Maximaal vermogen voor 2-takt: de squish uitgelegd

Wat is squish bij een tweetaktmotor?

De onderzijde van een tweetaktcilinderkop heeft normaal gesproken een centrale verbrandingskamer en een vlakkere buitenring: de squishband. Wanneer de zuiger het bovenste dode punt nadert, wordt het mengsel boven het buitenste deel van de zuiger naar binnen richting de verbrandingskamer gedrukt.

De minimale speling tussen de zuigerbodem en deze squishband is de squishspeling. Dit is niet hetzelfde als de afstand tussen de cilinder en cilinderkop, en ook niet alleen de positie van de zuiger ten opzichte van het cilinderdek. De deckhoogte, zuigervorm, pakkingdikte en geometrie van de cilinderkop bepalen samen de uiteindelijke afstand tussen zuiger en cilinderkop.

Iedere koppakking, O-ringafdichting of afdichtende afstandsring die bij de setup hoort, moet tijdens de meting gemonteerd zijn. Niet iedere combinatie van een Puch cilinder en cilinderkop gebruikt een losse koppakking. Monteer de top-end daarom precies zoals de motor ermee gaat rijden.

Waarom squishspeling belangrijk is

Wanneer de zuiger omhooggaat, duwt de squishband het mengsel richting het midden van de verbrandingskamer. Goed op elkaar afgestemde geometrie kan een nuttige mengselbeweging creëren en een gelijkmatigere verbranding ondersteunen. Dat kan bijdragen aan een betere gasreactie, efficiëntie en meer vermogen.

Het draait om de juiste combinatie. Minder speling verandert ook de verbrandingsomstandigheden en kan de effectieve compressie van de setup verhogen. De squish moet samenwerken met het volume van de verbrandingskamer, de zuigerbodem, het ontstekingstijdstip, de carburateurafstelling, de uitlaat, het octaangetal van de brandstof, de koeling en het verwachte toerental.

Bij een te grote speling wordt de squishwerking minder effectief. Bij een te kleine speling kunnen normale beweging en uitzetting op bedrijfstoerental de werkelijke speling zo ver verkleinen dat de zuiger de cilinderkop raakt. Rek van de drijfstang, lagerspeling, beweging van de krukas, kantelen van de zuiger, hitte, koolafzetting en productietoleranties verkleinen allemaal de beschikbare veiligheidsmarge.

Wat is een goede squishspeling voor een Puch?

Er bestaat geen enkele squishmaat die voor iedere combinatie van een Puch cilinder en cilinderkop juist is. Het gebruiksdoel en het onderhoudsinterval zijn net zo belangrijk als het gewenste vermogen.

De meeste fabrikanten van cilinders en cilinderkoppen laten meer speling over dan een racetuner voor maximale prestaties zou gebruiken. Die marge vangt productietoleranties, verschillende zuigers en pakkingen, hitte en slijtage op. Ook houdt deze rekening met gebruikers die verwachten dat een straatmotor veel langer meegaat dan een racemotor.

Voor een Puch straatmotor is een iets ruimere maar gecontroleerde speling meestal een betere keuze dan de kleinst mogelijke waarde nastreven. Bij een racemotor moet een ervaren tuner de uiteindelijke waarde bepalen en daarbij ook het volume van de verbrandingskamer, de ontsteking, brandstof, temperatuur, staat van de zuiger en de motor na gebruik controleren.

Squish meten met soldeertin

Met de soldeertinmethode meet je de werkelijke afstand tussen zuiger en cilinderkop terwijl de top-end gemonteerd is. Gebruik zacht soldeertin dat iets dikker is dan de verwachte speling en een goede schuifmaat of micrometer. Gebruik geen soldeertin dat zo dik of hard is dat je de motor onnodig zwaar belast wanneer je de zuiger door het bovenste dode punt draait.

Wat heb je nodig?

• Zacht soldeertin met een geschikte diameter

• Een schuifmaat of micrometer

• Het juiste bougiegereedschap

• Een manier om de krukas langzaam met de hand te draaien

• Het juiste aanhaalmoment voor de cilinderkop van jouw setup

Meetstappen

1. Werk aan een koude motor. Schakel de ontsteking uit, verwijder de bougiedop en draai de bougie eruit.

2. Controleer of de cilinderkop met de juiste pakking of O-ringafdichting is gemonteerd en gelijkmatig met het juiste aanhaalmoment is vastgezet.

3. Buig een kort stukje soldeertin zodat het door het bougiegat naar de buitenkant van de boring kan worden gevoerd. Het uiteinde moet boven de squishband bij de cilinderwand liggen en niet alleen in het midden van de verbrandingskamer.

4. Houd het soldeertin op zijn plaats en draai de motor langzaam door het bovenste dode punt. Met de hand aan het vliegwiel of de krukas draaien geeft de meeste controle. Je kunt ook de kickstarter gebruiken als de krukas daarmee langzaam beweegt en je ongewone weerstand direct kunt voelen.

5. Verwijder het soldeertin en controleer het platgedrukte deel. Meet met de schuifmaat het dunste deel dat correct is samengedrukt.

6. Herhaal de meting aan de tegenoverliggende zijde en, als de hoek van het bougiegat dit toelaat, op meerdere posities rondom de boring. Vergelijk de meetwaarden en vertrouw niet op één stukje soldeertin.

7. Gebruik de kleinste herhaalbare meetwaarde als kritieke speling. Verschillen de metingen duidelijk, controleer dan de passing van de cilinderkop, de staat van de pakking, de uitlijning van de cilinder, het kantelen van de zuiger en het afdichtingsvlak voordat je verder afstelt.

8. Verwijder al het soldeertin en controleer of er niets in de verbrandingskamer is achtergebleven voordat je de bougie terugplaatst.

Hoe kun je de squishspeling afstellen?

Stel de squish pas af nadat je de huidige setup nauwkeurig hebt gemeten. Verander één onderdeel of maat tegelijk, noteer de pakkingdiktes en meet na iedere wijziging opnieuw.

Dikte van de voetpakking

Een dikkere voetpakking verhoogt de cilinder en vergroot normaal gesproken de squishspeling. Een dunnere voetpakking verlaagt de cilinder en verkleint de speling meestal. Daardoor verandert ook de positie van de cilinder ten opzichte van de zuiger en dus de poorttiming. Een andere voetpakking verandert meer dan alleen de squish.

Controleer voordat je de speling via de voetpakking verandert de zuigerpositie in het bovenste en onderste dode punt, de poortopening, de afstand tot het cilinderdek en de afdichting. Een wijziging die de gewenste squishmaat oplevert, kan de rest van de cilindertiming toch verslechteren.

Koppakking of afstandsring onder de cilinderkop

Wanneer het ontwerp van de cilinderkop een losse koppakking of goedgekeurde afstandsring gebruikt, kan een andere dikte de afstand tussen zuiger en cilinderkop wijzigen zonder de cilinderpoorten te verplaatsen. Het volume van de verbrandingskamer en de compressie veranderen daarbij wel. Gebruik uitsluitend een afdichtingsmethode die geschikt is voor de exacte cilinderkop en cilinder.

Cilinderkop of cilinder machinaal bewerken

Machinale bewerking kan de hoek, speling en breedte van de squishband of het volume van de verbrandingskamer corrigeren. Deze maten moeten altijd samen worden beoordeeld. Materiaal verwijderen zonder de verbrandingskamer te meten kan leiden tot te hoge compressie, een verkeerde squishhoek of onvoldoende speling tijdens het draaien.

Schuur een cilinderkop niet met de hand om snel een streefwaarde te bereiken. Moet de motor machinaal worden bewerkt, schakel dan een tuner of revisiebedrijf in dat tweetakt-cilinderkopgeometrie begrijpt en het uiteindelijke kamervolume en afdichtingsvlak kan controleren.

Hoek van de zuigerbodem en squishband

Alleen de speling beschrijft niet de complete squishgeometrie. De squishband moet ook bij de vorm van de zuigerbodem passen. Als de hoeken niet overeenkomen, kan de speling over de breedte van de squishband variëren terwijl één meting met soldeertin toch acceptabel lijkt.

Veel gangbare Puch zuigers hebben een bolle zuigerbodem van ongeveer 11–12 graden. De betreffende PSR- en Athena-cilinderkoppen gebruiken een squishbandhoek van ongeveer 11,5 graden als praktische combinatie met deze zuigers. Sommige Wössner- en racezuigers hebben een andere of vlakke zuigerbodem.

Deze waarden gelden alleen voor de hierboven beschreven geometrie van de onderdelen. Controleer altijd de werkelijke combinatie van zuiger en cilinderkop. Een productnaam, boring of opgegeven cilinderinhoud garandeert niet dat de geometrie overeenkomt.

De breedte van de squishband is niet de squishspeling

De breedte van de squishband is de afstand vanaf de cilinderwand richting de verbrandingskamer. De squishspeling is de verticale afstand tussen de zuiger en squishband in het bovenste dode punt. Beide beïnvloeden elkaar, maar het zijn verschillende maten.

Een vaak herhaalde internetregel zegt dat de squishband 50% van de boring moet zijn. Behandel dit niet als een vaste regel. De beste breedte hangt af van de vorm van de verbrandingskamer, boring, slag, zuigerbodem, toerental, brandstof, ontsteking, koeling en gewenste vermogenscurve. Bij praktijktests op de testbank blijkt een effectieve squishband vaak smaller dan een eenvoudige 50%-regel doet vermoeden.

De breedte van de squishband is een ontwerpkeuze voor de cilinderkop en geen normale afstelling met pakkingen. Om verschillende breedtes goed te vergelijken heb je meerdere cilinderkoppen, herhaalbare testbankmetingen, controle van temperatuur en detonatie en inspectie van zuiger en cilinderkop na de test nodig.

Squish, detonatie en motorschade

Detonatie is een abnormale verbranding die een tweetaktzuiger en cilinderkop snel kan beschadigen. Waarschuwingssignalen zijn onder meer metaalachtig pingelen onder belasting, abnormale hitte, vermogensverlies of een gespikkeld patroon van kleine putjes op de zuigerbodem of in de verbrandingskamer. Bij een rumoerige tweetaktmotor is detonatie niet altijd gemakkelijk te horen. Vertrouw daarom niet alleen op het geluid.

Squish is slechts één factor. Te hoge compressie, een te vroeg afgestelde ontsteking, een te arm brandstofmengsel, een te laag octaangetal, koelingsproblemen, valse lucht en langdurig hoge temperaturen kunnen allemaal bijdragen aan pingelen of detonatie.

Kleine putjes of inslagsporen kunnen ook worden veroorzaakt door materiaal van een defect naaldlager of een ander beschadigd onderdeel. Zie je beschadigingen in de cilinderkop, laat de motor dan niet meer draaien en controleer de zuiger, zuigerveren, het small-endnaaldlager, de bougie, cilinder en verbrandingskamer voordat je de oorzaak vaststelt.

Fysiek contact laat meestal duidelijkere aanloopsporen achter op de plaats waar de zuiger of koolafzetting de squishband heeft geraakt. Bij ieder vermoeden van contact moeten de speling, lagers, krukas, drijfstang, zuiger, totale pakkingdikte en koolafzetting worden gecontroleerd voordat de motor weer draait.

Betrouwbaarheid op straat of maximale raceprestaties?

Onderdelen uit het reguliere assortiment zijn meestal ontworpen om betrouwbaar te werken op verschillende normale straatmotoren. Een gespecialiseerde racetuner kan dezelfde basisdelen machinaal bewerken en testen om de laatste procenten aan prestaties eruit te halen.

Die laatste procenten brengen compromissen met zich mee. Een racemotor kan kleinere spelingen, hogere toerentallen, frequentere controles en veel kortere revisie-intervallen gebruiken. Een straatbrommer heeft extra marge nodig voor warmtecycli, slijtage, verschillen in brandstof, lange ritten op volgas en normale onderhoudsintervallen.

Bij de meeste straatsetups is de kleinste squishmaat niet het doel. Het doel is een gemeten en herhaalbare speling die bij de complete setup past en de gewenste prestaties levert zonder de verwachte betrouwbaarheid van de motor op te offeren.

Veelgestelde vragen over tweetakt-squishspeling