De Alfa Romeo motor die we gaan demonteren behoort tot de Twin Spark motorfamilie. Twin Spark betekent “dubbele vonk”. Deze benzinemotoren hebben twee dubbele bougies per cilinder. De ingenieurs van Alfa Romeo maakten al in 1914 een racemotor met twee bougies per cilinder.
In de jaren 1960 keerden ze terug naar een soortgelijke oplossing voor motorsportmotoren en in 1986 introduceerden ze productiemotoren met het dubbele aantal bougies. Dit om hun motoren te laten voldoen aan strengere milieuvoorschriften. Zuiver technisch gezien zorgen twee bougies, die twee opeenvolgende of gelijktijdige vonken geven, ervoor dat een benzinemotor met succes kan draaien op een vrij arm mengsel. Twee bougies verhogen ook de verbrandingssnelheid van het brandstof-luchtmengsel, wat betekent dat het mogelijk is om de hoek van de ontstekingsvervroeging te verkleinen, wat enige vermogenswinst oplevert.
Alle in serie geproduceerde Italiaanse motoren met Twin Spark technologie waren 4-cilinder motoren met een cilinderinhoud van 1,4 tot 2,0 liter. De eerste hadden een enkele nokkenas en twee kleppen per cilinder. De latere motoren hadden 16 kleppen. Daaronder waren motoren met gietijzeren blokken en kettingaangedreven timing.
We halen een van de laatste versies van de Twin Spark uit elkaar, een 2-liter motor (AR32310) uit een Alfa Romeo 156 uit 2001.
Eerste generatie Alfa Romeo Twin Spark motoren
In 1986 debuteerde de eerste motor uit de nieuwe Twin Spark-serie in de Alfa Romeo 75. Deze 2,0-liter motor was een van de eerste motoren in de Alfa Romeo 156. Deze 2,0-liter motor was een echte innovatie voor die tijd. Het belangrijkste kenmerk was een ontstekingssysteem met twee bougies per cilinder, dat de volledigheid van de verbranding van het brandstof-luchtmengsel aanzienlijk verbeterde en het mogelijk maakte om zuinig te rijden met een arm mengsel. De motor had de volgende belangrijke technische kenmerken:
- Gedistribueerde brandstofinjectie – het injectiesysteem was geavanceerd voor die tijd en verbeterde het vermogen en de zuinigheid.
- Aluminium cilinderblok met natte voeringen – dit verminderde het gewicht van de motor en verhoogde de duurzaamheid.
- Kettingaangedreven timing – verbeterde betrouwbaarheid en duurzaamheid ten opzichte van riemaandrijving.
- Kop met dubbele nokkenas (DOHC) van aluminium – ook al had de motor maar 8 kleppen, hij presteerde goed.
Eerste generatie Twin Spark motor:
| Motorinhoud | Motorcode | Kracht | Koppel | Voertuigmodellen |
|---|---|---|---|---|
| 1.7 liter | AR67105 | 115 pk | 146 Nm | Alfa Romeo 155 |
| 1.8 liter | AR67101 | 129 pk | 165 Nm | Alfa Romeo 155 |
| 2,0 liter (1962 cm³) | AR06420 / AR06224 | 148 pk | 186 Nm | Alfa Romeo 164, Alfa Romeo 75 |
| 2.0 liter (1995 cm³) | AR64103 / AR67201 | 143 pk | 187 Nm | Alfa Romeo 164, Alfa Romeo 155 |
Voordelen van de eerste generatie:
- Verbrandingsefficiëntie dankzij twee bougies per cilinder.
- Zuinig – vermogen om te werken met slechte mengsels bij lagere belastingen.
- Betrouwbaarheid dankzij kettingaangedreven timing en robuuste constructie.
Nadelen:
- Arbeidsintensief onderhoud: het twinplugsysteem vereiste frequentere vervanging en kalibratie.
- Ontwerp met 8 kleppen beperkte het potentieel bij hoge toerentallen.
Tweede generatie Alfa Romeo Twin Spark motoren
In 1996, met de introductie van de Alfa Romeo 155, kwam de tweede generatie Twin Spark motoren op de markt. Deze motoren hadden een aanzienlijk herzien ontwerp:
- Gietijzeren cilinderblok – zorgde voor meer sterkte en betrouwbaarheid vergeleken met het aluminium blok van de eerste generatie.
- Timing met riemaandrijving – eenvoudiger te onderhouden, maar moest regelmatig worden vervangen.
- Blokkop met 16 kleppen – dit verbeterde de dynamische prestaties van de motor, vooral bij hoge toerentallen.
- Variabele variabele kleptiming (VVT) – op de inlaat, wat de motorprestaties bij lage en hoge toerentallen verbeterde
- Variabele inlaatspruitstukgeometrie (VLIM) – gebruikt op de 1.8 en 2.0 liter versies om de motordynamiek bij verschillende toerentallen te verbeteren.
De tweede generatie Twin Spark motoren:
| Motorinhoud | Motorcode | Kracht | Koppel | Voertuigmodellen |
|---|---|---|---|---|
| 1.4 liter | AR38501 | 103 pk | 124 Nm | Alfa Romeo 145, 146 |
| 1.6 liter | AR67601 / AR32104 / AR37203 | 105 – 120 pk | 140 – 146 Nm | Alfa Romeo 145, 146, 147, 156 |
| 1.8 liter | AR67106 / AR32201 / AR32205 | 140 – 144 pk | 163 – 169 Nm | Alfa Romeo 145, 146, 155, 156, GT II |
| 2.0 liter | AR67204 / AR32301 / AR32310 / AR34103 / AR36301 | 150 – 155 pk | 181 – 187 Nm | Alfa Romeo 145, 146, 156, GTV II, 166 |
Voordelen van de tweede generatie:
- Krachtiger 16-kleppen versies – verhoogde motorprestaties, vooral bij hoge toerentallen.
- Fasoregulator en modificatiesysteem voor de inlaatgeometrie zorgen voor een betere dynamiek in alle bedrijfsmodi.
- Betrouwbaarheid: Ondanks riemaandrijving bleef de motor een van de betrouwbaarste in zijn klasse.
Nadelen:
- Vaak vervangen van de distributieriem: de riemaandrijving vereiste regelmatig onderhoud, wat duur kon zijn.
- Gecompliceerd ontstekingssysteem: het dubbele bougiesysteem (een grote en een kleine) vereiste vervangende sets bougies, wat de onderhoudskosten verhoogde.
Alfa Romeo motor start niet
De grillige Alfa Romeo motor kan om een aantal redenen niet starten: door een defect aan de krukaspositiesensor, de koelvloeistoftemperatuursensor of een storing in de startonderbrekerantenne. De eenvoudigste manier om het defect van de krukassensor vast te stellen: Check Engine licht op en de motor start alleen niet als hij warm is.
Toerental zweeft bij uitrollen in neutrale versnelling
Als het toerental van de Twin Spark-motor begint te zweven bij het uitrollen in de neutrale versnelling, moet de cartergasventilatieklep worden gecontroleerd. Deze bevindt zich aan de achterkant van de gasklep. In de klep is de veer verzwakt of verstopt. Hierdoor wordt de regeling van de cartergasafvoer verstoord. De klep kan worden gekocht en in zijn geheel worden vervangen. Maar schoonmaken en de veer losbuigen werkt ook. Dergelijke reparaties helpen inderdaad zes maanden tot een jaar, maar daarna begint het toerental om dezelfde reden weer te zweven.
Als de motor 2.0 Twin Spark een verhoogd stationair toerental heeft, kan de oorzaak een storing in de sensor voor het massale brandstofverbruik (DMRV) of de antivriestemperatuursensor zijn. Ook als de flowmeter defect is, kan de motor slecht trekken als hij koud is of ploppende geluiden maken als het gaspedaal hard wordt ingetrapt.
Inlaatspruitstuk
De 1.8 en 2.0 liter Twin Spark motoren maken gebruik van een inlaatspruitstuk met variabele lengte. Dit geldt voor latere versies van de motoren, die worden gekenmerkt door plastic kleppendeksels.
Tot middelhoge toerentallen (tot 2800 tpm) stroomt de lucht door de korte spruitstukkanalen. Bij middelhoge toerentallen (2800 tot 5200 tpm) wordt de lucht door lange kanalen geleid, wat het vullen van de cilinders vergemakkelijkt door resonantie en stromingsversnelling. Boven 5200 tpm wordt de lucht teruggeschakeld naar de korte kanalen om minimale stromingsweerstand te bieden en inlaatverdamping te verminderen.
De geometrieflappen van het inlaatspruitstuk worden via elektronische commando’s geregeld door een vacuümsysteem. Het systeem is over het algemeen betrouwbaar, maar het komt voor dat de stangen vastlopen of dat het vacuüm lekt.
Brandstof bougies
Twin Spark 16-kleppen motoren zijn uitgerust met 14 mm en 10 mm bougies. De 14 mm bougies zitten in het midden van de verbrandingskamer. De 10 mm bougies zitten aan de zijkant van de verbrandingskamer. Bij de ontwikkeling van het “dubbele vonk” systeem werden de Italianen geholpen door de Japanners van het NGK bedrijf. Het dubbele-vonk-systeem veroorzaakt geen speciale problemen en storingen. Behalve dat je twee keer zoveel bougies moet kopen.
Bobines
Tot 2000 werden bij 16-kleps Twin Spark motoren vier naast elkaar geplaatste bobines gebruikt. Dat wil zeggen dat één bobine aan het eind van de compressieslag “werkvonk” aan één bougie in één cilinder gaf en aan het eind van de uitlaatslag “stationaire” vonk aan één bougie in de andere cilinder. Vreemd genoeg bleef de motor met dit schema relatief goed lopen als een van de spoelen het begaf. Dit schema verhoogt echter de belasting op de spoelen: ze moeten elke 360° omwenteling van de krukas een vonk leveren.
Sinds 2000 kreeg elke cilinder afzonderlijke bobines. Eén bobine gaf vonk aan beide bougies van één van de cilinders. In deze werkingsmodus geven de spoelen elke 720° omwenteling van de krukas een vonk (vergeet niet dat alle 4 werkcycli van de motor worden gemaakt voor 2 omwentelingen van de krukas) en wordt het mogelijk om de hoek van vervroeging te regelen.
De distributieriem
De distributieriem moet om de 60.000 km worden gecontroleerd en om de 115.000 km of om de 5 jaar worden vervangen. Specialisten adviseren om de interval voor het vervangen van de distributieriem te halveren, omdat ze dit te delicaat vinden.
Het timingmechanisme van Twin Spark-motoren bevat nergens merktekens. Er moeten speciale asborgringen worden gebruikt om de assen correct uit te lijnen.
Balansassen
Alleen de 2-liter versies van de Alfa Romeo Twin Spark motor maken gebruik van balansassen. Deze worden aangedreven door een aparte tandriem (60620443). Ook de balansriem moet elke 115.000 km worden vervangen. In feite vormt een breuk ervan geen bedreiging voor de motor. Veel 2-liter Twin Sparks worden aangedreven zonder distributieriem. Als hij echter breekt, kan hij onder de distributieriem komen en dan loopt de motor “grote” schade op.
Verdelerschaal
Twin Spark 16-kleps motoren hebben dezelfde cilinderkoppen, maar er zijn verschillen op de nokkenassen – op het profiel van de nokken. Bij de oudere 1.8 en 2.0 liter motoren zijn de nokkenassen hetzelfde. De kleppen worden aangedreven door hydrocompensatoren in klepstotercups. Dit is een standaard schema voor een motor die ontworpen is voor hoge toerentallen, omdat er geen extra massa’s in de klepaandrijving zitten – tuimelaars.
Maar waar geen tuimelaars zijn, zijn ook geen rollen. Daarom is de wrijving tussen de nokken en de kopjes aanzienlijk. Hydrocompensatoren steken hoog uit de putten, waardoor ze de neiging hebben vast te lopen door zijdelingse belastingen. Een versleten hydrocompensator produceert een duidelijk, ritmisch geluid. Deze moet onmiddellijk worden vervangen, omdat de bijbehorende nokkenasnok begint te verslijten en af te brokkelen. Over het algemeen is er veel vraag naar nokkenassen voor Twin Spark motoren.
Vaak worden Twin Spark motoren teleurgesteld door de afwerking: de klepgeleiders en de nokkenassen zelf zijn niet erg succesvol en duurzaam.
Faseverschuiver
De faseverschuiver is gemonteerd op de inlaatnokkenas van alle Twin Spark motoren vanaf 1998. De hydromechanische koppeling is qua ontwerp vergelijkbaar met de koppeling op Volvo-motoren (die we al hebben behandeld). De inlaatnokkenaspoelie wordt verplaatst door een zuiger, die het koppelingshuis op schuine splines laat draaien.
De koppeling van het timingmechanisme heeft een korte levensduur. Hij moet regelmatig, na 100.000 tot 150.000 km, worden vervangen vanwege slijtage van de assen en tandwielen. Een kapotte koppeling maakt een ratelend geluid als de motor draait. Maar het ergste is dat de olie, die naar de cilinderkop zou moeten gaan, via de oliekeerringen ontsnapt.
Als gevolg daarvan slijten de nokkenassen van de nokkenas door de lage oliedruk. Een slecht versleten faseverschuiver met een verzwakte veer kan ervoor zorgen dat de distributieriem verspringt.
Het magneetventiel van de faseverschuiver is vrij veerkrachtig, maar lekt vaak olie van onderaf.
Oliepomp
De oliepomp van de Twin Spark-motor begeeft het bij de minste verontreiniging. Verminderde oliedruk beïnvloedt de levensduur van de nokkenassen en hun krukasvoeringen.
Zuigers
De 2.0 Twin Spark motor onder Euro 3 verschilt van dezelfde motor onder Euro 2 in de zuigers. Natuurlijk heeft de latere en milieuvriendelijkere versie lichtere zuigers en dunnere zuigerveren. De hoogte van zo’n zuiger is slechts 51,3 mm. Ter vergelijking: de Euro 2.0 Twin Spark heeft een zuigerhoogte van 56,0 mm. Maar er zijn nog meer kleurrijke waarden: de motor 1.8 Twin Spark onder Euro-2 en Euro-3 heeft zuigerhoogtes van respectievelijk 60,15 en 50,45 mm.
Op de 2.0 Twin Spark motor kun je de oude zuigers plaatsen op voorwaarde dat je de oude cilinderkoppakking monteert: de hoogte (dikte) is 1,85 mm tegen 0,38 mm in de motor voor Euro-3.
Ongelukkige geometrie van de zuigergroep en krukas van de 2.0 Twin Spark motor
De 2.0 Twin Spark motor is afgeleid van de 1.8-liter motor door de zuigerdiameter met slechts 1 mm te vergroten (van 82 naar 83 mm) en de zuigerslag aanzienlijk te vergroten van 82,7 naar 91 mm. De drijfstangen zijn even lang (145 mm). En het toeval wil dat de geometrie van de 2.0 Twin Spark motor uiteindelijk zeer ongeschikt was voor een benzinemotor. Er is zo’n belangrijke parameter als RS – de verhouding tussen drijfstanglengte en zuigerslag (krukasdiameter). Dus als deze verhouding bij een 1,8-liter motor gelijk is aan de klassieke 1,75, dan is dat bij een 2-liter motor 1,59. Dit is niet eens kenmerkend voor een personenauto, maar voor een tractordiesel.
Daarom zijn er veel technische problemen. Zuigerslag werd veranderd, drijfstangen werden oud gelaten – dus de drijfstang meer “schommelen” “tablet” (dat wil zeggen met een lage hoogte) zuigers van links naar rechts. En ook bij een lage RS-parameter ondervindt de zuiger zeer scherpe versnellingen, wat het hele krukasmechanisme sterk belast. Bij hoge toerentallen ervaart zo’n motor enorme spanningen door de plotselinge verandering van de versnelling, waardoor de krukas letterlijk bonkt en slaat.
Waarschijnlijk waren de Italiaanse ingenieurs gedwongen om balansassen te gebruiken voor de 2.0-liter Twin Spark om dergelijke nevenbelastingen te beperken. De assen kunnen immers niet alleen de massa tegengaan, maar hebben ook een behoorlijke massatraagheid, waardoor het werk van de motor wordt verzacht wanneer het gaspedaal hard wordt ingetrapt en losgelaten.
Olieverbranding
.
Alle 2-liter Twin Spark motoren hebben een behoorlijke oliehonger. Volgens de fabrieksgegevens is het toegestane olieverbruik maximaal 1 liter per 1000 km. Maar deze waarde dekt alleen de bijzonderheden van deze motor.
Olieverbruik wordt veroorzaakt door slijtage van cilinders en zuigerveren, verstopping van olieleidingen. Bij Twin Spark motoren zijn de olieleidingen van het box-type, met kleine gaatjes voor de olieafvoer. Als deze verstopt raken, wordt de oliebehoefte erg groot.
En bij Twin Spark motoren onder Euro-3 is de hoogte van de olieleidingen teruggebracht van 3 naar 2 mm.
Kortom, wekelijkse controle van het oliepeil op deze motoren is een must.
TOTAAL
De Alfa Romeo 2.0 Twin Spark is de motor met de kortste levensduur – en dat komt allemaal door de zeer slechte geometrie van de krukasgroep, waardoor hij nauwelijks 250.000 km meegaat voor revisie.