Distributie-innovatie maakt van vijanden vrienden
In de eerste jaren van de automobielbouw was de distributie eigenlijk geen issue. De nokkenas bevond zich meestal onderin het motorblok en kon met tandwielen door de krukas worden aangedreven. In die tijd werden meestal zijklepmotoren gebruikt, waarbij de kleppen met de steel omlaag waren gemonteerd. Toen later kopklepmotoren aan hun opmars begonnen, werden de kleppen meestal bediend door een onderliggende nokkenas met stoterstangen. Pas toen de efficiëntere bovenliggende nokkenas zijn intrede deed, kwam de vraag hoe de afstand tussen krukas en nokkenas moest worden overbrugd.
Vergis je niet, die bovenliggende nokkenas dateert al uit het jaar 1902, toen het Britse automerk Maudslay er voor het eerst mee kwam. De nokkenas werd aangedreven door een verticale as met kegelvormige tandwielen, die vanuit het midden van de krukas werd aangedreven. In de jaren 30 vinden we deze zogenoemde koningsas terug in de racewagens van Auto-Union. Ook op motorfietsen van Ducati is deze constructie lange tijd toegepast. Verder had Bentley in de jaren 20 een heel eigen distributie ontwikkeld voor zijn 6,5-litermotor. Daarbij werd door middel van drie stangetjes de bovenliggende nokkenas aangedreven.
Vervangingsintervallen
Hoewel de riem van de Glas 1004 officieel levenslang, oftewel 110 duizend kilometer meeging, werd wel geadviseerd hem om de 60 duizend kilometer te vervangen. Eind jaren 80, begin jaren 90 lag de gemiddelde vervangingsinterval op 75 tot 90 duizend kilometer, waarna deze geleidelijk werd opgerekt tot 120 bij TDI-motoren van Audi. Op dit moment adviseren auto- en riemenfabrikanten om de distributieriem uiterlijk na 180 duizend tot 250 duizend kilometer te vervangen, maar volgens Continental zijn er ook riemen die probleemloos 340 duizend kilometer meegaan. De vraag is hierbij vooral hoeveel tijd er overheen mag gaan voordat zo’n riem vervangen wordt. Bij de ketting zullen meestal onheilspellende geluiden of motorstoringen het signaal zijn dat de ketting vervangen moet worden. Hierbij ligt het risico op de loer dat de ketting een tandje verspringt of breekt en ernstige motorschade veroorzaakt.
Glas 1004
Pas in 1961 zagen we voor het eerst een distributieriem op een productieauto, de Glas 1004, een sportieve middenklasser met een kopklepmotor en een bovenliggende nokkenas. Dat er werd gekozen voor een distributieriem in plaats van een ketting was destijds een sensatie. De getande riem, versterkt met staal, was een product van Continental en moest volgens de fabrikant een ‘motorleven’ mee kunnen, oftewel 110 duizend kilometer. Aangeraden werd om de riem na zo’n 60 duizend kilometer te vervangen. Bijzonder in die tijd was dat de distributie zich buiten het motorblok bevond, waardoor dit blok korter en dus lichter was. Geen wonder dat de distributieriem hierna aan een snelle opmars begon.
Toch is de distributieketting nooit helemaal uit beeld geraakt. Zowel de riem als de ketting hebben hun voor- en nadelen en daarnaast zijn er autofabrikanten met een uitgesproken voorkeur voor een van de twee. Zo zal je in een Mercedes nooit een riem aantreffen voor de distributie, terwijl Volkswagen voor zijn diesels juist zweert bij een riem. Volgens riemenfabrikant Contitech hebben riemen en kettingen in de afgelopen dertig jaar elk een vaste voertuigdekking van 25 procent. De overige 50 procent van de markt schakelt regelmatig over van de een op de ander.
Voor- en nadelen
Van de distributieketting werd altijd gezegd dat hij een autoleven lang meegaat, maar inmiddels is gebleken, onder meer bij de TFSI-motoren van de VAG-groep, dat ze voortijdig uit kunnen rekken en dan vervangen moeten worden. Ook de spanners en geleiders zijn aan slijtage onderhevig. Doordat een ketting diep in het motorblok zit weggebouwd, heeft deze geen last van vuil en kan gesmeerd worden door de motorolie. Vervangen is doorgaans wel meer werk dan bij een snaar.
De voormalige aartsvijanden olie en rubber werken nu samen in één ruimte.
Een riem blijft altijd van dezelfde lengte en rekt dus niet op. Het nadeel is wel dat hij blootgesteld wordt aan vuil en daardoor gevoeliger is voor slijtage. Verder kan het motorblok zelf wel compacter worden gebouwd bij een riemaandrijving, maar nemen de poelies en de span- en geleiderollen juist meer ruimte in. Verder heeft een riem als nadeel dat er een oliekeerring op zowel de kruk- als de nokkenas zitten die voor extra wrijving en dus meer brandstofverbruik zorgen. Een riem heeft wel als voordeel dat hij stiller is dan een ketting en makkelijker vervangen kan worden.
Beste van beide werelden
Een nieuwe methode is momenteel bezig aan een opmars: de drie jaar geleden voor het eerst op grote schaal door Ford toegepaste ‘belt in oil’. Dit systeem combineert het beste van beide werelden door de riem in het motorblok weg te bouwen en mee te laten draaien in de olie. In het verleden was de combinatie rubber en olie funest, maar nieuwe materialen zorgen ervoor dat de voormalige vijanden nu in perfecte harmonie in één ruimte hun werk kunnen doen. Het resultaat is een stille, lichte, compacte, wrijvingsarme en duurzame overbrenging tussen krukas en nokkenas.
