De drijfstang heeft het zwaar

De drijfstang oftewel zuigerstang is de verbinding tussen zuiger en krukas in de automotor. Drijfstangen maken duizenden bewegingen per minuut in een werkende motor en staan aan een hoge mate van belasting bloot. Dit artikel gaat nader in op wat een drijfstang is en op de verschillende vormen van het onderdeel

Structuur

Als verbindingsstuk tussen zuigers van de cilinders en de krukas verbindt de drijfstang tevens de lineaire zuigerbeweging met de krukasrotatie. Tijdens dit proces werken grote krachten in op drijfstangen: extreme hitte en grote druk alsook laterale en trekkrachten.  De standaard drijfstang is niet per se geschikt voor gebruik in opgevoerde auto’s. Hij  zou snel kunnen breken. Om dit te voorkomen zijn drijfstangen voor een veeleisend gebruik van sterkere materialen vervaardigd met een andere doorsnede dan de seriematig geïnstalleerde onderdelen.

Een drijfstang bestaat uit een schacht die het smalle uiteinde met een klein oog verbindt met het brede uiteinde met het grote oog. Door het kleine oog loopt de zuigerpen en het grote uiteinde zit op de krukas. De onderdelen kunnen verschillende profielen hebben, die het type drijfstang definiëren, bijvoorbeeld I-profiel, X-profiel of H-profiel.

Het grote oog zit om de krukas heen en op de krukpen gemonteerd met een glijlager. Het kleine oog draagt de zuigerpen en heeft een lagerbus. Voor optimale smering is er veelal een oliekanaal door de drijfstang geboord, waarlangs zuigers en lagers worden gesmeerd.

Materiaal

Drijfstangen zijn van verschillende materialen gemaakt. Ze moeten tegelijkertijd licht van gewicht en uiterst robuust zijn. Gesinterde metalen en hoogwaardig aluminium zijn met name geschikt. Aluminium drijfstangen zijn licht en stabiel maar gaan minder lang mee dan drijfstangen van staal. Tegenwoordig komt aan de productie van deze onderdelen ook titanium te pas. Afhankelijk van het materiaal zijn ze gesmeed, gegoten of uit solide metaal gefreesd.

De profielen

Drijfstangen met een I-profiel zijn de meest gebruikelijke types en het meest gebruikt in serieproductie. Ze zijn goedkoop in productie en voldoende bestand tegen wat ze in een standaard motor te verduren krijgen. De typische onderdelen met I-profiel zijn vaak zwaarder dan die met een H-profiel. 

De doorsnede van drijfstangen met een H-profiel lijkt op de letter H en zijn ontworpen voor motoren met een hoog vermogen bij lage toerentallen, gewoonlijk motoren die worden aangejaagd door een turbolader of compressor. Ze zijn optimaal geschikt om de druk van compressie te weerstaan.

Drijfstangen met een x-profiel zijn het meest recente wapenfeit van zuigerstangproducenten. Ze zijn een soort kruising tussen I-profiel en H-profiel en combineren de beste eigenschappen van hun voorgangers. Ze hebben een grote doorsnede, waardoor ze de spanning over het gehele element verdelen. Dankzij hun hoge stijfheid en barstweerstand alsook hun lage gewicht worden ze vooral gemaakt voor de autosport. 

Schade: de tekenen

De krachten die op een drijfstang werken, zijn, zoals gezegd, extreem. Beschadiging is denkbaar, maar ook gevaarlijk. Het kan even duren voordat je een verbogen onderdeel opmerkt, maar een gebroken drijfstang kan de motor al snel in de vernieling helpen. Let daarom goed op de symptomen:

Reset

Color settings

Uiteindelijk verschaft enkel een visuele inspectie zekerheid. Hiervoor moet de motor worden gedemonteerd om de drijfstang, lagers, zuigerpen alsook de krukas te checken op het punt waar de drijfstanglagers heen en weer glijden. Dit is nogal een dure en omslachtige procedure, maar het alternatief is een vervanging van de gehele motor.

Een breuk zul je overigens snel merken. Die gaat gepaard met een luide knal en metaal dat in het motorcompartiment rondvliegt. Er kan een groot gat in het motorblok zitten.

Schade: de oorzaken

Een veel voorkomende oorzaak voor een verbogen drijfstang is waterslag. Wanneer de motor gevuld raakt met water omdat je bijvoorbeeld door een ondergelopen straat rijdt, loop je het risico dat de onderdelen verbogen raken. Water is immers niet samendrukbaar zoals lucht.

Als andere oorzaak worden ontstekingsfouten of pingelen van de motor genoemd. Dit kan hoge cilinderdruk tot gevolg hebben, hoger dan waar de motor op gebouwd is. Die druk is uiteindelijk van desastreuze invloed op de zuigerstangen.

Ook het ondoordacht downsizen van de motor kan de drijfstang beschadigen. Daarbij wordt vaak ook een turbo geïnstalleerd. Dergelijke ingrepen betekenen een grotere last voor de cilindercomponenten. Zo zou je wel eens iets heel duurs kunnen breken, zoals een drijfstang.

Welke drijfstang voor welke motor?

De krachten die op een drijfstang inwerken in een turbogeladen motor zijn niet lineair. Dit stelt eisen aan de vorm van het component. Een H-profiel-drijfstang is lichter dan zijn I-profiel-tegenhanger en kan deze krachten beter verwerken. Hij is in principe beter tegen compressiekrachten opgewassen. Wel moet worden gezegd dat tegenwoordig drijfstangen met verschillende profielen in alle materialen en ook voor alle toepassingen worden vervaardigd. Het hangt nu vooral van het materiaal af. Dit moet ook de overweging zijn bij de keuze van drijfstangen. De productbeschrijving vermeldt voor welk prestatieniveau ze geschikt zijn. Onderdelen van goede merkkwaliteit breken of buigen niet snel. De keuze voor minderwaardige kwaliteit kan daarentegen funest zijn voor je motor.

Conclusie

We mogen vaststellen dat de vorm van de drijfstang in het verleden een grotere rol speelde bij de onberispelijke werking van de verbrandingsmotor, dan vandaag de dag. De zorgvuldige keuze van hoogwaardige drijfstangen is altijd belangrijk. Raadpleeg bij ingrepen in de motorprestatie ook altijd de professional en sla niet zonder de nodige expertise aan het tunen.