Cardanaandrijving is een type transmissiesysteem dat vaak wordt gebruikt in motorfietsen, met name bij modellen van BMW. In tegenstelling tot een kettingaandrijving, die een open systeem is, is een cardan een gesloten systeem waarbij een as wordt aangedreven door tandwielen binnen een beschermde behuizing. Dit artikel duikt diep in de werking van cardanaandrijving bij BMW motorfietsen, de voordelen ervan, en hoe het zich verhoudt tot andere aandrijfsystemen.
Wat is een Cardanaandrijving?
Een cardanaandrijving brengt, net als een aandrijfas, beweging van de motor over op de wielen. Een cardanas tref je doorgaans bij auto's met achterwielaandrijving. De cardanas brengt hierbij de beweging door naar achteren, van waaruit de aandrijfassen de kracht opzij naar de wielen overbrengen. Een cardanas kan kracht over een hoek overbrengen door middel van een askoppeling.
Waar een ketting een open systeem is, is een cardan een gesloten systeem. Bij een cardan wordt een as aangedreven door tandwielen binnen een systeem. Binnen dit gesloten systeem zit speciale cardan-olie om ervoor te zorgen dat het goed gesmeerd blijft. Deze olie hoeft pas na bijvoorbeeld 40000km vervangen te worden. Let op: dit verschilt per motor, raadpleeg hiervoor het werkplaatshandboek.
De Werking van Cardanaandrijving bij BMW
Voor de krachtoverbrenging bij boxer- en K-modellen zet BMW Motorrad consequent in op de toepassing van cardan voor de krachtoverbrenging. De cardanas loopt via het binnenste van het Paralever-systeem.
Het Paralever-Systeem
Het Paralever-systeem, dat zowel het achterwiel draagt als de krachtoverbrenging verzorgt, elimineert verreweg de meeste door de cardanas veroorzaakte krachten die bij het accelereren zouden zorgen voor een verharding van de vering. Deze opwaartse kracht wordt effectief gecompenseerd. In essentie gaat het om een parallellogram-achtige momentsteun tussen achterdifferentieel en frame.
Lees ook: Lees onze uitleg over BMW Aandrijvingssystemen
Bij de Paralever van de actuele boxer- en K-generatie is die momentsteun aan de bovenzijde van de swing arm bevestigd. De lichtmetalen behuizing van het achterdifferentieel (cardanhuis) is via een gewricht verbonden met de eveneens in lichtmetaal gegoten enkelzijdige Paralever swing arm. De cardanas loopt door deze swing arm.
Bij het draaipunt van dit gewricht zorgt een aanvullend kruisvormig gewricht van de cardan voor de krachtoverbrenging naar het achterdifferentieel, waarvan de behuizing via een arm steunt op het achterframe. De kinetische energie wordt door het Paralever-systeem zo beheerst dat er geen torsiekrachten in de lengterichting optreden waardoor er geen schuifkoppeling nodig is. Voor extra comfort (om schokken te voorkomen bij lastwisseling) is een torsiedemper in de cardanas opgenomen.
In het draaipunt aan het frame, zowel bij het lichtmetalen frame van de K-modellen als bij het stalen frame van de boxers, is de Paralever swing arm in onderhoudsvrije en instelbare naaldlagers gemonteerd. Naar gelang het motortype brengt het conisch wiel op de achteras de aandrijfkracht op passende wijze over. Het grote conische tandwiel, ook wel kroonwiel genoemd, is binnenin gelagerd in een kogellager en aan de buitenzijde in een rollager.
Samen met de qua gewicht geoptimaliseerde achterbrugconstructie en de 50 mm boring van de holle achteras in het cardanhuis betekent dat een duidelijk merkbare vermindering van de onafgeveerde massa aan het achterwiel. Het rijwielgedeelte reageert hierdoor snel en fijngevoelig op oneffenheden.
Voordelen van Cardanaandrijving
- Minder Onderhoud: Een cardan vereist aanzienlijk minder onderhoud dan een ketting. De olie in het gesloten systeem hoeft slechts periodiek vervangen te worden, bijvoorbeeld elke 40.000 km.
- Directe Overbrenging: Een cardan heeft een directere overbrenging doordat de as niet rekt zoals een ketting wel doet.
- Schoon: Cardanaandrijving is schoner dan een kettingaandrijving, omdat er geen smering nodig is die vuil aantrekt en op de velgen kan komen.
BRAVO-OK aandrijving
Cardanaandrijving versus Kettingaandrijving
Het motorblok van een motorfiets moet uiteindelijk het achterwiel aandrijven. Hiervoor is een verbinding nodig tussen de uitgaande as van het motorblok en het achterwiel. Dit kan op verschillende manieren. Het meest voorkomend is motoren met tandwielen en een ketting. Sommige motoren hebben een cardan aandrijving. Dit is in plaats van een ketting een draaiende as met tandwielen. Heel soms zie je ook een riemaandrijving. Waarom worden motoren met een bepaalde aandrijving gemaakt? En wat zijn de voordelen? Wij leggen het uit.
Lees ook: F30 aandrijving: problemen en oplossingen
Kettingaandrijving
De meeste motoren zijn uitgerust met een ketting. Eigenlijk is simpelweg te zeggen dat dat zo is omdat een ketting veel goedkoper en simpeler is dan een cardan. Een ketting en tandwielen zijn makkelijker en goedkoper om te produceren. Bovendien is het makkelijker te implementeren op verschillende motoren.
Een motor met een ketting rijdt wel soepeler dan een cardan, maar verliest wel meer energie. Een groot voordeel aan een ketting is dat deze veel lichter is dan een cardan. Een nadeel is dat een ketting meer onderhoud vergt. Aangeraden wordt om de ketting elke 400km te smeren, of als je vaak in de regen rijdt na 250 km. Bovendien slijt een ketting sneller, dus moet weleens vervangen worden. Een ketting af en toe reinigen is een must voor een lange levensduur.
Rijgedrag en Reactiekrachten
Een cardan levert andere reaktiekrachten op dan een ketting. In de praktijk is het verschil tussen kardan en ketting zo minimaal tijdens rijden dat het eigenlijk niet eens meer opvalt. Wat wel opvalt is dat je nooit meer met een spuitbus in de hand op je knietjes een smerige ketting hoeft te smeren.
Bij oudere cardan opstellingen is er een lichte neiging om bij sterk acceleren iets opzij te kantelen door de reactiekracht van de draaiende cardan. Dit is echter niet lastig of gevaarlijk of verrassend en meestal merk je het nauwelijks.
Kosten
Het schijnt uit kostenoogpunt weinig uit te maken als je het onderhoud zelf doet. Een ketting moet je wel veel vaker vervangen (à €200,- per keer), maar de vervangingskosten van de cardan zijn weer veel hoger (à €800,- aan onderdelen volgens sleutelende cardanrijders). En je verslijt ongeveer 4 kettingsets op 1 cardanrevisie...
Lees ook: Overzicht Twingo Aandrijving
| Kenmerk | Kettingaandrijving | Cardanaandrijving |
|---|---|---|
| Onderhoud | Regelmatig smeren en reinigen | Minder frequent, olie verversen |
| Levensduur | Korter, moet vaker vervangen worden | Langer |
| Gewicht | Lichter | Zwaarder |
| Kosten | Lagere aanschafprijs, frequente vervanging | Hogere aanschafprijs, minder frequente vervanging |
| Rijgedrag | Soepeler | Directere overbrenging |
Onderhoud van de Cardanaandrijving
Een cardanas wordt aan veel kracht blootgesteld en is daardoor gevoelig voor slijtage. Bij het vervangen van een cardanas wordt vaak geadviseerd om ook de cardanaskoppelingen en eventuele lagers te controleren en indien nodig te vervangen voor een optimale werking.
Smering van de Spievertanding
Het is belangrijk om de spievertanding goed te smeren. Door de krachten op dit onderdeel is vet met Molybdeen vereist. Voorbeelden van aanbevolen producten zijn Staburags NBU 30 PTM of OptiMoly MP3. BMW adviseert specifiek Staburags, hoewel dit product relatief duur is.
Er zijn verschillende meningen over welk vet het beste is voor de cardan-spies. Sommigen gebruiken Molykote G-N Plus pasta, terwijl anderen wit kettingvet uit een spuitbusje gebruiken. Het is belangrijk om een vet te gebruiken dat zich niet weg laat drukken en het invreten tegengaat.
BMW Vervangingscampagne voor Cardanassen
BMW heeft het inspectieschema voor alle watergekoelde 1.200cc en 1.250cc boxer-modellen gewijzigd. Nieuw is nu een verplichte vervanging van de cardanas om de 60.000 kilometer. BMW voert daarvoor de volgende reden aan: “Tijdens veldwaarnemingen werd vastgesteld dat de cardanas van deze (R1200- (vanaf 2013)/1250-,red.) modellen in sommige gevallen beschadigd kan raken, wat de werking van de aandrijving kan belemmeren. In uitzonderlijke gevallen kan de aandrijving defect raken.”
De gratis vervangingscampagne omvat naast de genoemde GS-en ook de (watergekoelde) wegmodellen R1200/1250R, RT en RS. Voor de nieuwe BMW R1300GS voorziet het onderhoudsschema in een verplichte vervanging van de cardanas om de 80.000 kilometer. Dit moet echter wel worden betaald door de eigenaar.