Motor

De motor van de donorauto is nog volledig origineel. Als hart van de Burton krijgt hij wat speciale aandacht. De motor heeft een poosje onaangeroerd in de garage gestaan terwijl wij bezig waren met de onderdelen van de wielophanging. Nu deze onderdelen klaar zijn en reeds op het chassis zijn gemonteerd hebben we weer wat ruimte. We demonteren de motor en reviseren/vervangen de onderdelen die slijtage hebben.

Staat van de motor

Omdat we met de donor hebben gereden weten we zeker dat de motor in goede staat is. Wel is er enige olielekkage, maar er zijn geen vreemde geluiden te horen, en ook het vermogen is zoals je dat van een 2CV6 motor mag verwachten.

Demontage

Om de motor zowel mechanisch als cosmetisch in perfecte staat te brengen moeten we eerst alle onderdelen zorgvuldig demonteren en inspecteren. We demonteren eerst alle appendages zoals de dynamo en de koelventilator. Daarna de spruitstukken en tenslotte de koelbeplating zodat er een kaal cilinderblok met koppen overblijft.

Daarna demonteren we de cilinderkoppen.

De twee buisjes die uit de cilinderkop steken zijn de olie-retour buizen. De afdicht-rubbers hiervan (de zgn. brilrubbers) willen nog wel eens lekken en gaan we uiteraard vervangen. Nu kunnen we de cilinders en de zuigers eenvoudig demonteren. We bekijken de gedemonteerde onderdelen nauwkeurig. De zuigers en de cilinders zijn eigenlijk nog in een prima staat. Er is slechts wat slijtage van de zuigerveren te zien.

Ook binnenin de motor ziet alles er goed uit. De krukas heeft geen speling, en ook de nokkenas ziet er keurig uit. Deze auto heeft al die 33 jaar prima onderhoud gehad. Daar zijn we nu heel zeker van.

Opbouw

Na het demonteren, reinigen en beoordelen van de onderdelen van de motor trekken we een plan en beginnen met de wederopbouw van de motor. Daarbij bedenken we een aantal aanpassingen aan de motor om de motor beter geschikt te maken voor gebruik in onze Burton.

We beginnen met de montage van een big-bore set. Dat is een set uitgeboorde originele cilinders. Daarin worden uiteraard nieuwe grotere zuigers gemonteerd. De Big-Bore vergroot de cilinderinhoud van 602 naar 652 cc, en zorgt hierbij voor een hoger koppel.

De cilinderkoppen worden voorzien van nieuwe kleprubbers. Ook komen er nieuwe brilrubbers op de retourbuizen.

Nieuwe look

De motor van de 2CV is luchtgekoeld daarom zit er om de motor een beplating die de luchtstroom die door de ventilator wordt opgewekt langs de cilinders te leiden. De beplating is nog helemaal in orde, maar verdient wel een nieuwe laklaag. Daarom gaan we die schuren en opnieuw coaten met een aantal lagen RX 5 en RX 10.

Omdat een 2CV luchtgekoeld is kan er geen koelvloeistof worden gebruikt voor het verwarmen van het interieur. Daarom zitten er om de voorste uitlaatpijpen een soort van warmtewisselaars waardoor de aangezogen lucht stroomt. Die aangezogen lucht wordt opgewarmd door de hitte van de uitlaatgassen. Deze warmte-wisselaars worden ook wel kachelpotten genoemd. De beide kachelpotten hebben we ontroest met een staalborstel op de boormachine. Daarna hebben we de kachelpotten gespoten met hittebestendige lak. Op de bus staat dat de lak gehard moet worden 30 tot 60 minuten bij een temperatuur van 160°C. Daarom hebben we ze maar een poosje in de kamer op de houtkachel gelegd. Er kwam een behoorlijke walm vanaf, maar gehard is de lak nu vast en zeker.

De spruitstukken en de koelfan krijgen een hittebestendige laklaag. Ook demonteren en reinigen we de startmotor die daarna een frisse laklaag krijgt.

Vliegwiel

Het vliegwiel woog 9 kg. Daarvan hebben we 3 kg laten afdraaien om de motor wat sneller in toeren te laten klimmen.

Natuurlijk moest het vliegwiel daarna gevlakt en uitgebalanceerd worden. Dit hebben we laten doen door een gespecialiseerd bedrijf Vekoma. Dit bedrijf heeft ook de koppelingsplaat van nieuwe voering voorzien.

Carburateur

De carburateur hebben we gereinigd. Vanwege de montage van een Big-Bore moet ook de sproeierbezetting worden aangepast. De primaire hoofdsproeier was 102mm en is nu 110 mm. De secundaire hoofdsproeier was 87,5 mm en is nu 115 mm. We zullen zien wat dit voor effect heeft. Uiteraard kunnen we dit pas volledig optimaliseren als de motor is ingereden.

Een vacuüm potje dat de chokeklep bij loslaten van het gas iets moet opentrekken mist een deksel. Ik vind het nut van deze voorziening nogal dubieus. Daarom demonteren wij het onderdeel en dichten het ontstane vacuümlek af met een RVS plaatje.

Montage

De koelbeplating en de spruitstukken kunnen worden gemonteerd. We gebruiken nieuwe pakkingen. En ook een paar frisse messing moeren voor het uitlaatspruitstuk.

Starten

We bouwen een testopstelling. We koppelen de motor aan de versnellingsbak en zetten hem vast met een spanband.

De test is geslaagd. Het hart van de Burton klopt weer als nieuw. We monteren de dynamo en de rest van de appendages op de motor. Vergelijk de vóór en na foto.

Inbouwen

Meegenomen naar de loods bouwen monteren we eerst de versnellingsbak en daarna de motor op het chassis. De versnellingsbak is eenvoudig alleen te plaatsen. Maar ook de motor gaat relatief eenvoudig omdat hij niet zo zwaar is en het chassis op een gemakkelijke werkhoogte staat.

Uitlaatgastest

Na het inbouwen van de motor start hij prima maar lijkt vervolgens even op 1 cilinder te draaien. Het gaspedaal een beetje inhouden en na een poosje gaat het goed. Ook tijdens de eerste proefrit lijkt alles in orde.

Echter na verloop van tijd als we de neus al op de auto hebben zitten begint de motor vooral direct na de start over te slaan. Er is iets niet helemaal in de haak. Daar moeten we even wat beter naar kijken.

Vanwege mijn werk (technische trainingen) op verschillende locaties heb ik wel eens iets in de kofferbak staan. Zo ook dit weekend: een 4-gastetster. Een 4-gasmeting geeft een prachtig inzicht in wat er in de motor gebeurt, dit is een prachtig diagnose-instrument.

Analyse

Een carburateur kan nooit in alle toeren en belastingsgebieden een ideaal mengsel vormen zoals een modern injectiesysteem dat wel kan. Toch zeggen deze metingen wel iets. Stationair is de verbranding, gezien de meetwaarde CO2 niet optimaal. Als we dan kijken wat er overblijft is dat HC (onverbrande brandstof) en O2 (zuurstof). Tegelijk is er ook een voor dit motortype normale hoeveelheid CO. Dit betekent dus misfire, er verlaat mengsel onverbrand de uitlaat.

We doen een rekensommetje ter controle: Zuurstofmolekulen, CO2 moleculen en CO moleculen zijn allemaal ongeveer even groot. Als we deze percentages optellen komen we op een totaal van 16,7%. Technisch is niet meer mogelijk dan zo'n 15,5%, van deze stoffen samen. Waarbij de ideale situatie is dat het gaat om 15,5% verbrande brandstof (=CO2) en de rest 0 is. Dit betekent dus dat er extra zuurstof bij komt. Dat kan niet anders dan door uitlaat lekkage, die zorgt dus voor een extra 1,2% aan zuurstof in de uitlaat. Wanneer we de 1,2% aftrekken van het gemeten zuurstofpercentage blijft er nog steeds zo'n 1,9% zuurstof over,

Op toeren zien we een mooier beeld. Het mengsel (lambda) is aan de rijke kant, maar dat is goed voor een luchtgekoelde motor. Er blijft minder onverbrande brandstof (HC) en minder zuurstof (O2) over. Het rekensommetje geeft aan dat er opnieuw ongeveer 1% zuurstof teveel is. Als we die er aftrekken blijft er heel iets zuusrtof over, en heel iets brandstof. Nog steeds lijkt er een klein beetje misfire te zijn. Wij denken aan de volgende mogelijke oorzaken:

• Misfire ten gevolge van een valse lucht bij inlaatpakking van het spruitstuk of via gasklepasje.
• De uitlaat biedt te weinig tegendruk waardoor door klepoverlap teveel onverbrand mengsel de uitlaat in wordt gezogen. Nuance daarin is dat dit bij verhoogd toerental meer zal spelen, terwijl hethier op toeren juist minder speelt.
• Misfire als gevolg van een haperende ontsteking

Diagnose

Eerst demonteren we de bougies. De bougies geven na demontage een mooi beeld over wat er mogelijk aan de hand is: de ene bougie is prachtig schoon en de andere bougie ziet er wat donkerder uit. Dit is het teken dat er alleen op de eerste cilinder (bestuurderskant) niet goed wordt verbrand.

Hoewel de klepspeling bij de revisie is afgesteld controleren we deze daarom nogmaals. Wat zijn we blij dat we de inspectieluikjes hebben gemaakt! Hierdoor is deze controle maar weinig werk. Zonder de luikjes had het complete front gedemonteerd moeten worden. De klepspeling blijkt goed en iets aan de krappe kant. Natuurlijk even iets ruimer afstellen. maar kan niet de oorzaak zijn van de onvolledige verbranding.

We meten de weerstand van de bougiekabels, deze is prima. Ook is er bij het draaien van de motor geen doorslag waarneembaar. Daarom vervangen we de bougies. Ze zijn weliswaar nieuw maar een bougie die intern doorslaat door een barstje in de isolator zou een goede oorzaak kunnen zijn van het probleem.

Na het starten van de motor blijkt dat het overslaan vrijwel weg is! Toch loopt de motor nog steeds niet mooi rond en de toerenteller beweegt soms +/- 500 rpm terwijl het motortoerental niet zover varieert. Dit doet vermoeden dat er nog iets misgaat met de aansturing van de bobine. We beginnen bij het controleren van het primaire circuit. Daar komt al snel de aap uit de mouw: de stekker van de voeding van de bobine is (door onvlodoende klemkracht) volledig ingebrand, waardoor spanningsverlies ontstaat. We maken de boel schoon en solderen een originele 2CV stekker aan de kabelboom.

Na een proefrit blijkt dat de motor nu perfect loopt. Het probleem was in dit geval tweeledig:

• Misfire op cilinder 1 door een inwendig defecte bougie
• Zwakke vonk als gevolg van spanningsverlies door een ingebrande stekker

Meten is weten. Daarom doen we nogmaals de 4-gastest zodra de gelegenheid zich voordoet. Daarbij doen we nog wat afstellingen aan de carburateur waarbij het mengsel stationair iets rijker wordt.

Opnieuw valt op dat het rekensommetje stationair (samen 17%) duidt op een lekkage van ongeveer 1,5%. Verder valt het tijdens afstellen op dat het HC erg hoog is bij een lager ingesteld CO. De getoonde afbeeling is de afstelling met het laagste HC. Hier gaat de verbranding goed. Duidelijk wordt dat de mengselvorming stationair niet helemaal lekker gaat. Dat compenseren we met een verrijking.

Op toeren ziet het er prima uit, een licht rijk mengsel, en een volledige verbranding (hoog CO2). Dus enig aandachtspuntje is het stationaire gedeelte van de carburateur. Daar moeten we op termijn nog eens naar kijken.

Afstelling na inrijden van de motor

Nadat de motor is ingereden (ong 5000 km) zien we toch een behoorlijke verandering. Stationair is de uitstoot van HC gedaald naar 150 ppm. Na opnieuw afstellen van het CO op 1,5 % blijft dit zo. De motor loopt een stuk soepeler. Mogelijk is de ruwheid van de cilinderwand toch van invloed geweest. Of er heeft toch nog ergens een vuiltje in de carburateur gezeten.

Air-Fuel ratio

Al rijdend merken we een aantal zaken op:

• In de eerste trap lijkt de motor bij rustig rijden wat te aarzelen, het mengel lijkt wat te arm.
• Volgas rijdend lijkt de motor vanaf een hoger toerental iets rijk te zijn gevoelsmatig.

Dit is niet al rijdend met een 4-gastester te meten. De tester (al zou je hem mee kunnen nemen onderweg) kan niet tegen de temperatuur van uitlaatgas bij vollast. Dit betekent dat we een keer mee moeten doen aan een vermogensbankdag om de sproeiers te optimaliseren.

Bij kilometerstand 6500 gaat Burton 1215 op de vermogensbank.

Niet alleen het vermogen wordt gemeten, dat is slechts bijkomstigheid, maar de Air-Fuel Ratio wordt vastgesteld tijdens de run met een breedbandslamdasonde.

De Air-Fuel Ratio van een ideaal mengsel is 1 kg benzine op 14,7 kg lucht.

Wanneer er meer lucht wordt aangevoerd is het mengsel arm, en bij minder lucht is het mengsel rijk. Het is zaak om zo dicht mogelijk bij de 1:14,7 te komen. Een arm mengsel is schadelijker dan een rijk mengsel omdat de verbrandingstemperatuur dan zo hoog wordt dat de zuiger kan smelten. Daarom zorgen we er voor dat het mengsel onder de 14,7 blijft.

Meten

We doen mee aan een vermogensbankdag van de Burton Owners Club. Dit betekent dat er een aantal runs worden gedaan op de rollenbank van Burton Car Company. Op advies van iemand van de Burton Car Company kan dan de sproeierbezetting worden aangepast. Dat is wat het is, en dus wat minder spectaulair dan het lijkt.

Uit de eerste meting volgt een advies om beide sproeiers te verkleinen. Eigenwijs als ik ben twijfel ik daar aan, gevoelsmatig had ik de primaire sproeier willen vergroten en de secundaire verkleinen. Maar ik volg het advies op.

Er blijkt uit de tweede run dat er waarschijnlijk iets is misgegaan bij de eerste run. Want inderdaad is de primaire sproeier nu echt te klein. De secundaire sproeier kan nog iets kleiner.

Er volgen nog een aantalruns en aanpassingen. Je merkt dat een middag eigenlijk te kort is om met 5 deelnemers tot een optimaal resultaat te komen.

Na enig experimenteren en een aantal runs komen we uit op een sproeierbezetting van 115 eerste trap en 100 tweede trap (de sproeierbezetting was primair 110 en secundair 115). Daarvan hieronder de curves.

Beoordeling

De koppelkromme is bijna volmaakt vlak tussen 3000 en 4000 rpm. Onnodig te zeggen dat de motor in dat gebied ook het lekkerst loopt. Bij nader inzien denk ik dat de A/F ratio nog wel een stukje beter kan. De lijn is vrij constant vanaf zo'n 3000 rpm. Daaronder is eigenlijk niet eens gemeten. Ook dat had ik eigenlijk wel graag, en dan in deellast (niet volgas) gedaan. Dat is namelijk het gebied waarin de motor wat onrustig lijkt.

De gegevens van de andere runs heb ik nog niet gekregen, maar heb ik opgevraagd.

Verder ligt tijdens de metingen de nadruk op het zo goed mogelijk krijgen van de Air-Fuel ratio. En terecht. Niet op vermogenswinst. Toch wordt een vermogensbankdag wel een beetje zo gepromoot. Van iedere deelnemer wordt de vermogenswinst berekend.

Het standaard verlies in de aandrijving wordt op 10% gesteld, en ook dat is niet altijd helemaal conform de werkelijkheid. Dit is meetbaar, maar waarschijnlijk om wille van de snelheid doet men dit niet. Daarom zeggen de vermogenscijfers alleen maar relatief iets.

Mijn plan is om op termijn zelf eens een dag met een vermogensbank te gaan stoeien om daadwerkelijk aandrijfverliezen te meten, en ook de A/F ratio verder te optimaliseren. Eveneens om te experimenteren met elektronische de ontsteking om de optimale vervroegingscurve voor maximaal vermogen te kunnen bepalen. Ik heb via mijn werk waarschijnlijk wel de toegang tot een vermogensbank.

Vooralsnog rijdt de Burton prima, dus de basis-setting is echt niet verkeerd. Optimalisatie kost veel tijd, en dat was er eenvoudig niet.