Waarom heeft een motor een redline?

Elke motorfiets met een verbrandingsmotor heeft het, een redline. Sommige hebben een hele hoge redline, tot wel 20000 toeren per minuut. En bij sommige motoren houdt het al op bij 5000 toeren. Maar hoe kan het dat het zo verschilt per motor hoeveel toeren mogelijk zijn. En waarom mag je niet boven die redline komen? We leggen het allemaal uit.

Waarom heeft een motor een redline nodig?

Een motorblok zit vol met bewegende delen, zoals zuigers, krukas, kleppen en nokkenas. Als deze delen heel snel bewegen zullen ze door hun eigen massa eigenlijk niet van richting willen veranderen. Gelukkig zitten deze onderdelen allemaal slim en goed vast. Als je bedenkt dat bij een gemiddeld motorblok een zuiger op en neer van richting moet veranderen in enkele duizenden van een seconde, is het niet gek dat hier behoorlijke krachten gaan spelen.

Misschien heb je er wel eens van gehoord, zogenaamde G-krachten. Een auto- of motorcoureur moet weleens krachten van 5G weerstaan in een bocht, tot wel 100G in een crash. Een zuiger in een motorblok moet krachten van 1700G aan kunnen.

Door deze zaken is het duidelijk dat er een limiet zit op hoe snel de bewegende delen in een motorblok kunnen bewegen.

Een viertakt motor en de bijbehorende kleppen.

Wat gaat er het eerste kapot bij te veel toeren?

Deze vraag is natuurlijk discutabel. Buiten dat het niet zeker is wel deel het eerste stuk gaat, spreken we hier over wat over het algemeen het eerste slachtoffer zal zijn. Bovendien zijn er ontzettend veel verschillende soorten motorblokken, waardoor dit ook niet zal gelden voor elk type motorblok. Maar hoogstwaarschijnlijk zijn de eerste onderdelen die het opgeven de kleppen.

In bovenstaande animatie is de werking van de kleppen en klepveren te zien. De kleppen gaan omhoog en omlaag om het inlaatmengsel de cilinder in te laten, en uitlaatgassen de cilinder uit te laten. De nok aan de nokkenas duwt de klep open, en de klepveer duwt de klep vervolgens weer dicht. Dit werkt ander bij Ducati motorblokken, zij maken gebruik van de zogenaamde desmodromische klepbediening. Hoe meer toeren de motor maakt, hoe sneller de kleppen op en neer moeten bewegen. Bij te hoge toeren gaan de kleppen zo snel omhoog en omlaag dat de klepveren het niet meer bij kunnen houden. Hierdoor blijft de klep te lang open staan, dit fenomeen heet 'valve float'. In het ergste geval blijft de klep zo lang open staan dat de zuiger de klep raakt, en dat is een doodvonnis voor je motor.

Maar hoe zit het dan met motoren zonder klepveren?

Ducati's die geen gebruik maken van klepveren, maar een desmodromische klepbediening hebben, en tweetakt motoren, die überhaupt geen kleppen hebben, hebben ook een redline. Als de klepveren niet hetgeen is dat het blok in de vernieling brengt, dan zijn het andere delen uit het blok. Hierbij kan je denken aan zuigerstangen, krukassen of de gehele klepbediening. Bij te snelle beweging kunnen de delen het niet meer bijhouden en zullen door materiaal vermoeiing uiteindelijk het begeven. Wat ook goed mogelijk is is dat er te veel warmte opgebouwd wordt waardoor er onderdelen stuk gaan.

Waarom hebben sommige motoren een hogere redline dan andere?

Het eerste dat bepaald hoe hoog de redline liggen kan is hoeveel massa er in totaal moet bewegen. Bij sommige blokken is er een stuk meer massa dan bij andere. Hierdoor werken er meer krachten om de beweging en vooral een verandering in beweging mogelijk te maken. Het tweede dat van grote invloed is is hoe snel de zuiger moet bewegen. Dit is in verhouding met de slag van de zuiger. De slag is in bovenstaande animatie in het Engels weergegeven als 'stroke'. Het is dus de afstand die de zuiger moet afleggen. Als de zuiger meer afstand moet afleggen wordt de topsnelheid van de zuiger hoger. Om deze reden hebben sportmotoren een korte slag, anders zou de zuiger met een gigantische snelheid op en neer moeten bewegen. De slag en de grootte van de zuiger heeft dus veel invloed op hoe snel het bewegen kan.

Deel dit artikel op: