Met 950 cc racen in de 1300 cc klasse

Met 950 cc racen in de 1300 cc klasse

 

Met 954cc racen in de 1300cc klasse

Door: Pierre Peters

De Engelse race-Junior

De 954cc motor klaar voor verzending

De eerste vier 954 cc motoren werden nog iets aangepast.

Enige tijd geleden heb ik een artikel geschreven over de bouw van een 954 cc motor. Ik heb uitgelegd dat dankzij het vergroten van de cilinderboring naar 90 mm we een cilinderinhoud krijgen van 954 cc. Dat dit niet zomaar gaat laat zich raden. Maar dankzij de kotter en boorkunsten van Jelle is van een standaardmotor een 954cc te maken. Er waren nog een aantal zaken die aandacht vroegen, zo was in eerste instantie de compressie wel wat aan de lage kant ( 1 : 7.5 ) maar door het 3 mm dieper plaatsen van de cilinderbus komen we nu uit op een gezonde 1 : 8.4. Vanuit voortschrijdend inzicht hebben we de bovendien de stoterstangen en de olieretourpijpen 3 mm moeten inkorten.
Ook is er nog een aanpassing geweest i.v.m. de pistonpen. Zoals in het artikel genoemd hebben de zuigers een pistonpen van 22 mm, precies zoals in de eerste S5 en M5 motoren. Later werden die voorzien van 25 mm pistonpennen, waarvan de gruwelverhalen over het vast vreten van de pen in het drijfstangoog, (staal op staal weet u het nog ?) u bekend moeten zijn. Het drijfstangoog van 25 mm werd op de nieuwe 22 mm pistonpen pas gemaakt met een bronzen busje. Zo’n busje werd in de eerste motor ingebouwd, maar bleek een niet correcte passing te hebben! De busjes vertoonden enkele honderdste mm speling, iets wat niet gewenst was! We hebben dit niet verder toegepast maar een bus in het oog geperst en verder geruimd op de maat van de pistonpen. Nu functioneert dit zoals het hoort. Verder waren er geen verrassingen en/of complicaties! Inmiddels zijn er vier van deze motoren gebouwd en hebben deze geen problemen ondervonden. Twee van deze motoren zijn in een Junior ingebouwd en een van de twee doet in Engeland mee aan historische races. Deze motor is van de vier omgebouwde motoren het zwaarste belast geweest en hij heeft die beproevingen met glans doorstaan. 

De Prestaties

Dankzij onze Engelse vriend die, nadat hij eerst de motor voorzichtig had ingereden, zijn motor op de rollenbank heeft getest, weet ik nu dat het vermogen van die motor ongeveer 75 DIN pk is bij 5500 omw/min!
Belangrijker is het maximumkoppel, dat is tussen de 3200 en 3400 omw/min met ongeveer met 35 % toegenomen. Dat is iets wat de andere gebruikers ook beamen .Het is daarom jammer dat Panhard destijds niet voor deze optie gekozen heeft !

954cc was niet genoeg

1964, De met compressor uitgeruste CD-motor

Toen mijn Engelse vriend de uit de USA geïmporteerde auto trots ter keuring aanbood bij de instantie die verantwoordelijk is voor de historische races, was de vreugde maar van korte duur! De auto werd afgewezen! De keurmeesters achtten het kleine in hun ogen bromfietsmotortje niet competitief en de auto zou een gevaar voor de andere coureurs op het circuit zijn. Het argument dat deze auto een volledig leven in de USA op het circuit had doorgebracht werd van de tafel geveegd! Na deze teleurstelling verwerkt te hebben vroeg hij of ik geen mogelijkheden zag. De cilinderinhoud moest namelijk van de wijze heren minimaal 1300 cc zijn om enigszins met het veld mee te kunnen. Dat probleem is op te lossen met de toepassing van een mechanische compressor. Iets wat vroeger ook gedaan werd om mee te kunnen doen aan, voor Panhard, hun laatste deelnames aan de 24 uur van Le Mans. De cilinderinhoud blijft weliswaar wel gelijk maar door de verrekeningsfactor valt deze motor dan in de klasse van 1300 cc. Vandaar dat ik de opdracht heb aanvaard om een compleet nieuwe 954 cc te bouwen met een mechanisch aangedreven compressor. Ik ben inmiddels begonnen met de bouw en voorbereidingen van deze motor .

950cc bleek toch voldoende

Echter!! Bij wijze van uitzondering mocht de Junior met 954 cc motor een keer meedoen. En toen bleek dat de auto telkens vooraan te vinden was! Tot afgrijzen van de Porsche 356 coureurs versloeg onze kleine dappere Junior deze auto’s keer op keer, hij bleek een geduchte concurrent voor menig auto van naam en faam! De eigenaar was in alle staten en beweerd dat van alle sportieve auto’s die hij ooit gereden heeft, deze het allerleukste is. Letterlijk: ”Ik krijg de grijns niet van mijn gezicht af als ik in deze auto rijd!“ Omdat nu wel bewezen was dat de auto uiterst competitief was en mijn vriend zonder compressor inmiddels is toegelaten, is de noodzaak voor de bouw van een compressormotor niet meer aanwezig, maar omdat ik toch al ver was met de voorbereidingen en ik nieuwsgierig ben naar het karakter van deze motor met een compressor, heb ik besloten om toch zo’n motor te gaan bouwen.

 

Een nieuwe ombouw

De Aisin AMR500 staat hier los op een motorblok

De werking van de Rootes compressor

Panhard: compressor tussen carburateur en inlaatspruitstuk

Versterking van de krukas

Ik ben begonnen met de aanschaf van een nieuwe AISIN AMR 500 compressor. Deze compressor van de Japanse leverancier Aisin heeft per omwenteling een verplaatsing van 500 cc lucht en werkt volgens het Rootes principe. Hierdoor kan er meer lucht in de motor worden geperst en samen met meer brandstof krijg je een hoger vermogen. Dat is in het kort gezegd het hele verhaal. Wil je het geluid van motoren met deze compressor ervaren dan kun je naar het YouTube gaan, toets daar Aisin AMR 500 in en je wordt getrakteerd op vele met deze compressor uitgeruste stukjes huisvlijt, Panhards staan er jammer genoeg nog niet bij.
Maar nu de details: afhankelijk van het toerental kan deze compressor tussen de 0,4 en 1.1 bar overdruk leveren. Dit bereik je door de diameter van de poelie te vergroten en of te verkleinen. Echter hoe hoger de druk des te groter is het risico van spontane zelfontbranding (pingelen). Dit is dodelijk voor een verbrandingsmotor en omdat ik ga voor een mechanisch ontstekingssysteem kan ik ook geen sensor toepassen die het pingelen voorkomt of ingrijpt op het moment waarop dit plaats vind. Ook kies ik er niet voor om een intercooler toe te passen, deze intercooler zorgt voor het afkoelen van de gecomprimeerde inlaatlucht zodat er meer lucht in de verbrandingsruimte geperst zal worden. Ook kan ik geen overdrukventiel toepassen omdat ik, zoals Panhard dat destijds ook heeft gedaan, de compressor tussen de dubbele Weber 45 mm carburateur en het inlaatspruitstuk ga plaatsen. Ik ben daarom gedwongen om een ruime veiligheidsmarge in te bouwen. Daardoor zal ik niet de volle potentie van de compressor kunnen gebruiken en stel ik deze af op een maximale druk van 0,6 bar bij een compressieverhouding van 1:8. Wel ga ik, weer voor twee bougies per cilinder en een verzwaarde krukas. Dat verzwaren is absolute noodzaak en heeft zijn waarde bij de andere 954 cc motoren al bewezen. Ook pas ik een grotere oliepomp met inwendig oliefilter toe. Voor een betere warmteafvoer gebruik ik het laatste type gietijzeren achter deksel. Natuurlijk monteer ik een Volkswagen drukgroep en een iets dikkere koppelingsplaat. En zoals u het vorige artikel gelezen heeft gebruik ik een motortype met een versterkt lager zitting, dus type 1732 of hoger! In dit geval een type 1744. Verder doe Ik doe alle aanpassingen zoals in het vorige artikel beschreven.
Ik verwacht dat deze motor ongeveer 100 pk gaat leveren en ik hoop op een indrukwekkend koppel! Wat mij zo fascineert is dat met een ontwerp uit de jaren 40 van de vorige eeuw nog zoveel vooruitgang geboekt kan worden! We wisten het al : Panhard was zijn tijd ver vooruit!

Panhard continue!

 

 

Panhard Automobielclub Nederland

Hampe

Hampe

 

De Hampe motor: Panhard maar dan beter

 

Als je je verdiept in de motortechniek van Panhard, dan stuit je al snel op verhalen over de ‘Hampe motor’. Even zoeken op het internet levert dan al snel voldoende info op, maar voor velen helaas in het Frans. Omdat niet iedereen dat voldoende beheerst heb ik een verhaal van Charly Rampal bewerkt en toegankelijk gemaakt. Hierin wordt duidelijk gemaakt wie ‘Jacky Hampe’ was en wat hij met de Panhard motoren deed.

De man
Jean-Baptiste Hampe  was een Franse garagist met race-bloed in zijn aderen. Hij opende in 1953, onder de vlag van Panhard, de “Central Garage” aan de rue Jules Guesde 67 in Bondy, Seine-St-Denis. Deze garage groeide uit tot een vooral in de racerij bekend familiebedrijf dat tot 1994 stand hield. Jean-Baptiste stond op goede voet met Deutsch & Bonnet en begon mede daardoor met de distributie van speciale onderdelen, waarmee de prestaties van Panhard motoren, voor zowel weg- als wedstrijdgebruik verbeterd konden worden. Van het een kwam het ander en hij groeide uit tot een specialist in het opvoeren van Panhard motoren. Bij dat opvoeren had hij niet alleen oog voor een groter vermogen/koppel, maar hij werkte daarbij aan het verbeteren van de betrouwbaarheid van de motor.

Het vermogen
Hampe vergrootte het vermogen/koppel van de motor met de onderstaande gebruikelijke ingrepen:

  • de compressieverhouding werd verhoogd;
  • de inlaat/uitlaat tijden werden aangepast (andere nokkenas);
  • het inlaatkanaal werd vergroot en gepolijst;
  • er werd een dubbel ontstekingssysteem geïnstalleer;
  • de cilinderinhoud werd vergroot tot 1000 of 1100 cm3 (DB leverde al 954 cc motoren, maar Hampe ging verder);
  • er werd een afgestemd (resonantie) inlaatsysteem gemonteerd dat werd voorzien van twee dubbele Zenith carburateurs.

Dit laatste, het afstemmen van een inlaat, vraagt misschien wat meer toelichting. Bedenk hierbij dat de in- en de uitlaat van een verbrandingsmotor pulserende systemen zijn, die onder gunstige omstandigheden in resonantie kunnen komen. In de praktijk betekent dit dat bij een bepaald toerental een betere vulling c.q. lediging van de cilinder optreed en dat er dan dus onevenredig meer vermogen geleverd wordt dan bij andere toerentallen. Bij een juiste dimensionering van de afmetingen van zowel het inlaat- als het uitlaatsysteem zal resonantie niet alleen optreden bij het gewenste toerental, maar in mindere of meerde mate ook in het gebied daaromheen. Hampe was op dit gebied een expert. Panhard zelf maakte alleen in zijn laatste model, de M10S, gebruik van resonantie.

De naoorlogse Panhard-motor had, al zonder opgevoerd te zijn, de neiging om wanneer hij tot het uiterste werd gedreven te heet te worden. Dit resulteerde dan in het vastlopen van van de zuigers. Duidelijk was dat een opgevoerde motor nog eerder in de gevarenzone zat. Om dat te ondervangen, bedacht Hampe een gewijzigd oliecirculatie / koelsysteem. De originele oliepomp, die 0,7 cm3 /  omwenteling levert werd vervangen door een model met langere tanden en een grotere modulus, waardoor de opbrengst/druk vijf keer hoger uitkwam. Vervolgens werd het smeercircuit zodanig gewijzigd dat met met behulp van twee sproeiers een van de heetste plekken van de motor, de kop van de drijfstang en de onderkant van de zuiger besproeid en dus gekoeld werd. Daarnaast werd de toevoer van de olie naar de twee hoofdlagers van de krukas verbeterd. Het deel van de oliecirculatie met de sproeiers die de onderzijde van de zuiger(s) besproeien is op onderstaande tekening in vet zwart aangegeven.

Betrouwbaarheid
De gewijzigde smering brengt een flinke hoeveelheid olie naar het binnenste deel van de zuiger, niet zozeer om te smeren, maar meer om te koelen. Daarmee werd het ook noodzakelijk om de olie te koelen. Hampe bouwde daarom, net als Deutsch en Bonnet vaak een tweede carter onder de motor, zo niet dan werd minimaal een oliekoeler gemonteerd.

Een tweede betrouwbaarheids probleem dat zich voordoet bij het opvoeren van de motor is de te beperkte sterkte van het carter. In de 1100 cm3 versie heeft Hampe daarom motorblokken met een verstevigingsstaaf boven het voorste lager toegepast.

 

Zaken zijn zaken
Hampe was zeker een zakenman, hij bracht zijn verbeteringen in duidelijk gedefinieerde pakketten met gegarandeerde prestaties. Daarnaast waren er optionele keuzes.Hieronder een overzicht van wat je bij hem kon kopen / laten doen.
Pakket 1: Een 848 cc motor, dit betekende:

  • Wijziging van het smeer- en koelcircuit in de motorbehuizing;
  • vergroting en polijsten van gasdoorgangen,
  • aanpassen van de cilinders;
  • meten en balanceren van verbrandingskamers;
  • verdubbeling van het carter.

Prestatiewinst:

  • max. snelheid: +10 km/u;
  • garantie tegen vastlopende zuigers bij hoge snelheid.

Prijs (jaren ’50) : 1.500 Fr

Pakket 2: Een 1000 of 1100cc motor

  • wijziging van het smeer- en koelcircuit in de motorbehuizing;
  • Speciale nokkenas;
  • grotere cilinderinhoud maar met behoud van de belastbare 5CV;
  • Prestatiewinst:
  • kracht en souplesse bij lage toerentallen;
  • snelheidswinst (hogere toerentallen): 15 tot 20 km/u.
  • Prijs (jaren ’50): 1000 cc: 2.500 Fr / 1100 cc: 2.700 Fr

Pakket 3 – Ombouwen naar 1000 /1100 cc. “plus”:

  • Wijziging van het smeer- en koelcircuit in de motorbehuizing;
  • Speciale nokkenas;
  • grotere cilinderinhoud;
  • inlaat met 2 dubbele carburateurs;
  • dubbele ontsteking;
  • afgedraaid (= lichter) vliegwiel;
  • versnellingsbak met aangepaste overbrengingen;Prestatiewinst: max. snelheid 180 tot 200 km/h (op een cd)
    Prijs ombouw: 6.000 tot 6.500 Fr

De beide eerste pakketten konden uitgebreid worden met:

  • dubbele ontsteking, prijs van 500 Fr;
  • inlaat met 2 carburateurs + resonatoren + filters + tuning voor: 1.600 Fr.

De met ‘alles’ uitgeruste ‘Hampe CD’  bereikte op het circuit van Monthléry een maximale snelheid van 220 km/u. Hij trok op van 0 – 100 km/u in 29 seconden.

In de werkplaats van Hampe werden in totaal 126 motoren aangepast,

  • 18 x 850cc
  • 20 x 954cc;
  • 72 x 1000cc;
  • 16 x 1100cc.

De laatste motor werd op 15 januari 1973 onder handen genomen..

Hampe was overigens van alle markten thuis. Zoals eerder aangegeven modificeerde hij versnellingsbakken, maar ook de motorkap van een CD werd aangepast voor de jodiumkoplampen van de Peugeot 204 cabriolet. Zelfs de achterwielophanging van de ontkwam niet aan een verbetering.

 Met dank aan Charly Rampal

Panhard Automobielclub Nederland

1902 Krebs carburateur

1902 Krebs carburateur

 

 

 

  1902

De eerste membraan / constant vacuüm carburateur,

een innovatie van Arthur Krebs.

(technisch directeur bij Panhard & Levassor)

Wat doet een carburateur?

Een carburateur voor verbrandingsmotoren heeft tot taak om een mengsel van benzine en lucht te maken dat in de cilinder van de motor tot verbranding moet komen. Een goede carburateur moet daarbij ongeveer 1 deel benzine vermengen met ca. 14 delen lucht, waarbij de benzine zo fijn mogelijk verneveld moet zijn. Naarmate de benzinedruppeltjes kleiner zijn zal de verbranding beter verlopen. Grote en/of ongelijkmatig gevormde benzinedruppels veroorzaken vaak “verzuipen” van de motor, roetvorming op de bougie door onvolledige verbranding en dientengevolge onregelmatig of helemaal niet lopen van de motor. Ideaal zou zijn dat de lucht wordt vermengd met moleculaire benzinedamp in plaats van met benzinedruppeltjes.

De oercarburateur

In de periode 1882 tot 1892, hadden de eerste ‘benzine’ motoren, de naam benzine bestond overigens nog niet, geen carburateurs zoals we die nu kennen. Het benodigde mengsel werd gevormd in bak waarin de aangezogen lucht over het oppervlak van, of zelfs door de benzine daarin werd geleid. Soms werd het oppervlak ook beroerd door vinnen, of vergroot met lonten / watten. Het zo gevormde mengsel was bij een juiste dimensionering van het geheel ‘ongeveer goed’ maar dat liep bij variërende omstandigheden (vloeistofniveau in de bak, temperatuur, toerental, belasting etc.) al snel uit de hand. Daardoor was het nodig om met een klep op de uitlaatbuis van de ‘carburateur’, handmatig lucht bij te mengen. Dat werkte maar het bleef natuurlijk houwen en keren om er steeds een bruikbaar mengsel uit te krijgen.

Op de site van ‘Jan de Ridder / Modelbouw’ vond ik een model van een dergelijke ‘carburateur’.

Carburatieproblemen

De principiële problemen waar men bij de carburatie mee kampte waren:

  • De druk in de carburateur, deze wordt bij toenemend toerental steeds lager, waardoor de verdampingssnelheid oploopt en het mengsel dus steeds rijker wordt.
  • Ook het vloeistofniveau in de bak, vóór een rit werd die met voldoende brandstof voor de rit werd gevuld, beïnvloedde het mengsel.
  • De mengselvorming werd bovendien verstoord door de onvermijdelijke drukstoten vanuit de motor.

In het laatste decennium van de negentiende eeuw werkten veel auto- en motorenfabrikanten ingespannen aan het verbeteren van de carburatie. De eerste stap die eigenlijk door allen werden gemaakt en waarvoor geen echte uitvinder valt aan te wijzen was was het stabiliseren van het brandstofniveau m.b.v. een vlotter.

Ontwikkelingen bij Panhard & Levassor

Bij Panhard was Emile Levassor, die in 1877 overleed, inmiddels als technisch directeur opgevolgd door Arthur Krebs, een man die veel tijd besteedde aan het verbeteren van de carburateur. Zijn versie van de carburateur met een vlotter vinden we terug in dit Brevet d’invention uit 1899.

 

De uitvinding werd direct toegepast op de toen nog gangbare Phenix motor en vervolgens ook in de Centaur motor, waarvan de eerste carburateur
hiernaast is geschetst.

De benzine stroomt door de buis A (fig.2) en door het verticale kanaal dat kan worden afgesloten door het kogeltje X naar de cilindervormige vlotterkamer met vlotter F, die met een pen op het kogeltje X rust. Het gewicht van de vlotter drukt het kogeltje, tegen een veer in, open. Zodra het gewenste niveau bereikt wordt, komt de pen van vlotter F los van kogeltje X en dit wordt dan door de veer er onder, op zijn zitting gedrukt, het toestromen van benzine wordt zo geblokkeerd.

Als de motor dan lucht begint aan te zuigen, ontstaat er onderdruk in de carburatie kamer E en zal benzine uit de sproeier naar boven spuiten en in de luchtstroom meegenomen worden naar de cilinders. We zien in fig 2 maar één van de drie kanalen (B) waardoor inlaatlucht stroomt.

Fig. 3 hieronder geeft met een andere doorsnede van dezelfde carburateur meer inzicht in de luchtstroming in de carburateur.

Er zijn in fig. 3 drie luchtinlaatkanalen, te onderscheiden:

  • M: De grootte van deze inlaat wordt door de chauffeur vooraf aan de rit op ‘de omstandigheden’ afgesteld.
  • C: De chauffeur bedient deze inlaat vanaf zijn zetel en houdt daarmee het mengsel gedurende de rit op de gewenste samenstelling.
  • B: Dit is een gewone niet instelbare luchtinlaat.

Het mengsel dat bij E gevormd wordt, stroomt via de openingen a.b, die geopend en gesloten worden met de gasschuif P naar de uitgang D van de carburateur.

Deze Centaur carburateur was voor Panhard een grote vooruitgang, maar het was nog steeds een apparaat met twee instellingen, die door de chauffeur ‘op het gevoel’ afgeregeld moesten worden. De behoefte aan wat toen een ‘automatische carburateur’ genoemd werd, bleef dus groot.

Arthur Krebs ging verder met zijn carburateur project en onderkende dat het grote probleem van de carburatie, een toenemende verrijking van het mengsel bij hogere toerentallen, een direct gevolg is van de dan dalende druk in de buurt van de sproeier. De meeste fabrikanten zochten de oplossing voor dit probleem in systemen die de brandstoftoevoer bij lagere druk beperken. Krebs koos in 1902 echter een andere richting, hij besloot de dalende luchtdruk met een drukregelaar te stabiliseren, door bij dalende druk, extra lucht toe te laten (constant vacuüm). In fig 4 is de membraandrukregelaar die hij daarvoor ontwierp te zien. P is het deksel met het membraan, R is de veer. K is deel van de luchtschuif die langs de openingen M lucht in het systeem kan binnen laten.

 

In figuur 5 is een doorsnee van de carburateur (zonder de vlotterkamer die vergelijkbaar is met die uit fig.2) getekend. Als de motor aanzuigt zal de lucht aanvankelijk alleen via A binnen treden en daar bij de sproeier D benzine opnemen. Als bij een hoger toerental de druk lager en het gevormde mengsel rijker wordt, dan zal het membraan van de drukregelaar door de atmosferische druk via gaatje S naar beneden geduwd worden, de luchtschuif M / K zal een beetje opengaan, er wordt extra lucht toegelaten en de luchtdruk zakt weer tot de met de veer ingestelde waarde.

De motor wordt nu alleen nog bediend met gasschuif G, die meer of minder geopend het mengsel doorlaat naar het inlaatspruitstuk J.

Zo te zien gewoon een logisch geheel dat je zo maar kunt bedenken, maar zoals vaker, er zit meer achter. Zie daarvoor de patentaanvraag van Krebs uit 1902 voor een ‘automatische carburateur’, waarin je een complete en wat mij betreft ingewikkelde onderbouwing van het geheel vind.

 

De concurrentie

In dezelfde tijd waren veel fabrikanten bezig automatische carburateurs te ontwikkelen en één van de succesvolle Franse carburateur merken was Longuemare. Ze waren zelfs zo succesvol dat een firma in de USA, Holley, ze in licentie ging fabriceren. Zie de linker advertentie hieronder. Dat de situatie drastisch veranderde toen Krebs met zijn versie van de automatische carburateur kwam blijkt wel uit de rechter advertentie, waarin uitbundig met modder gegooid wordt naar die concurrent! En ze moesten wel want, volgens een recensie uit die tijd was de Holley / Longuemare carburateur “really only tuneable for a narrow range of speed and engine rpm”.

Naschrift

Ik heb (nog) niet kunnen ontdekken hoe lang de carburateur van Krebs bij Panhard is gebruikt. Feit is wel dat tot op het einde van de ontwikkeling van de carburateurs, aan het einde van de twintigste eeuw, membraan carburateurs werden geproduceerd en gebruikt.

Inmiddels zijn we overigens wel aan het einde gekomen van de mechanische carburateur. In Europa stopte de productie van motoren met carburateurs in 1993 als gevolg van nieuwe Europese normen ter bestrijding van vervuiling ( Euro 1 ).

R.Kr. Voorschoten, 6 juli 2021

Panhard Automobielclub Nederland