te hoog, kan men er beter voor kiezen om het draaiende gedeelte te vervangen.