- Dé internetsite voor de Automotive Professional

Transcriptie

1 - Dé internetsite voor de Automotive Professional

2 WERKPLAATS Diagnose aan het tweedelig vliegwiel Foto s/tekeningen: LuK Defect DMF zorgt voor vreemde verrassingen Tweedelig vliegwiel in de werkplaats Loopt de motor op drie cilinders? Nee, het tweedelig vliegwiel is defect, zegt Ralph Neutel van LuK. Hoe kan een defect vliegwiel tot zo n klacht leiden? Waarom stuiten we steeds vaker op defecte tweedelig vliegwielen? En kunnen we zo n duur en kwetsbaar component niet veel beter vervangen door een vast vliegwiel? AMT gaat op zoek naar de antwoorden. De ex-lease-auto ziet er nog perfect uit. Hij biedt een zee van ruimte en zijn pittige diesel maakt hem vlot en toch zuinig. Goed, de teller staat al op km, maar daar staat tegenover dat van de ooit zo pittige nieuwprijs nog maar een derde over is. Kortom, deze ruime station met trekhaak is een verantwoorde aanwending van het gezinsbudget kilometer verder, is de auto terug in de werkplaats. De rammels bij starten en afzetten zijn ineens veel erger geworden en de geluiden en trillingen bij sommige toerentallen zijn ronduit irritant. Dit type storing is gemakkelijk te herkennen, zegt Ralph Neutel, technisch sales manager van LuK. Het tweedelig vliegwiel of DMF (Dual Mass Flywheel) is een slijtagedeel. Het gaat normaalgesproken minimaal tot km mee. Dus zie je een hoge kilometerstand en wordt de auto door het trekken van een zware aanhanger of door een agressieve rijstijl wat zwaarder belast, dan kan het DMF heel goed aan het einde van zijn levensduur zijn. De werkplaats die het tweedelig vliegwiel niet goed kent, komt voor vervelende verrassingen te staan. Alle reden voor een intensieve kennismaking. Zeker nu vrijwel alle diesels en ook steeds meer benzinemotoren zo n tweedelig vliegwiel aan boord hebben. Liever een vast vliegwiel? Een koele constatering, maar als het laatste spaargeld al in de auto zit, komt een kostbare vervanging even niet zo goed uit. Logisch dus dat collega s op het AMT Garageforum naar creatieve oplossingen zoeken: Heeft er iemand ervaring met het ombouwen van een DMF naar een vast vliegwiel? Antwoord: Ja hoor, ik heb dit al een paar keer gedaan en ik weet ook welke set je kunt gebruiken. Klinkt overtuigend, maar de vraagsteller twijfelt: Heb je dan geen problemen met de versnellingsbak? Zonder DMF zetten de trillingen zich toch voort in de bak? Antwoord: Nee, bij een vast vliegwiel gebruik je een koppelingsplaat met torsietrillingsdemper. Die vangt de trillingen op. Neutel raadt deze bezuiniging sterk af: Het DMF is juist ontwikkeld omdat de torsiedemper in de koppelingsplaat niet langer voldeed. Met de groeiende motorkoppels uit steeds lichtere motoren was de 22 hoekverdraaiing die een torsietrillingsdemper maximaal kan maken, niet langer voldoende. Een DMF maakt hoekverdraaiingen tot 110 mogelijk. Kan zijn, maar waarom biedt Valeo dan sets met vast vliegwiel aan, ter vervanging van het DMF? Tja, waarom?, Neutel blijft het antwoord schuldig. Maar hij kent wel de gevolgen: Pas geleden. Een monteur moest een versnellingsbak en koppeling van een VW Polo TDI vervangen. Hij bestelt een koppeling via het onderdelenbestelsysteem van de grossier. Dat gebruikt het kenteken als identificatie. Toch kreeg hij de verkeerde koppeling. Tenminste, dat dacht hij. Deze was 19 cm doorsnede ter Dé internetsite voor de Automotive Professional

3 Het kogellager is vastgelopen. Oorzaak: een beschadigde afdichting door thermische overbelasting. Bij te zware belasting drukken de windingen van de boogveren over elkaar. Voor vet is dan geen ruimte meer. Dat wordt langs de stoppen geperst en komt naar buiten aan de motorzijde. Dit vetverlies valt nog mee. Met 30% extra koppel door chiptuning kan het allemaal nog veel erger. Door slijtage is de radiale speling op het glijlager te groot geworden. Hoe komt een glijlager aan zijn einde? Een automobilist gebruikte zijn suv als echte terreinwagen. Helaas was het koppelingshuis niet 100% waterdicht en kwam er modder in het glijlager. Ook voeringmateriaal van een verbrande koppeling nestelt zich graag in het glijlager. Is de koppeling verbrand? Vervang dan ook het DMF. Blauwe verkleuringen op het contactvlak. Geen zorgen, dat is het gevolg van de normale bedrijfstemperatuur. Eens een voorlastschijf, nu niet meer dan wat gestolde bolletjes. Dit tweedelig vliegwiel is thermisch te hoog belast en moet worden vervangen. Van kwaad tot erger. Doordat glijlager of voorlastschijf versleten was liepen primair en secundair vliegwiel tegen elkaar. Vervangen! Een beetje verkleuring op het contactvlak is geen punt. Maar die verkleuring rond de klinknagelgaten is wel ernstig. Dit DMF is te zwaar belast geweest. Vervangen! Hotspots op het contactvlak. Dat is thermische overbelasting, maar nog net acceptabel. Scheurtjes door thermische overbelasting. Nu is het tweedelig vliegwiel niet meer bedrijfszeker en is vervanging nodig. Ook een blauw-paarse verkleuring aan de buitenzijde wijst op een veel te hoge thermische belasting en maakt vervanging nood zakelijk. De klinknagels van de koppelingsplaat hebben een groef gefreesd in het contactvlak. Dat verkleint het contactoppervlak. Het maximale koppel kan niet meer worden overgebracht. Vervangen! Tand verbogen bij de montage? Dat brengt de motorsturing van de wijs. Monteer een nieuw DMF. Zo n tandkrans veroorzaakt geluid bij het starten. Oorzaak: een defect aan de startmotor. Test de startmotor en vervang het tweedelig vliegwiel. wijl er een 20 cm koppelingsplaat inzat. Hoe dat kon? De originele koppeling en het DMF waren kortgeleden vervangen door zo n set met vast vliegwiel. Daarmee was ineens ook het defecte prise-aslager in de versnellingsbak verklaard. Andere optie: vastlassen! Ander voorbeeld: De TDCi van de Ford Mondeo had al jaren eerder een DMF dan dezelfde motor in de Transit. Dus kwamen mensen op het idee om koppeling, vliegwiel en startmotorsteun uit de Transit te gebruiken voor een goedkope Mondeo-reparatie. Optisch past alles. Maar die mensen vergeten dat de versnellingsbak van de Mondeo maar de helft weegt van die van de Transit. Daar komen ze pas achter als ze het prise-aslager moeten vervangen. Kan ik een vast vliegwiel monteren ter vervanging van het DMF op een Ford Focus I TDCi? vraagt een andere monteur op AMT Garageforum. Neutel antwoordt met een wedervraag: Wist je dat de versnellingsbak van de Focus TDCi lichter is dan die van de benzinemodellen? Denk je dan echt dat het ook wel goed gaat met een vast vliegwiel? Een andere bezuinigingsoptie, die een vraagsteller op AMT Garageforum overwoog, was het vastlassen van het primaire aan het secundaire deel van het DMF. Overbodig om die optie aan Neutel voor te leggen. Gelukkig kreeg de vraagsteller afdoende antwoord op het forum zelf: Het resultaat van vastlassen heb ik pas gezien bij een Citroën Picasso. Koppelingsplaat, drukgroep en versnellingsbakhuis kapot. - Dé internetsite voor de Automotive Professional 2

4 WERKPLAATS Diagnose aan het tweedelig vliegwiel Startproblemen Een tweede type DMF-storingen is moeilijker te herkennen: Een 6-cilinder VW-motor wilde niet meer op toeren komen. Het autobedrijf controleerde de distributie, verving de nokkenassen, mat de compressie, liet de cilinderkoppen reviseren en deed nog veel meer, maar niets hielp. Uiteindelijk loste het bedrijf het probleem op door het DMF te vervangen. Neutel legt uit hoe dat kan. Deze auto had een hoge kilometerstand. De boogveren in het DMF waren vermoeid geraakt en liepen niet meer goed door de glijschalen. De oneenparigheidstrillingen van de motor werden minder goed gedempt en de motorsturing was het niet langer eens met de bewegingen die de krukassensor doorgaf. Zo is ook de klacht: Loopt op drie cilinders, soms te herleiden tot het tweedelig vliegwiel. Zo n motor loopt niet echt op drie cilinders, maar de vrije slag van het DMF is te groot. Dat geeft het motormanagement het idee dat het stationair toerental niet klopt. De motor probeert dat te corrigeren en dat geeft die slechte stationairloop. Net als slecht aanslaan: Bij starten en afzetten wil het DMF heel ver uitslaan. De voorlastschijf voorkomt dat. Is het wrijvingsmateriaal op die voorlastschijf verbrand door overbelasting of gewoon versleten, dan maakt de krukas een andere beweging dan het motormanagement verwacht. Daardoor slaat de motor slecht of soms zelfs helemaal niet meer aan. Let op de tanden Nog meer elektronische storingen met een mechanische oorzaak in het DMF: Bij het monteren wordt soms een tand van de impulsring aangestoten. Staat hij scheef, dan kan ook dat de motorsturing van de wijs brengen. Of bij het bestellen wordt er alleen naar het bouwjaar gekeken: Maar in dat jaar is er een modificatie aan het patroon van de impulstanden geweest. Tijdens de montage is er nog niets aan de hand, alles past. Maar ja, dit tandpatroon hoort niet bij deze motor. Dus hij slaat niet aan. Heel vervelend. Alles kan weer uit elkaar en bovendien duurt het vaak een tijd voor je door hebt wat de oorzaak van het probleem is. Kijk uit met chiptuning En dan is er nog een derde type DMF-storingen. Dat zijn de tweedelig vliegwielen die kapot gaan omdat er een ander probleem in de auto Hoe werkt het tweedelig vliegwiel? Moderne motoren leveren een hoog koppel bij laag toerental. Prachtig voor de automobilist, niet altijd even prettig voor de aandrijflijn. Immers, bij iedere krachtige arbeidsslag versnelt het vliegwiel, om weer te vertragen in afwachting van de volgende klap. Dat zorgt voor een trilling die zich voortzet in de aandrijflijn. Als we willen begrijpen hoe dat gebeurt, is het goed om de aandrijflijn voor te stellen als een massaveersysteem, dat bestaat uit drie massa s en twee veren. De eerste massa is de motor, de eerste veer is de koppeling, massa 2 is de transmissie, veer 2 wordt gevormd door de aandrijf- Primair vliegwiel Torsiedemper (veer-/dempingsysteem) Secundair vliegwiel met koppeling (Starre) Koppelingsschijf Het DMF verlaagt de resonantiefrequentie naar 400 t/min. Hoe? Door gewicht (het secundair vliegwiel) aan de transmissie toe te voegen. assen en de derde massa is het aangedreven voertuig. Klapperende tanden Nu gaat de eerste massa een trilling introduceren. Die bestaat uit een arbeidsslag om de 180. Via veer 1 (de koppeling) neemt massa 2 (de transmissie) die trilling over en via veer 2 (de aandrijfassen) gaat ook massa 3 (het voertuig) meetrillen. Nu is daar allemaal best mee te leven totdat de frequentie van de trilling gelijk wordt aan de eigen frequentie van massa 2 (de transmissie). Als dat gebeurt wordt massa 2 opgeslingerd en komt terecht in een heftige trilling met enorme amplitude. Die eigenfrequentie van de versnellingsbak in het voertuig ligt bij zo ongeveer 1600 t/min. Zonder tegenmaatregelen zouden bij dat resonantietoerental de tandflanken heftig op elkaar klapperen. Creatief met massa Dit probleem los je op door het massaveersysteem zo aan te passen dat de resonantiefrequentie buiten het werkveld van de motor komt te liggen. Door massa 2 (de transmissie) zwaarder te maken kun je de resonantiefrequentie laten dalen naar 400 t/min. Trillingmodel De aandrijflijn als massaveersysteem. De resonantiefrequentie van massa 2 (transmissie) ligt middenin het bruikbare toerengebied van de motor. Maar ja, als je de ingaande as van de transmissie te zwaar maakt, kun je niet meer schakelen. Althans, het kan wel, maar het synchroniseren duurt dan al gauw 30 seconden. In 1985 bedacht LuK een oplossing voor dit probleem, door een starre koppeling (dus zonder torsiedemper) tussen het extra transmissiegewicht en de versnellingsbak te plaatsen. Daarmee was het tweedelig vliegwiel geboren. Constructie van het tweedelig vliegwiel Constructief bestaat het tweedelig vliegwiel uit een primair en Motor Transmissie Voertuig Koppeling Aandrijfassen een secundair vliegwiel. Op het primaire vliegwiel liggen lange boogveren in glijschalen. Ze zijn opgesloten door een deksel. Aan het secundaire vliegwiel zit een pendel geklonken. Als beide vliegwielen ten opzichte van elkaar verdraaien, drukt het pendel, de lange boogveren samen. De wrijving tussen boogveren en glijschalen helpt het systeem bij de start van de motor door de resonantiefrequentie heen. Veel tweedelig vliegwielen hebben een extra wrijvingsinrichting in de vorm van een voorlastschijf Dé internetsite voor de Automotive Professional

5 zit. Ook die zijn terug te vinden op AMT Garageforum: Na vervanging van het tweedelig vliegwiel van LuK was het na km alweer defect. Dat is geen normale slijtage, weet Neutel. De verschillende trillingsdempers in de aandrijflijn nemen elkaars werk over. Gaat de krukasdemper kapot? Is de dynamovrijlooprol vervangen door een rol zonder vrijloop? Zijn de trillingsdempers op de balansassen defect? In al die gevallen moet het DMF harder werken. Ook als de motor gechiptuned is moet het DMF harder werken. En dat is oppassen, want het DMF is heel gevoelig voor overbelasting. Neutel legt uit hoe dat komt: Bij zware belasting verdraait het pendel over een grote hoek. Daarbij drukt het de boogveren ver in elkaar. Dat gaat goed tot de windingen van de veren op elkaar komen. Neemt de belasting verder toe, dan worden de windingen over elkaar heen gedrukt. Komt het zover, dan is er geen ruimte meer voor het vet. Dat wordt langs de stoppen geperst en komt aan de motorzijde naar buiten. Zonder vet is er geen koeling meer. De boogveren worden recht en ze glijden niet meer in de schalen. Uiteindelijk blokkeren de veren in verdraaide positie. Bij demontage moet je dan een stuk uit het secundaire deel slijpen, want je kunt niet meer bij de bouten. Levensduur: 0 km Ook van een slechte startmotor of accu moet het DMF niets hebben: Slaat een motor slecht aan, dan blijft hij hangen in het kritisch toerental van het DMF. Daar wordt het opgeslingerd, dus is de belasting erg groot. Dat kan zelfs voor een splinternieuw DMF fataal zijn: Een garagebedrijf deed een onderhoudsbeurt aan een VW Passat en verving koppeling en DMF. Na vervanging van het brandstoffilter probeerde de monteur de auto startend te ontluchten. Omdat de accu niet meer helemaal fris was draaide de motor te lang in het kritisch toerental. Zo kwam het DMF aan zijn einde voor de auto ook maar één kilometer had afgelegd. Erwin den Hoed Tweedelig vliegwiel testen Stel, de koppeling is versleten. Vervangen we nu ook het tweedelig vliegwiel of niet? Als de nagels van de versleten koppelingsplaat een mooie baan hebben uitgefreesd in het wrijvingsoppervlak is het niet zo moeilijk. Scheurtjes of blauwverkleuringen die wijzen op thermische overbelasting zijn ook goed te bespeuren, net als vet dat naar buiten komt. Maar wat nu als zulke sporen niet zichtbaar zijn, gaat het tweedelig vliegwiel dan nog een koppelingleven mee? Als we dat willen weten, moeten we eigenlijk in het binnenste van het vliegwiel kijken. Het nadeel daarvan is dat we dan de rekbouten moeten demonteren Hefboom Meetklokhouder Afstandsring voor blokkeergereedschap Gebruiksaanwijzing Blokkeergereedschap Adapter Gradenschijf Frame voor gradenschijf Meetklok Gaat het tweedelig vliegwiel nog een koppelingleven mee? Het DMF-testkoffertje geeft het antwoord. Eerst met de hefboom het vliegwiel verdraaien en op de gradenboog de vrije slag aflezen. en na de inspectie vervangen door nieuwe. Niet doen!, zegt LuK, gebruik gewoon ons testgereedschap. De grossier die het tweedelig vliegwiel levert heeft het beschikbaar. Met het gereedschap controleert u zonder demontage de vrije slag van het pendel en de kantelspeling. Hoe groot die mogen zijn? Dat vertelt de meetdataschijf. Dé internetsite voor de Automotive Professional Het tweedelig vliegwiel daadwerkelijk in actie zien? Kijk op Kies de rubriek: Video, subrubriek: Transmissies. Dan op het meetklokje de kantelspeling aflezen. Ten slotte de meetwaarden vergelijken met de maximaal toegestane op de DMF-dataschijf. - Dé internetsite voor de Automotive Professional 4