Door Ben Geutskens

Carterventilatie of carterontluchting bij de Triumph 3TA motor

Algemeen:

Carterventilatie of  -ontluchting, toegepast bij viertakt motoren, is over het algemeen een onderwerp dat wat onderbelicht is. De handboeken “Veld- en basisonderhoud” en “Bediening en onderhoud” van de 3TA melden er niets over. Op internet vond ik een aardig stukje op het adres http://piled-arms.com/tech23.html , genaamd “Brit lubrication systems explained”, maar verder worden in de diverse fora alleen  problemen met specifieke motoren vermeld en niet de achtergronden en het doel van carterventilatie.

Het uitstekende boek “Het motorrijwiel” van Prof. Ir. A.L.W.Syffardt  (1961) geeft echter op blz. 67 en 68 nuttige algemene informatie.

Hieronder geef ik een samenvatting van wat ik gevonden heb over carterventilatie, mijn eigen interpretaties en logica als ex-scheepswerktuigkundige, eerst algemeen en dan specifiek voor de Triumph 3TA.

Wie nuttige aanvullingen heeft vraag ik dit aan de webmaster door te geven, zodat we een compleet overzicht kunnen krijgen.

Carterventilatie volgens Wikipedia:

In de internet encyclopedie heb ik over carterventilatie het volgende gevonden.

Carterventilatie is een systeem bij viertaktmotoren om dampen in het carter af te voeren.

Deze dampen ontstaan voornamelijk doordat er tijdens de compressie- en arbeidsslag van een viertaktmotor benzine\lucht mengsel of verbrandingsgas langs de zuigerveren lekt en onder de zuiger(s) in het carter terecht komt. Deze dampen bestaan uit onverbrande koolwaterstoffen (benzine), koolmonoxide, stikstofoxiden, lucht en oliedamp.

Doordat er steeds meer damp in het carter komt, ontstaat een overdruk, die uiteindelijk een weg zou zoeken langs keerringen en pakkingen. Om overdruk te voorkomen, worden de dampen afgezogen. Dit gebeurde lange tijd door een open pijp en de rijwind.

Om emissies naar de atmosfeer te beperken is dit systeem later gesloten uitgevoerd waarbij verse lucht wordt aangezogen via het luchtfilter en de onderdruk in het inlaatspruitstuk. De carterdamp wordt verbrand in de motor. Dit heet positieve of geforceerde carterventilatie of, in het Engels, Positive Crankcase Ventilation (PCV).

Het carter:

Door de op- en neergaande  beweging van de zuiger(s) zullen er in het carter  wisselende drukken ontstaan; bij overdruk kan dit leiden tot olielekkage langs met name de beweegbare afdichtingen in het carter, zoals de oliekeerringen.

Verder zal er door de verbrandingsdruk in de cilinder(s) gas langs de zuiger(s) lekken vanuit de cilinders naar het carter waardoor de carterdruk oploopt. Deze gassen kunnen de olie in het carter verontreinigen en verzuren.

Doel van carterventilatie:

Uit het voorgaande volgt dat het doel van carterventilatie is:

Uitvoeringen carterventilatie:

Wanneer men eenvoudig een opening in het carter zou maken, dan zou de overdruk weliswaar kunnen ontsnappen en schadelijke dampen worden uitgedreven, maar door de grote snelheid van de zuigers zou dit een erg groot gat moeten zijn, wil men overdruk voorkomen. Daar komt bij dat er door zo’n grote opening ook allerlei vuil in het carter terecht kan komen, zeker door de aanzuigende werking van de  zich omhoog bewegende zuigers. Ook zouden er door  het in- en uitpompen van de lucht z.g. pompverliezen ontstaan, wat verlies aan arbeidsvermogen van de motor met zich meebrengt. Daarom sluit men het carter meestal af met een roterende schuif of met een naar buiten openende, automatische, veerbelaste klep. Bij de neerwaartse slag van de zuigers staat de roterende schuif open of wordt, als er overdruk ontstaat, de automatische klep geopend. Bij de volgende opwaartse slag van de zuigers sluit de klep of schuif en ontstaat een onderdruk in het carter. Bij de constructie van een roterende schuif kan men bereiken dat bij een goed werkende motor steeds enige onderdruk in het carter aanwezig is, waardoor olielekkage vermindert of verhinderd wordt. Bij een eenvoudige veerbelaste klep zal het carter door deze veerdruk een kleine overdruk hebben, maar langs de zuigerveren lekkende verbrandingsgassen zullen wel kunnen ontsnappen.

Oorspronkelijk werd het carter vaak direct naar de buitenlucht geventileerd; later werden de carterdampen veelal naar de inlaat van de motor teruggevoerd, om de oliedampen te verbranden en verontreiniging van de buitenlucht te beperken.

Zo voert mijn Nimbus motor uit 1934 de carterdampen af naar het inlaatspruitstuk, waarschijnlijk meer om de inlaatkleppen te smeren dan om milieuverontreiniging te voorkomen.

Carterventilatie bij BSA en Triumph motoren:

Tot ca 1970 werd carterventilatie d.m.v. een roterende schuif direct naar de buitenlucht toegepast. Na die periode vond ontluchting plaats via de primaire kettingkast.

Carterventilatie bij de Triumph 3TA motor:

Teneinde het carter te ventileren is bij de 3TA de inlaatnokkenas hol uitgevoerd. Het nokkenaslager in de linker carterhelft is voorzien van een veerbelaste vlinderschuif waardoor de carterdampen kunnen ontwijken naar het pijpje onder aan de motor, naast de doorvoer van de dynamokabels. Het pijpje is met een slang verbonden die naar de achterzijde van het motorrijwiel loopt. Deze slang moet periodiek inwendig gereinigd worden, omdat er zich sludge in kan vormen.

Vanwege de constructie van de vlinderschuif kan deze zich bij een hoge druk in het carter niet automatisch openen, omdat zowel de veer als de carterdruk dezelfde kant op werken en de schuif tegen de zitting aandrukken. 

Volgens mijn metingen opent de vlinderschuif 18,5 graden voor BDP zuiger, staat vol open 87,5 graden na BDP zuiger en sluit 191,5 graden na BDP zuiger (11,5 gr na ODP), betrokken op beide zuigers, want de klep heeft twee openingen. Daarmee bedoel ik dat de vlinderschuif zich bij elke omwenteling van de nokkenas twee maal opent, wat nodig is omdat de nokkenas half zo snel draait als de krukas. Dit laatste is waarschijnlijk een overbodige toevoeging.

Het loopvlak van de vlinderschuif voor de carterontluchting

Vlinderschuif met veer

De schuif voor de carterontluchting met de twee nokken

 die in de slots van de inlaatnokkenas passen

De rechter carterhelft met links de uitlaatnokkenas, zonder gat,

en rechts de inlaatnokkenas, met ventilatiegat

Ontluchting van het carter via het gat in de inlaatnokkenas, die hol is, de veerbelaste vlinderschuif in het nokkenaslager en via de linker carterhelft door het pijpje naast de dynamo-doorvoer

Afvoer van de carterdampen via het inlaatnokkenaslager

en het pijpje van de linker carter helft

Verhaal en foto's : Ben Geutskens, oktober 2008