• Archief
<B><EM>Techniek:</B></EM> Oldtimer elektronica

Techniek: Oldtimer elektronica

We beginnen meteen maar het goede nieuws: dit wordt geen ingewikkeld stuk over computergecontroleerde auto-elektronica die vele monteurs al tot wanhoop heeft gedreven. Nee, dit stukje gaat over de tijd dat het leven van een alledaagse automonteur nog een heel gewoon was. Toch is het goed om de achtergronden van oldtimer elektronica enigzins te doorgronden om problemen tijdens het rijden en onderhoud te voorkomen.

Het elektrische systeem van oldtimers is nog niet zo ingewikkeld, de inleiding van dit verhaaltje had dat al verklapt. Het systeem bestaat uit een aantal basiselementen, een dynamo, een accu en aantal onderdelen die stroom nodig hebben. Dit alles met elkaar verbonden door een handjevol kabels. Hoe nieuwer de oldtimer, des te meer kabels en stroomverbruikers, is een stelregel die aardig opgaat. Of een oldtimer is uitgerust met een 6 volt of een 12 volt installatie heeft geen directe invloed in de opbouw van het systeem.

We beginnen bij het begin: de dynamo. De motor drijft de dynamo die er op zijn beurt voor zorgt dat er stroom wordt opgewekt. Afhankelijk van de leeftijd van de auto is er een gelijkstroom- of een wisselstroomdynamo ingebouwd. De oudere modellen beschikken over een gelijkstroomdynamo. Een gelijkstroomdynamo is een oud en beproefd concept dat tot de jaren zestig standaard in elke auto te vinden was. Echter, de gelijkstroomdynamo heeft belangrijke beperkingen. De eerste en grootste beperking is de technische beperking van de maximale hoeveelheid stroom die de dynamo kan opwekken, namelijk 30 ampère. Hierboven hebben we al gelezen dat hoe nieuwer de oldtimer is, hoe meer stroomverbruikers er aan boord zijn. De vraag naar stroom begon langzamerhand het aanbod te overstijgen. Denk maar aan betere koplampen, alarmlichtinstallatie, achterruitverwarming of een grote interieur ventilator. Het antwoord hierop was de wisselstroomdynamo. Door de ontwikkeling van deze dynamo verviel de beperking van de maximale hoeveelheid ampères. Het voert op deze plek te ver om de precieze technische werking van deze twee types dynamo’s te beschrijven, maar het is wel belangrijk om te weten welke dynamo in je oldtimer is gemonteerd.

Gelijkstroom- en wisselstroomdynamo naast elkaar

Op de bovenstaande afbeelding is duidelijk het verschil te zien tussen een gelijkstroomdynamo (links) en een wisselstroomdynamo (rechts). Een dynamo vraagt weinig tot geen aandacht van de gebruiker. De meeste dynamo’s zijn zo gemaakt dat ze tijdens hun levensduur weinig onderhoud nodig hebben. Bij de oudere (gelijkstroom)dynamo’s is het mogelijk/gewenst om de lagers zelf opnieuw van vet te voorzien. Kijk daarvoor in het instructieboekje of werkplaatshandboek van de betreffende oldtimer.

De dynamo levert stroom aan de accu en de stroomverbruikers. Dit proces moet echter nog in goede banen worden geleid. Dit is de taak van de spanningsregelaar. In de spanningsregelaar zitten twee relais. Het eerste relais verbindt de accu door met de dynamo, op het moment dat deze genoeg spanning levert (tussen 12,4 en 13,8 volt) en voorkomt dat er een stroom gaat lopen van accu naar dynamo, in plaats van dynamo naar accu. Het tweede relais, de regelaar, voorkomt dat de spanning die de dynamo opwekt en aan de accu doorgeeft, te groot wordt waardoor de accu zou beschadigen.

Oude gelijkstroom spanningsregelaar met relais naast moderne geintegreerde transitorregelaar

Bij de wisselstroomdynamo’s vinden we meestal geen regelaar met relais, maar een volledig elektronische regelaar zonder mechanische onderdelen. Bij de oudere modellen, in ieder geval bij alle gelijkstroomdynamo’s, is de spanningsregelaar een los (meestal zwart) kastje onder de motorkap. Bij de nieuwste modellen is de spanningregelaar in de wisselstroomdynamo ingebouwd. De spanningsregelaar is een onderdeel die we zelf beter niet kunnen afstellen. Zonder ervaring en het juiste gereedschap is deze klus niet te klaren. Maar meestal vergt de regelaar helemaal geen onderhoud. Is een regelaar defect dan is eenvoudig zelf te meten met een eenvoudig voltmeter. Is het afgelezen voltage bij een lopende motor hoger dan 14,4 volt dan is regelaar mogelijk defect. Normale waardes zijn tussen 13,6 – 14,2 volt. Een defect regelaar is ook te merken doordat dat lampen snel doorbranden.

Ouderwetse rubber accuDe stroom die de dynamo opwekt wordt opgeslagen in de accu. Als er tijdelijk meer stroom nodig is dan de dynamo op dat moment kan opweken kan de ‘voorraad’ in de accu worden gebruikt. Maar ook als de motor niet loopt kunnen de stroomverbruikers toch worden ingeschakeld. Accu’s die in auto’s worden gebruikt worden zijn, enkele uitzonderingen daargelaten, loodzuur-accu’s. Een accu bevat chemische energie die in elektrische energie wordt omgezet zodra er een stroomverbruiker op wordt aangesloten. De accu bestaat uit in serie geschakelde cellen die elk ruim 2 volt leveren. Elke cel bevat een aantal platen die in verdund zwavelzuur zijn geplaatst. Hoe meer platen, des te groter de capaciteit. Capaciteit staat voor energievoorraad en is afhankelijk van de aanwezige plaatoppervlakte. De capaciteit is gerelateerd aan de gevraagde stroomsterkte. Zo moet een accu van 60 Ampère-uur (Ah) minstens 2 Ampère stroom gedurende 30 uur kunnen geven. De accubak was vroeger altijd van zwart hardrubber met zichtbare celverbinders aan de bovenzijde. Tegenwoordig zijn de bakken meestal van (transparant) polypropyleen. Dit heeft het voordeel dat de accu’s lichter van gewicht zijn en in het geval van een transparante bak het vloeistofpeil eenvoudiger is te controleren. De celverbinders zijn verder onder het deksel verdwenen. Bij gelijke afmetingen zijn de huidige accu’s 85% in capaciteit toegenomen terwijl het gewicht 6 tot 9 kilo is verminderd. Een “lege” accu sulfateert waardoor de capaciteit afneemt. Hoe minder geladen des te eerder de accu onvoldoende energie levert onder gestelde condities. Bij een buitentemperatuur van ongeveer 27 graden Celsius heeft de accu een optimaal vermogen. Tot 10 graden wordt de startcapaciteit weinig beïnvloed. De meeste oldtimers komen bij deze temperaturen niet meer de straat op. Wel is het goed om te weten dat om te kunnen starten bij lagere temperaturen al snel het dubbele aantal amperes nodig is en de accu al snel maar slechts 50-60% van de capaciteit kan leveren.

Doorsnede moderne auto accu

Om de levensduur van een accu te verlengen is verstandig om het vloeistofniveau in de accu in de gaten te houden. Te laag vloeistof niveau in de cellen veroorzaakt het droog vallen van de bovenzijde der platen. De capaciteit daalt kwantitatief doordat het totaal plaatoppervlak afneemt en kwalitatief doordat de droogstaande delen sulfateren. Het bijvullen van een accu mag alleen gebeuren met gedemineraliseerd water (ook wel accuwater genoemd) tot 1 centimeter boven de platen. Bijvullen met kraanwater of accuzuur is uit den boze. Niet bij alle accu’s is het overigens nog mogelijk om zelf deze controles uit te voeren of zelf bij te vullen. Het aantal accu’s dat ‘onderhoudsvrij’ is neemt hand over hand toe. Bij deze accu’s kan het verstandig zijn om de accu bij een garage regelmatig te laten testen (bijvoorbeeld als oldtimer voor de APK toch naar de garage moet) waardoor verrassingen op een ongewenst moment worden vermeden.

Voorbeeld druppelladerEen accu die regelmatig gebruikt wordt gaat langer mee dan een dit soms maanden niet wordt gebruikt. Het is dan ook verstandig om in de winter de accu regelmatig bij te laden en te ontladen. Voor dit proces zijn handige ‘druppelladers’ in de handel. Overlading heeft tot gevolg dat de accuroosters corroderen en de capaciteit afneemt. Het is daarom af te raden om regelmatig een gewone of snellader te gebruiken. Snelladen met een accu oplader kan een accu wel een enkele keer doorstaan, maar is nadelig voor de levensduur. Ook voor accu’s die onderhoudsvrij zijn uitgevoerd geldt dat ze wel degelijk langer meegaan als ze regelmatig worden gebruikt en/of een druppellader wordt gebruikt.

Wat gebeurd als de sleutel wordt omgedraaidNaar gelang de leeftijd, herkomst en uitvoering kennen oldtimers een uiteenlopend aantal stroomverbruikers. De grootste stroomverbruiker is, met stip op nummer 1, de startmotor. Omdat de motor nog moet worden gestart is de accu de aangewezen bron voor stroom tijdens het starten van de motor. Het starten van een motor is behoorlijke inspanning, tijdens het starten wordt dan ook een grote hoeveelheid stroom verbruikt. Vanaf de accu loopt er rechtstreeks een hele dikke kabel naar de startmotor, een kabel die geschikt is om veel stroom te transporteren. De startmotor zit links– of rechts van de motor (voor of achter bij een dwarsgeplaatste motor) gemonteerd en drijft met een tandwiel de starterkrans aan. De starterkrans is een groot tandwiel dat of los op het vliegwiel zit gemonteerd of in het vliegwiel is geïntegreerd. In zo goed als alle gevallen zit het vliegwiel aan de koppelingszijde van de motor. De startmotor bestaat uit twee basisonderdelen. De startmotor zelf en een relais om de startmotor te activeren. Zoals gezegd verbruikt de startmotor bij het starten veel stroom. Om een deze hoeveelheid stroom bij de startmotor te krijgen is een dikke kabel nodig en een grote schakelaar om de stroom in– en uit te schakelen. Om er voor de zorgen dat we geen contactsleutel ter grote van een waterpomptang hoeven te gebruiken is er een relais gemonteerd. Een relais is eigenlijk niets anders dan een stroomschakelaar die op afstand kan worden bediend. De afstandsbediening is in dit geval het contactslot die we met de contactsleutel kunnen bedienen. Wanneer we nu de contactsleutel omdraaien schakelen we op afstand de startmotor in. Maar hiermee is dit verhaalt nog niet uit. Het relais op de startmotor heeft nog een functie. Wanneer de motor eenmaal is gestart is de rol van de startmotor uitgespeeld. De startmotor moet dus meteen na het starten worden losgekoppeld van de motor. Ook dit karwei wordt door het startrelais uitgevoerd. Meteen na het omdraaien van de contactsleutel schakelt het relais de startmotor in én duwt het relais het tandwiel van de startmotor op de starterkrans en maakt daarmee een verbinding tussen de startmotor en motor. Springt de motor aan, dan laten we de contactsleutel weer los en wordt de verbinding tussen startmotor en motor door het startrelais ook weer verbroken. Voor de oudere oldtimers geldt een uitzondering op bovenstaand verhaal. De startmotoren op deze modellen hebben nog geen relais. Op de startmotoren is een grote schakelaar aangebracht die vaak met een knop net boven het gaspedaal kan worden bediend. Door het intrappen van deze knop wordt de startmotor ingeschakeld en verbinding tussen startmotor en motor gemaakt. Daarnaast is het vooral op Engelse oldtimer vaak gebruikte systeem van een startmotor met bendix ook een uitzondering te noemen. Hier wordt de functie van het relais overgenomen door een veer. Voor het in- en uitschakelen van de elektrische spanning op de startmotor wordt nog wel een (extern) relais gebruikt. De echte veteranen hebben helemaal geen startmotor, maar een enkel een slinger. Vaak is het elektrische systeem op deze oldtimer dan ook zeer eenvoudig of niet eens aanwezig.

Links startmotor met relais en rechts startmotor met bendix

Net als alle andere besproken onderdelen vergt de startmotor eigenlijk geen onderhoud. Startmotoren zijn redelijk betrouwbare onderdelen, mits ze niet worden ’misbruikt’. Het is dus zaak om zodra de motor loopt de startmotor uit te schakelen om schade aan de startmotor en de tandwielen te voorkomen. Ook het langdurig starten van de motor kan schadelijk zijn voor de startmotor. De startmotor moet een te lange tijd inspanning leveren, wordt daardoor deze te warm wordt en in het uiterste geval kan doorbranden.

We hebben nu de grote componenten gehad. Tijd voor een blik op kleinere onderdelen. Hierbij moeten we denken aan de lampen, ruitenwissers, maar ook de ontstekingsinstallatie. Al deze onderdelen zijn met de accu verbonden via een stroomkabel. Opvallend hierbij is dat naar elk onderdeel in principe één kabel volstaat. Dit terwijl de accu toch over een min en plus pool beschikt. Omdat onze auto van metaal zijn gemaakt is dit mysterie snel opgelost. De auto zelf is één van kabels geworden. Een pool van de accu is verbonden met de carrosserie terwijl de andere pool wordt aangesloten door middel van de bekabeling in de auto. De carrosserie wordt in dit geval meestal ’massa’ genoemd. Bij de meeste van onze klassiekers is de min pool van de accu verbonden met de carrosserie. In dit geval spreken we dan ook van ’de min aan de massa’. Bij sommige modellen komt het echter ook voor de ’plus aan de massa’ zit. Het aansluiten van de verkeerde pool aan de massa zorgt in ieder geval voor enkele kapotte onderdelen, maar soms ook voor kapotte bedrading. Let dus goed op bij het aansluiten van de accu!

ZekeringenOm problemen in het geval van kortsluiting te voorkomen zijn onze auto’s uitgerust met zekeringen. Deze zekeringen zijn te vergelijken met de stoppenkast in huis. Wanneer erg kortsluiting ontstaat zal de zekering doorslaan (smelten) en het circuit onderbreken om erger te voorkomen. Een zekering mag nooit worden vervangen voordat de oorzaak van de kortsluiting is weggenomen. In oldtimer auto’s vinden we grofweg drie typen zekeringen. Draadzekeringen, thermische zekeringen en de alom bekende wegwerp (smelt)zekeringen. De draadzekeringen en de wegwerpzekeringen komen qua werking met elkaar overeen. Is een draadzekering kapot dan hoeft niet de hele zekering te worden weggegooid. Er kan op de zekeringhouder een nieuw stukje zekeringdraad worden gebonden en de zekering is weer bruikbaar. Let wel goed op dat je juiste hoeveel draad gebruikt, hoe meer draad, hoe langer het duurt voor de zekering kapot gaat. Op de zekeringhouder staat de weerstand genoemd, bijvoorbeeld 10 Ampère. Wordt er binnen het circuit waar deze zekering is opgenomen meer dan 10 Ampère verbruikt, dan smelt de zekering door. De bekabeling in dit circuit is dan ook gebaseerd op deze maximale hoeveelheid stroom. Wanneer in dit circuit nu een zekering wordt geplaatst met een weerstand van 30 Ampère dan is de kans zeker aanwezig dat niet de zekering smelt, maar een kabel of schakelaar. Hoeveel draad je moet gebruiken is afhankelijk van het gebruikte zekeringdraad. Voor een 10 Ampère zekering mag je één wikkeling van 0,26 mm zekeringdraad van koper gebruiken. Voor een 20 Ampère zekering mag je één wikkeling van 0,37 mm zekeringdraad van koper gebruiken. Is een wegwerpzekering doorgebrand dan moet die altijd worden vervangen door een zekering van dezelfde waarde. Als laatste blijft de thermische zekering over. Deze zekering is goed te vergelijken met de huidige zekeringautomaten in huis. Moest er vroeger een nieuwe stop worden geplaatst als er een was gesneuveld, tegenwoordig hoeven we alleen maar de schakelaar van de zekeringautomaat meer op te zetten (nadat we door oorzaak van de kortsluiting of overbelasting hebben aangepakt). De thermische zekering werkt op dezelfde wijze. Ontstaat er kortsluiting dan wordt een metalenplaatje (bi-metaal) in de zekering zo warm dat hij kromtrekt. Op dat moment wordt het circuit onderbroken. Wanneer het bi-metalen plaatje weer is afgekoeld kan het circuit weer worden hersteld. Om te voorkomen dat dit gebeurd zonder dat de oorzaak van de kortsluiting is aangepakt gebeurd het inschakelen niet vanzelf, maar moet de bestuurder een knopje op de zekering indrukken.

StartkabelsHet totale circuit is met deze onderdelen behandeld. Rest nog een aantal korte tips.

Gebruik startkabels:
• Gebruik startkabels met een dikke koperen kern, zeker voor dieselmotoren. Te dunne startkabels kunnen de grote startstroom niet aan en worden alleen maar warm.
• Begin met de pluspool van de helpende auto, daarna die van de te helpen auto. Gebruik daarvoor de rode kabel. Dezelfde volgorde hanteren voor de zwarte kabel, die op de minpolen aansluiten. Let goed op bij oldtimers die pluspool aan de massa hebben! Een fout is hier snel gemaakt.
• Laat de motor van de helpende auto lopen, het liefst met verhoogd toerental door de auto in de vrij te zetten en het toerental met het gaspedaal omhoog te brengen.
• Start de auto met de lege accu en laat de hulpauto minimaal 5 minuten de lege accu laden.
• Zet bij beide auto’s de lampen aan voor de startkabels na het starten worden verwijderd, zo wordt een te grote spanningspiek na het verwijderen van de kabels voorkomen (zeker voor moderne helpende auto is dit erg belangrijk).
• Het loshalen van de kabels gebeurt in exact omgekeerde volgorde van het aansluiten.

Maak bij het loskoppelen van een accu altijd eerst de massapool los, dat is de pool die direct aan de carrossorie is verbonden, in veel gevallen is dit min (-) pool. Let echter goed op, want er zijn ook veel oldtimer te vinden waarbij de plus (+) pool de massapool is.

Voorbeeld massaslotOverweeg om een massaslot te installeren. Hiermee kan eenvoudig de accu worden losgekoppeld bij werkzaamheden, maar ook bij het stallen van de oldtimer. Dit voorkomt brand door kortsluiting tijdens stalling en versneld leeglopen van de accu door een elektrisch klokje of andere verbruiker.

Wanneer er moet worden gelast aan oldtimer dan moet de massapool worden losgenomen. Met name bij wisselstroomdynamo’s kan de stroom die met elektrisch lassen wordt gebruikt het elektrische systeem van een oldtimer ernstig beschadigen.

Zorg ervoor dat een accu altijd goed geventileerd staat, zeker bij het (snel)laden van een accu kan accuzuur verdampen. Hou hier rekening mee.

Wees voorzichtig bij het sleutelen en/of het uitvoeren van onderhoud, koppel de accu af als er een elektrisch onderdeel van de oldtimer moet worden gewerkt, of in de buurt van bijvoorbeeld de startmotor of dynamo een onderdeel moet worden vervangen. Het per ongeluk aanraken vmet een sleutel of schroevendraaier van de niet gezekerde stroomkabel van de accu naar de startmotor kan niet alleen een mooie vonkenregen opleveren, maar ook ernstige brandwonden of in het ergste gevallen leiden tot een exploderende accu.

terug naar voorpagina