Veel autoliefhebbers in Nederland zijn nog steeds verknocht aan de handmatige versnellingsbak, hoewel de automatische variant steeds populairder wordt. Voor degenen die graag zelf schakelen en de controle over hun auto behouden, is het belangrijk om te begrijpen wat er precies gebeurt bij het veranderen van een versnelling.
In deze handleiding duiken we in de wereld van cilinderkop flowen. We leggen uit hoe je de prestaties van je motor kunt verbeteren door de luchtstroom te optimaliseren. Of je nu een ervaren sleutelaar bent of net begint, deze gids biedt waardevolle inzichten en praktische tips.
Wat is Cilinderkop Flowen?
Een motorblok is in feite een luchtpomp. Het zuigt lucht aan via het luchtfilter, waarna de lucht door de carburateur stroomt waar benzine wordt verstoven. Dit mengsel gaat via het inlaatkanaal en de inlaatklep de cilinder in, wordt samengeperst, explodeert en verlaat via de uitlaatklep, het uitlaatkanaal en de uitlaatpijp het blok.
Het optimaliseren van de luchtstroom door de cilinderkop wordt "flowen" genoemd. Het doel is om de weerstand te minimaliseren en de hoeveelheid lucht die in en uit de cilinder kan stromen te maximaliseren. Dit leidt tot een efficiëntere verbranding en meer vermogen.
Waarom Cilinderkop Flowen?
Het is logisch dat er geen obstakels mogen zijn in de weg die de lucht aflegt en dat de doorstroming in het gehele systeem zo optimaal mogelijk moet zijn. Alleen als alles optimaal op elkaar is afgestemd, krijgen we een motor die zo economisch mogelijk is en die voor een minimum aan brandstof een maximum aan energie levert.
Lees ook: Stapsgewijze Cilinderkop Revisie
Het monteren van een grote carburateur biedt weinig voordelen als de rest van het systeem daar niet op afgestemd is. Ook het installeren van een nokkenas met een grotere lichthoogte is niet voldoende als de klepdoorlaat of de doorlaat en/of vorm van het inlaatkanaal niet groot genoeg is. Het is zelfs zo dat je, als je moet kiezen, beter een paar geflowde koppen in combinatie met een standaard nokkenas kunt monteren dan een “hete” nokkenas met standaard koppen.
Hoe Werkt Cilinderkop Flowen?
In de pionierstijd van het tunen ging men steeds iets aan het blok veranderen en daarna het blok op een vermogenstestbank zetten, hetgeen veel tijd en geld kostte omdat er vaak wat verprutst werd en in al dat gesleutel veel tijd ging zitten. Gelukkig is dat tegenwoordig, met de komst van de computers, allemaal wat eenvoudiger geworden.
Er zijn vandaag de dag computerprogramma’s waar je alle gegevens van het blok in kunt voeren, zoals de slag, boring, gegevens nokkenas, klep grootte, toerental, gewicht motorfiets enz. enz. die dan keurig aangeven wat je aan de motor moet doen om er zoveel mogelijk rendement uit te halen. Dit klinkt natuurlijk weer eenvoudiger dan dat het in werkelijkheid is, want er blijven natuurlijk altijd factoren over waar de computer geen rekening mee houdt, maar de weg naar meer vermogen is tegenwoordig minder lang dan vroeger.
De cilinderkop is een heel belangrijk onderdeel in de “luchtpomp”. De computer kan wel aangeven wat er door het blok aan mengsel moet stromen, maar hoe kun je dan bepalen dat het ook werkelijk gebeurt? Hier hebben we een z.g. “flowbank” voor nodig.
De Flowbank
De flowbank is een noodzakelijk stuk gereedschap als je een beetje serieus met tuning aan de gang wilt gaan. Je meet hiermee de hoeveelheid lucht die bij een blok naar binnen en naar buiten kan stromen en je kunt er op die manier voor zorgen dat de flow (= doorstroming) die je volgens je computer berekeningen moet hebben ook aanwezig is. De factoren die medebepalend zijn voor de flow zijn het luchtfilter, carburateur, de kanalen in de kop, kleppen, verbrandingsruimte en de uitlaat.
Lees ook: Alles over cilinderkop vlakken
Je gaat deze metingen eerst doen met de kale cilinderkop, waarna je er later diverse soorten spruitstukken, carburateurs, luchtfilters etc. aan toe gaat voegen. Nu zou je denken; hoe meer ik in en uit het blok kan laten stromen, hoe beter het is. Dit gaat echter niet zonder meer op. Als vuistregel geldt dat, afhankelijk van het gebruik van de motor, er een bepaalde verhouding moet bestaan tussen de inlaatflow en de uitlaatflow.
Voor een motor die voornamelijk op de weg bereden wordt en dus een brede powerband moet hebben, moet de uitlaatflow ongeveer 86 tot 90 procent van de inlaatflow zijn. Voor high performance motoren die voornamelijk op de dragstrip gereden worden, is een uitlaatflow van 92 tot 95 procent van de inlaatflow meer in de richting. Deze laatste motoren verliezen dan vrij veel vermogen bij lage toeren en ze zijn in dat toerengebied slecht af te stellen.
Uit metingen op de flow-bank blijkt dat de inlaatpoorten vaak het grote struikelblok zijn. Om dit probleem op te lossen, kunnen we een kit gebruiken die voor het grootste deel van S&S komt (de inlaat-klepzitting + klepveren + schotels) met een paar kleppen van precision machining. De inlaatklep heeft een diameter van 1,940 inch (= 49,276 MM.) i.p.v. de standaard klep die 1,840 inch (=46,736 MM.) meet.
Stappenplan voor Cilinderkop Flowen
- Verwijder de oude klepzitting.
- Frees de kop uit voor de nieuwe, grotere klepzitting.
- Pas de poorten in de kop aan zodat het inlaatkanaal mooi aansluit op de grotere zitting.
Bij het aanpassen van het kanaal op de grotere zitting moet je zeer zorgvuldig te werk gaan. Want een groot kanaal wil niet zeggen dat de motor sneller wordt. Door telkens iets te wijzigen en de koppen op de flowbank te zetten kun je precies zien wat je doet. Behalve de hoeveelheid flow moet je ook goed in de gaten houden hoe de gassen door de poorten stromen. Met behulp van rook en dunne draadjes kun je dit op de flowbank bekijken.
Na montage van de S&S klepzetel, de grotere inlaatklep en het aanpassen van de kanalen kunnen de problemen die we bij een lift van ongeveer 7,5 MM. en hoger hadden aardig opgelost worden. Ook kwamen we er bij de testen achter dat een standaard S&S spruitstuk, door de korte bochten direct achter de carburateurflens, een vrij slechte flow heeft. Door nu een vulblok (dat vaak bij de carburateur geleverd wordt) te monteren, werd de flow plotseling veel beter. Dit vulblok bleek ook op een standaard kop vrij veel winst op te leveren.
Lees ook: Alles over cilinderkop vlakken in Eindhoven
Na enkele daagjes “flowen” bleken de Evolution cilinderkoppen toch ingrijpend verbeterd te kunnen worden en als je nu bedenkt dat de gemiddelde snelle nokkenas een lift van 0,500 inch (= 12,7 MM.) heeft dan begrijp je dat je eigenlijk niet om aangepaste koppen heen kunt als je sneller wilt gaan of je motor thermisch wat gezonder wilt maken. Ook een opvallend detail is dat de eerste Evo koppen in de ongewijzigde uitvoering een veel betere doorstroming hebben dan de latere modellen.
Let op: De klepgeleiders moeten in de meeste gevallen geruimd worden. Je koopt een standaard maat die je op maat ruimt. Het slijpen van zittingen is ook een belangrijke stap.
Door de kop te vlakken kan de compressieverhouding worden verhoogd. Voor competitiedoeleinden kan er tot 3 mm van de kop worden afgehaald.
Praktijkvoorbeeld: Vespa Ciao Tuning
Ook bij kleinere motoren, zoals een Vespa Ciao, kan cilinder tuning een aanzienlijk verschil maken. Een veelvoorkomende upgrade is het vervangen van de cilinder door een 65cc DR of DMP cilinder. Hierbij is het belangrijk om ook de carburateur aan te passen, bijvoorbeeld naar een 13/13mm variant, om een optimale smering te garanderen en het risico op een vastloper te minimaliseren.
Een voorbeeld van een setup voor een Vespa Ciao is:
- DR 43mm cilinder
- Polini HD cilinderkop
- NGK B6 bougie
- Gianelli city power uitlaat
- 60 sproeier met een Malossi filter in de originele 12/10 carb met groene Polini trekveertjes
Deze setup kan een aanzienlijke verbetering van de prestaties opleveren zonder al te ingrijpende aanpassingen.
Cilinderkoppen 101
Nokkenas Selectie
Een veel gemaakte fout bij het kiezen van de nokkenas voor een straatfiets is dat men denkt “hoe heter, hoe beter”. Dit gaat misschien wel op voor je relatie maar niet voor je nokkenas. Je kunt veel beter kiezen voor een nokkenas die een goed gemiddelde geeft in het gebruiksgebied van je motor dan iets te monteren dat niet stationair loopt, benzine zuipt en alleen boven de 8000 toeren vermogen levert.
De keus is afhankelijk van je rijstijl, het gewicht van je motor, je cilinderinhoud etc. Je dealer wil je vast wel helpen om de juiste keuze te maken. Zelf kozen wij voor de 502 nokkenas van S&S die als kit geleverd wordt, samen met een set chrome-molybdeen stoterstangen, een setje ringen die er voor zorgen dat je hydraulische units geen verkeerde dingen kunnen gaan doen bij hoge toeren en een set klepveren met schotels.
Het voordeel van een complete kit is dat je er altijd van verzekerd bent dat je onderdelen krijgt die bij elkaar passen en een leuke bijkomstigheid is dat de fabrikanten voor een kit minder geld rekenen dan voor alle onderdelen apart.
De nokkenas wordt normaal volgens het werkplaats hanboek gemonteerd en omdat we van het motorblok graag lang plezier willen hebben gooien we de plastic breather valve gelijk maar op de berg die we al hebben liggen en vervangen we hem door een stalen model van S&S. Na het nokkenasdeksel weer gemonteerd te hebben maken we de lifterblokken en de nokvolgers goed schoon. We monteren de hydraulische units weer in de nokvolgers waarbij we gelijk de ringen monteren die er voor zorgen dat de units zich niet kunnen “oppompen” bij hoge toeren. Denk eraan dat de lifterblokken goed uitgelijnd moeten worden op het carter met een speciaal conisch boutje.
Nu het onderblok weer dichtgeschroefd is pakken we de cilinderkoppen. Bij de kit worden per klep drie klepveren gemonteerd. Een normale binnenveer, een buitenveer en nog een speciale platte veer die tussen de binnen- en de buitenveer inkomt. De platte veer zorgt dat de harmonische trillingen gedempt worden, waardoor de klepveren tot ruim boven de 7500 toeren per minuut zwevingsvrij hun werk blijven doen.
| Nokkenas | Toepassing | Kenmerken |
|---|---|---|
| S&S 502 | Straatmotor | Goede gemiddelde prestaties in het gebruiksgebied |
| Swiftune SW10 | Hoogtoerige motor | Koppel ligt bij hogere toeren |
Belangrijke Tips
- Gebruik altijd een flowbank om de resultaten van je aanpassingen te meten.
- Houd de verhouding tussen inlaat- en uitlaatflow in de gaten.
- Wees voorzichtig bij het aanpassen van de kanalen om overbewerking te voorkomen.
- Zorg voor een goede afstelling van de kleppen en de ontsteking na de aanpassingen.
Door deze handleiding te volgen en de juiste gereedschappen te gebruiken, kun je zelf de prestaties van je motor verbeteren door de cilinderkop te flowen. Succes!