GaragastenEncyclopedie

DE AANDRIJFLIJN

* AlleeditiesvandeGaragastenEncyclopediekanjenogaltijddownloadenvandeGaragastenPagina’sopwww.toekomstopwielen.be

**OpdeGaragastenPaginavanwww.toekomstopwielen.bekanjenietalleenalleeditiesvanjelievelingsencyclopediedownloaden.Jekanerookcoolespelletjesspelen,vijfjaargangenvandeGaragastenKrantdoorbladerenenglasheldereanimatiesbekijken...overdeversnellingsbakbijvoorbeeld.

Let op de lijn!

D e aandrijflijn, dat zijn alle onderdelen die je nodig hebt om de wielen van een auto te laten draaien. Daar horen de wielen zelf bij natuurlijk, net als de assen waarop die

wielen draaien. Op deze pagina’s krijg je een mooi overzicht van hoe de aandrijflijn van een auto er vandaag uitziet. En het zal je opvallen hoeveel van die onderdelen haarfijn werden uitgeplozen in de voorbije edities van de GaragastenEncyclopedie.*

2

MotorDemotor produceert de energie waarmee de wielen vaneenautokunnendraaien.Daartoezetdemotorbrandstofominbeweging(hetwoord‘motor’isdanookafgeleidvanhetLatijnsewoordvoor‘bewegen’).Alleonderdelenvaneenmotorvindjenetjesopeenrijtjeoppagina4en5.Hoeeenautomotor precies werkt kan je nalezen in de allereersteuitgavevandeGaragastenEncyclopedie.

Versnellingsbak Eenversnellingsbak**iseenprachtigeverzamelingassen en tandwielendiegebruiktwordenomdedraaisnelheid vandemotor om te zetten in een tragerebeweging voordewielen.Waarom?Elkemotordraaithetbestopeenbepaaldtoerental.Bijdattoerentalzetdemotordebrandstofhetbestominener-gievoordewielen.Maaromdatdattoerentalaltijdhogerisdandesnelheidwaarmeedewielendraaien,zouhetnietverstan-digzijnomdiewielenrechtstreeksmetdemotorteverbinden.Deversnellingsbakiseenmooieoplossing.

3

GaragastenEncyclopedie De aanDrijflijn

DifferentieelDeaandrijfas looptniet inéénstukvanhetenewielnaarhet andere.Eigenlijk zijnhet twee assen dieelkéénwielaandrijven.Inhetmiddenzithetdifferentieel.Hoezo’ndif-ferentieelerpreciesuitzietenhoehetwerkt,leesjeoppa-gina6en7.

Wielassen

CardanasDe cardanas brengt de krachtvan de motor (die voorin ligt)over op de achterwielen. Zevormtdeverbinding tussendeversnellingsbak en het diffe-rentieel. In de jaren 30 van devorigeeeuwbedachtdeFranseautobouwer André Citroën eenslimmemanieromdecardanasuittesparen.Hijzettedemo-tortussendevoorwielenenzorgdeervoordatdemotorrechtstreekshetdifferenti-eelaandreef,samenmetdeaandrijfassen van de voor-

wielendieaandatdifferentieelvastzitten. De voorwielaandrij-vingwasgeboren.Vandaagvindje zowel auto’s met voor- alsmet achterwielaandrijving oponzewegen.

WielenDewielen,ofbeterdebandenopdiewielen,zijnhetenigeonder-deelvaneenautodatcontactheeftmet de weg.Rekendusmaardatdekeuzevanjebandengrotegevolgenheeftvoordepresta-tiesvandeautoénvoorjeveiligheid.Ookdaaroverkanjemeerlezenineenvorigeeditievandezemegacooleencyclopedie.

De motor drijft aan

D e motor is de krachtbron van een auto en dus het begin van de aandrijflijn. We noemen ‘m een verbrandingsmotor als hij z’n energie haalt uit de verbranding van een brandstof (zoals benzine

of diesel). Maar bovenal is zo’n motor een prachtig stukje techniek dat op een ingenieuze manier z’n kracht doorgeeft aan de wielen. Hier krijg je alle onderdelen op een rij.

4

CilinderDe cilinder is een afgesloten kamerwaarin de brandstof tot ont-brandingwordtgebracht.Eenautomotorheeftmeestalvierofzescilinders.Ooitalhorensprekenovereenautomotormeteeninhoudvan1,8liter?Datslaatopdetotaleinhoudvandecilindersengeeftaanhoeveelruimte er isomhetbrandstofmengsel (mengsel vanbrandstofenlucht)teverbranden.Vroegerwarenmotorenmeteengroterecilinderinhoudaltijdkrachtiger.Tegenwoordigisdatnietzo.Dankzij geavanceerde technologie kunnen ook motorenmet eenkleinerecilinderinhoudbestkrachtigzijn,ensomszelfskrachtigerdanhungroterebroers.

ZuigerEenzuigeriseenrondeschijfdieopenneerkanbewegenindeci-linder.Rondomdezuigerzittenzuigerverenzodatergeengasnaaronderenkanontsnappen.

BougieDebougiezorgtvoordevonkdienodigisomhetmengselvanbrandstofenluchtindecilin-derteontsteken.Eenbougieistypischvoorbenzinemotoren.Dieselmotorenhebbengeenbougienodig,omdatde hoge druk indecilinderdeluchtzoheetmaaktdatdebrandstofvanzelfontvlamt.

GaragastenEncyclopedie BanDenGaragastenEncyclopedie De aanDrijflijn

5

KleppenElkecilinderheeftminstensééninlaatklepenéénuitlaat-klep.Viade inlaatklepstroomthetmengselvanbrandstof en lucht in de cilinder. Via de uitlaatklep stromende ver-brandingsgassenuitdecilinderweg.Insommigemotorenheeftelkecilinderzelfstweeinlaatkleppenentweeuitlaat-kleppen.

NokkenasDekleppenwordenbedienddoordenokkenas,waaropvoorelke klep een aparte nok is aangebracht.Die nokbepaaltprecieswanneer eenklepopent,hoe ver dieopengaatenwanneerdiesluit.Bovendienbepaaltdenokofdekleplang-

zaam of snelopentensluit.Dat isheelbelangrijk,wantalleenalsdekleppenperfect zijnafgesteld,wordende cilinders gevuld met de ideale hoeveelheidbrandstof en lucht.Bij eenmotormet dubbelenokkenaszijndeinlaatnokkenenuitlaatnokkenelkopeenaparteasaangebracht.

KrukasDekrukaszetdeop-en-neerbeweging vandezuigersomineendraaibewegingvoordewielen.Eenkrukasiseenrondestaafmetdaaropéénofmeerdereuitsteeksels(krukken)dieinverbindingstaanmetdebewegendezuigers.Alsdezui-gerbeweegt,wordtdekrukweggeduwdengaatdekrukasdraaien.Dekrukasverbindtdemotormetdeversnellings-bak.

DistributieViaschijveneneenriemdrijftdekrukasookdenokkenasaan.Dieaandrijvingwordtdistributiegenoemd.Denokken-asdraaitaltijd half zo snelalsdekrukas.Deverhoudingtus-sendietweesnelheden(2:1)isdedistributieverhouding.Enigideehoederiemheetdietussendetweeassenloopt?Juistja,dedistributieriem.

* Deaangedrevenasisdewielasdieviadecardanasverbondenismetdemotorendusdekrachtvandemotorontvangt.Bijeenwagenmetvoorwielaandrijvingisdevoorstewielasdeaangedrevenas,bijeenwagenmetachterwielaandrijvingisdatdeachterstewielas.

Doordacht, dat differentieel

D ankzij het differentieel kan een auto veilig en vlot bochten nemen. Het is een ingenieuze constructie die in het midden van de aangedreven as* zit. En dus is het differentieel een onmisbaar

onderdeel van de aandrijflijn. In dit stuk gaan we ervan uit dat de achterste wielas de aangedreven as is.

Steljeevenvoor.Jekrikthetachtereindvaneen auto op, zodat de achterwielen vrij in deluchtzweven.Alsjedangasgeeft,gaandetweeachterwielenpreciesevenharddraaien.Maarals jeeenvandetweewielenblokkeert,gaathetanderetweekeerzohardronddraaien.

Datdetweewielenopdeaangedrevenasmet een aparte snelheid kunnen draaien,hebben we te danken aan het differentieel.Dieknappeconstructieisomeenheelgoeieredenbedacht.Wantalseenautoeenbochtmaakt,isdebaanvanhetbuitenstewieleenstuk langer dan de baan van het binnenstewiel.Omdathetin dezelfde tijd een grotere afstand moet afleggen, moet het buitenstewieldussnellerdraaien.Maardatkannooitals de twee wielen vast op één as zitten.Dankandeasbrekenofkunnendebandenscheuren.Inelkgevalzullenzeverschrikke-lijksnelslijten.

Gelukkigzittendebeideachterwielenvaneenautoiederop een halve as.Dietweeas-senkomen inhetmidden, inhetdifferenti-eelhuis, bij elkaar. Daar worden ze, via decardanas, aan de motor gekoppeld. Op diemanierkunnenzedusmeteenverschillendesnelheiddraaien.

6

Hoe werkt een differentieel?

1Pignon2Kroonwiel3Satellietenhuis4Zonnewielen5Aandrijfas6Satellieten

GaragastenEncyclopedie De aanDrijflijn

7

Hetpignonwordtaangedrevendoordemotorendrijftopzijnbeurthetkroonwielaan.Hetsatel-lietenhuis is vast verbondenmethetkroonwielen kan dus ook ronddraaien. De zonnewielenzijnelkverbondenmeteenaandrijfasdieopzijnbeurt vast verbonden is met een aangedrevenwiel.Alsdeassendraaien, draaiendusookdewielen. De satellieten zijn vast verbondenmethetsatellietenhuis,enkunnenindatsatellieten-huisomhunasdraaien.

Stelnudatdetweeaangedrevenwielenvaneenautoopdegrondstaan.Danzaldemotoropdebeide zonnewielenevenveel krachtmoetenuit-oefenenomhen inbewegingtebrengen.Daar-door zullen alle tandwielen behalve het pignonalsééngeheelronddraaien.Zebewegendusniettenopzichtevanelkaar.Maarals jeéénvandeaangedreven wielen van de grond oplicht, danzalditwielenhetdaaraanverbondenzonnewiel

bijnageenweerstandbiedentegendekrachtvandemotor.Duszullendesatellieteninhetsatel-lietenhuis om hun as gaan ronddraaien omdataan hun ene zijde een tandwiel zit dat weer-stand biedt tegen beweging (het zonnewiel datverbonden ismethetwieldatnogopdegrondstaat),enaanhunanderezijdeeentandwielzitdatbijnageenweerstand tegenbewegingbiedt(hetzonnewieldatverbondenismethetwieldatnietmeeropdegrondstaat).Zezullendusmethunvertandinggaanaflopentegenhetzonnewieldatweerstandbiedt.Omdathetaantaltandenopbeidezonnewielengelijk is,zaldesnelheidvanhetzonnewieldatverbondenismethetvrijhan-gendewielverdubbelen(terwijlhetanderezon-newielblijftstilstaan).Hetenigewatjeverdernogmoetweten,isdatopdetekeninghetlinkerzonnewielmetdedaaraanverbondenaandrijfasvrijkandraaientenopzich-tevanhetkroonwiel.

Hoe koel is een motor?

e en verbrandingsmotor werkt met brandstof en een vonk. Je kan dus wel raden dat zo’n motor heel wat warmte produceert. Eigenlijk wordt maar 30% van de brandstof omgezet in bewegingsenergie, de

rest in warmte. Daardoor kan de temperatuur van een motor flink oplopen. En dat kan gevaarlijk zijn. Als de motor echt te heet wordt, smelten de rubberen verbindingen, wordt de olie zo dun als water en zetten de zuigers zo ver uit dat ze vastlopen in hun cilinders.

8

Vroegerwerdenmotorenvaak

gekoeldmeteenventilatordieluchtoverdemotorblies.Luchtkoe-

lingheettedat.Maarbijmodernemotorenisdebedrijfstemperatuurheelbelangrijk,datisdetemperatuurwaarbijdemotorhetallerbestepresteert.Allemotoronderdelenkrimpenimmersalshetkoudisenzettenuitalszeopwarmen.Zewordenduszógeconstrueerddatzeexactdejuisteafmetingenhebbenalsdemotoroptemperatuuris.Dieidealebedrijfstemperatuurligtmeestalzorondde90°C.Omdemotoropdieconstantetemperatuurtehouden,moesterduseenbeteremaniergevondenwordenomtekoelen:dewa-

terkoeling.

GaragastenEncyclopedie De aanDrijflijn

9

Bijeenwatergekoelde

motorzithetmotorblokvolruimtenwaarkoelvloeistofdoorheen

loopt.Ditishetrodecircuitindetekening.Dekoelvloeistofneemtwarmteop.Aandievloeistofwordenverschillendeproductentoegevoegd:anticor-rosiemiddelen,maarookmiddelendiehetvriespuntverlagenenhetkookpuntverhogen.Bovendienzorgtdekoelvloeistofvooreenbehoorlijkgoedesmering.Natuur-lijkwordtdevloeistofopdenduurzelfookwarm.Daar-omwordtzeophaarbeurtafgekoelddoorderadiateur.Diebestaatuitaluminium vinnen enleidingenwaardevloeistoftraagdoorheenloopt.Hetaluminiumheeftdaardoordetijdomdewarmtevandevloeistofovertenemen.Ditishetgelecircuitindetekening.

“Enwordtzo’nradiateurnaeentijdniettewarm?”,

vraagjejemisschienaf.Gelijkhebje.Ookderadiateurmoetafgekoeldworden.Endatgebeurtmet...buitenlucht.Deradiateurwordtdanookopdeidealeplekgeplaatstomrijwindoptevangen:vóórdemotorenvlakachterdegrille.Enzelfsalsergeenrijwindis,bijvoorbeeldalsjetijdenseenzomerse

dagindefilestaat,hoefjenognietinpaniekteslaan.Omtebelettendatderadiateurenhetkoelwatertewarmworden,gaateeninge-bouwdeventilatordraaiendievoorwindzorgt.Jemerkthet,erisechtaanallesgedacht.

10

Malle Kevers

Vandaagzijnwehetgewoondathetmotorblokvaneenautoonderhetvoorstekofferdekselzit.Maardat isnietbijalleauto’szo.Envroegeralhelemaalniet.Bijdeberoemde Volkswagen Ke-ver,bijvoorbeeld,zatdemotoronderhetachter-ste kofferdeksel. Ook andere bekende merken,zoalsFiat,bouwdenauto’swaarbijhetmotorblokachter de passagiersruimte zat. Net als som-mige Oost-Europesemerken dat na de Tweede

Wereldoorlog deden (Skoda,bijvoorbeeld,eenmerkdatnog steeds bestaat.) Ook

vandaag nog zijn

er constructeurs die demotor in sommigemo-dellen achteraan inbouwen, zoals Porsche enFerrari.

Vroegerhaddenauto’smetdemotorachter-aanvaakeenslechtrijgedrag.Omdathetgewichtvandemotorachteraanzat,haddendevoorwie-len, die je gebruikt om te sturen, een slechter contact met de weg.Daardoorhaddewagendeneigingomdebochtniethelemaaltenemenzo-als je die had voorzien. In een bocht naar linksgingdewagenbijvoorbeeldietsmeernaarrechtsdanjebedoeldhad.Ditnoemenweonderstuur*.Dankzijslimmetechniekenslagenconstructeurservandaaginomtochdeideale50/50-verhoudingte bereikenmet demotor achterin.Ditwil zeg-gendaterevenveelgewichtopdevoorasalsopdeachteras ligt.Probleemonderstuuropgelost,inderdaad.

Door de jaren heen is er flink gesleuteld aan de aandrijflijn. Niet alleen om de aparte onderdelen te verbeteren, maar ook om voor alle onderdelen de beste plaats in het geheel te vinden. Neem nu de motor...

* OveronderstuurkanjealleslezenineenvorigeeditievandeGaragastenEncyclopedie.Evensurfennaarwww.toekomstopwielen.be.

Waar vuur is, is rook.

W ie wel ’s een vuurtje stookt, weet dat je maar beter geen rook kan inademen. In rook zitten immers schadelijke stoffen. Bij de uitlaatgassen van een auto is dat niet anders. Al doen

autobouwers heel wat inspanningen om de uitstoot van hun wagens zo schoon mogelijk te maken. Maar echt schone auto’s bestaan ook: die rijden op elektriciteit in plaats van op brandstof. Of op een combinatie van beide. En in hun aandrijflijn duiken een paar nieuwe onderdelen op:

De elektromotor

Diezetelektriciteitom ineendraaiendebeweging voor de wielen. De elektromotorheeft geen bewegende zuigers, cilinders ofnokkenassenendraaitdaardoorzogoedalsgeruisloos.

De accu

Deze grote batterij is een primamanierom elektriciteit op te slaan. En die elektri-citeit is nodig om de elektromotor te doendraaien.Isdeaccubijnaleeg,danmoetje‘mopladen via hetstopcontact. Gewone auto’shebbenookeenaccu,maargebruikendieal-leenomtestarten.

Accu’srakensnelleegendusmoetjezevaakweeropladen.Tenzij jenaastdeelek-tromotor ook nog een gewone benzinemo-torhebt.Diekandanenergieleverenomdeelektromotoraantedrijvenofomdeaccuopteladen.Danhebjeweleengeneratornodig,hetonderdeeldatenergievaneenverbran-dingsmotoromzetinelektrischeenergie.

11

GaragastenEncyclopedie De aanDrijflijn

12

Wie maakt de aandrijflijn?

j e weet intussen dat de aandrijflijn van een auto uit verschillende onderdelen is opgebouwd. Die moeten allemaal perfect op elkaar zijn afgesteld om de auto te doen rijden. Stel dat de distributieriem

het begeeft of dat de versnellingsbak hapert. Of dat een van de zuigers stuk is. Gelukkig kan je dan bij echte vakmensen* terecht die precies weten hoe een auto in elkaar zit.

Wiemetpechaandekantstaat,belthetbestevennaardewegenwacht.Wegenwach-tersstaandagennachtparaatomauto’stereparerendietijdenshetrijdendefectraak-ten.Zewetenperfecthoeeenautoinelkaarzit en kunnen de lastigste problemen aan.Maarookdegaragistbijjouindebuurtiseenkeiinautotechniek.Hijvervangtdedistribu-tieriem, stelt de versnellingsbak haarfijn afenvervangtdezuiger.Degaragistheeftna-tuurlijkeenauto-opleidinggevolgd.Maaromvanauto’sjeberoeptemaken,moetjevooralgekzijnvanalleswatopwielenrijdt.

Ingroteregarageswerkenvakluidiezichgespecialiseerd hebben in bepaalde onder-delen van het autovak. Demecanicien bij-voorbeeld(ofmeccano,zoalshijinsommigegaragesgenoemdwordt).Hijsteltdekleppenaf,repareerthetdifferentieelenvervangtdenokkenas. Bovendien kan hij primamet decomputer overweg, want de moderne wa-

genzitvolelektronica.Demecanicienwordtvaak bijgestaan door een hulpmecanicien,eenjongeautospecialistdiehetvaksnelwillerenen zijnogenenorendaaromgoeddekostgeeft.Alsdehulpmecaniciengoedoplet,wordthijopeendagzelfmecanicien.* Negenjongeautofansvertellenenthousiastoverhunberoepindeautosectoropdewebsitewww.toekomstopwielen.be/studenten.Klikop‘beroepen’enbekijkhetfilmpjevanhetberoepdatjouhetmeestaanspreekt.Ofbekijkzeallemaal.

Auto’s en deonderdelen vanhun aandrijflijnwordenvoortdu-rend vernieuwden verbeterd.Daarom heeftelkautomerkeenpak ingenieursindienst.Dat zijnslimmevaklui,dieniet alleen veel

verstand hebben van techniek, maar ookvanchemie,fysica,wiskundeeninformatica.Eerstmakenzeberekeningenentekeningen,daarna testen ze hun vernieuwingen in hetecht uit. Het model van zo’n vernieuwendeauto,noemjeeenprototype.Vaakzienzeernogalapartuit,alsofzezozijnweggeredenuiteenscience-fictionfilm.Prototypeskanjehetbestbewonderen tijdenseenautosalon,zoalserinBrusselelkjaarinjanuarieentjegeorganiseerdwordt.

13

© BMW AG

GaragastenEncyclopedie De aanDrijflijn

Wist je dat?

14

Motorfietsenhebbeneenheelandereaandrijflijndan

auto’s.“Hoezo,”denkje

dan,“motorfietsenhebbentochookeenmotor,versn

ellingenenwielen?”Klopt,

maardaarhoudendegelijkenissenzoeenbeetjeop.H

etgrootsteverschilzit‘min

demanierwaaropdekrachtvandemotoropdewielen

wordtovergebracht.Auto’s,

datweetjeintussen,gebruikendaareencardanasvoo

r.Motorfietsendoendatmet

een ketting of een aandrijfriem.Waarom?Omdatdieveellichterzijnenminder

energie verloren latengaan.Dat is trouwensookde

redenwaaromfietseneen

kettinghebbenengeencardanas.Kanjejealvoorste

llenhoehardjezoumoeten

trappenomzo’nzwareastelatenronddraaien?Bije

enmotorfietskandeketting

tot20.000kilometermeegaan,maardanmoetjeze

welregelmatig smeren(om

de400tot500kilometer).Bovendienmoetzeafentoe

wordenbijgesteldomdatze

doordesterkekrachtenvandemotorlangzaamuitre

ktendusslapperwordt.

GaragastenEncyclopedie De aanDrijflijn

15

Toch hebben sommige motoren geen ketting,maareenaandrijfriem.Dat iseengetande riem uit kunststof diedeuitgaandeasvandeversnellingsbakmethetachterwielverbindt.Zo’nriemgaattot50.000kmmeeenhoeftnooitgesmeerdteworden.Nadelenvandetandriem:alserteveelkrachtopuitgeoefendwordt,gaathijoverdetandwielenslippen.Waardoordiekrachtnatuurlijkhelemaalverlorengaat.

Kettingenaandrijfriem...Mmm,geenandereaandrijfsystemenmeerbij

demoto?Oh,tochwel.Erbestaanimmersookmotorfietsenmeteen...car-

danas.Zoalsbijeenauto,jawel.Ookhetprincipeishelemaalhetzelfde:de

cardanasverbindtdeuitgaandeasvandeversnellingsbakmethetachter-

wielenbrengtzodeaandrijfkrachtover.Vanalleaandrijfsystemengaatde

cardanastrouwenshetlangstmee.Deaszitnamelijkineennetjesafgeslo-

ten behuizing,waarzeineenoliebadronddraait.Opdiemanierwordtze

voortdurendgesmeerd,terwijlvuilenvochternietbijkunnen.Omdateen

cardanasveelzwaarderisdaneenkettingofeenaandrijfriemiszealleen

geschiktvoorzwaremotorfietsen.Bovendienishetveruithetduurstevan

alleaandrijfsystemen.

DeGaragastenEncyclopedieiseeninitiatiefvantoekomstopwielen.betoekomstopwielen.beiseenactievandeautosector.

toekomstopwielen.be,J.Bordetlaan164,1140BRUSSEL

Verantwoordelijkeuitgever:LucDeMoor,toekomstopwielen.beConceptenrealisatie:www.linkinc.beenwww.zeppo.be

Tekeningen:SamVanallemeersch

JeontvangtdeGaragastenEncyclopedie

gratisbijjouthuis

alsjejeinschrijftviawww.toekomstopwielen.be.Opdie

sitevindjeookallereedsverschenened

itiesvandecoolste

encyclopedieterug.Downloadenmaar.