KNUCKLEHEADS FOREVER (deel 2)

In deel 1 van dit artikel deden we het grove werk om de onderdelen van de verschillende bouwjaren passend op elkaar te krijgen. In deze aflevering gaan we aan de gang om de aangepaste onderdelen samen te voegen tot een Shucklehead motorblok met een antieke uitstraling maar voorzien van wat modernere technieken om het betrouwbaar te krijgen en geschikt te maken voor dagelijks gebruik. We hebben de carters in de tussentijd bewerkt voor de toegepaste nokkenas, wat laswerk verricht om een goede carterontluchting te verkrijgen, daarna heeft Benno ze even over de polijstborstel gehaald en alles ligt nu op de werkbank gereed om aan de gang te gaan.

De krukas
Voor de krukas gebruiken we een paar originele vliegwielen van een Panhead uit 1964. Natuurlijk is er ook de mogelijkheid om een paar moderne modellen van bijvoorbeeld S&S te kiezen. Deze nieuwe vliegwielen zijn echter veel lichter dan de oude, originele modellen. De modellen van voor 1970 hadden zeer zware vliegwielen omdat de dynamo voor het blok lag, waardoor deze niet als vliegwiel werkte. Toen in 1970 de rotor van de wisselstroomdynamo direct op de krukas kwam, werden de originele krukassen lichter gemaakt om het gewicht van de dynamorotor te compenseren. De aftermarket vliegwielen van bijvoorbeeld S&S zijn zelfs nog een stuk lichter dan de originele modellen van na 1970. Als je deze vliegwielen monteert in een oud model carter met gelijkstroom dynamo is het resultaat een wat nerveus lopend blok dat iets van een Sportster weg heeft. Wij willen het echte Big Twin geluid en gaan daarom voor de zwaardere krukas met originele vliegwielen van voor 1970. De krukas is gebalanceerd voor de Wiseco zuigers om de trillingen tijdens het rijden te minimaliseren. Zeker bij deze (zeer) oude modellen krukassen is dit geen overbodige luxe. Van de fabriek uit werd al zeer slecht gebalanceerd, daarnaast hebben zij al een lang leven en waarschijnlijk verscheidene revisies achter de rug. Ook zitten vaak de gaten voor het bigend en de zijtappen niet op exact de goede plaats en moeten bewerkt worden om de krukas goed recht te krijgen.We gebruiken natuurlijk de beste materialen voor de zijassen van de krukas en kiezen voor het merk Jims. In de drijfstangen gebruiken we stalen bigend lagerkooien van het merk Jims en combineren deze met stalen loopringen voor een lange levensduur.

De carters
Onze Panhead carters hebben natuurlijk al een lang (motor)leven achter de rug. De boring waar de breather valve in draait is flink uitgesleten. Nu is deze breather valve een zeer belangrijk onderdeel in een motorblok. Deze draaiende klep regelt de druk in het carter. Bij te veel slijtage op dit punt zal het blok gaan roken en een veel kortere levensduur hebben. Om problemen te voorkomen, frezen we het gat in het carter uit en monteren een overmaats model breather valve van het merk S&S. Ook het gat in het carter passen we aan. Bij de carters van voor 1978 waren de HD-fabrieken zeer nonchalant met de timing van de breather valve. Met behulp van een gradenboog bepalen we de maat van de opening in het carter en met een handfrees bewerken we het gat zo dat de breather valve tussen 10 graden voor- en 10 graden na het bovenste dode punt opent en tussen de 55 graden en 75 graden na het onderste dode punt sluit. Tevens maken we het gat rechthoekig in plaats van ellipsvormig. Overigens is deze aanpassing belangrijk om te doen bij alle revisies van oudere Pan- en Shovelhead blokken. Je blok heeft veel voordeel bij een goede “ademhaling”. De carterontluchting zit bij de oudere modellen aan de linkerkant van het motorblok en smeert dan tevens de primaire ketting. Wij moderniseren de boel maar gelijk en verplaatsen de aansluiting voor de carterontluchting naar de achterzijde van de rechtercarterhelft, net als bij de latere modellen. Omdat we een nokkenas moeten monteren met een zeer hoge lifthoogte, moeten we in het carter wat materiaal wegfrezen.

De krukas gaat in het carter
Voor we aan de gang kunnen, moeten we eerst wat voorbereidend werk aan de carters doen. Eén van de belangrijkste handeling bij motorblokrevisies is het in lijn brengen van de diverse lagerbussen. Dit moet gebeuren voor de krukas in het carter gaat. Eerst brengen we met het “lapping-tool” de lagerbus in de rechter carterhelft in lijn. Als dit gebeurt is kunnen we daarna met de daarvoor bestemde ruimer de pinionshaftbus in lijn leggen. Ook de bronzen bus voor de nokkenas ruimen we in lijn met de carterhelft. Na deze voorbereidingen kunnen we tot de echte montage overgaan. We beginnen de tapeinden voor de bevestiging van de cilinders met Locktite op de goede maat in de carters te lijmen. Hierna monteren we de krukas in de linker carterhelft. De originele moer die de Timkenlagers op zijn plek moeten houden leggen we apart en we vervangen hem door een model met een ingebouwde oliekeerring. Bij deze oude modellen carters werd bij de uitgaande as van de krukas origineel geen oliekeerring toegepast. Waar de as van de krukas uit het carter kwam, werd een ring toegepast waarin een soort grove schroefdraad zat die tegengesteld is aan de draairichting van de krukas. Als het blok draaide, werd de olie als het ware “teruggezogen” in het carter. Je begrijpt dat dit een beetje een gammele constructie is, die verre van lekvrij is. Gelukkig heeft ook hier de aftermarket een goede oplossing voor en zijn er krukaslager moeren in de handel die voorzien zijn van een degelijke oliekeerring.

Passen en meten
Als de krukas in de linker carterhelft gemonteerd is, plaatsen we de zuigers op de drijfstangen. Zonder de zuigerveren te monteren, schuiven we de cilinders over de zuigers en zetten ze vast met vier voetmoeren. Als we nu de krukas draaien in het carter, kunnen we precies de spelingen op de kritieke plaatsen meten. Als de toleranties te klein zijn kunnen we eenvoudig met een handfreesje de benodigde ruimte geven. Na alles netjes passend gemaakt te hebben, demonteren we de cilinders en zuigers weer. Natuurlijk werken we ook hier weer “schoon” om te voorkomen dat er splinters of vuil in het blok komen.

Het smeersysteem
Natuurlijk kiezen we bij ons blok voor een full-flow smeersysteem, zoals toegepast op de Big Twins van 1973 t/m 1999. Het geeft het big-end van de krukas een veel langere levensduur en ook de andere bewegende delen worden beter van de broodnodige olie voorzien. In de pinionshaft monteren we een oil-restrictor met een aangepaste diameter uit de modellen van na 1981 om voldoende olie in het bovenblok te krijgen. Hoewel de oliepomp van S&S er eigenlijk wel erg modern uitziet voor een Knuckle, kiezen we desondanks voor dit model omdat hij van een zo verschrikkelijk goede kwaliteit is en je geen beter alternatief kunt vinden voor je motorblok. De aansluitingen van de olieleidingen maken we aan de onderzijde van de pomp omdat je ze dan op de motor “onzichtbaar” kunt wegwerken.

De nokkenas
De keuze van de nokkenas voor een Knucklehead is ook anders. Je kunt niet zomaar een nokkenas voor een Pan- of Shovelhead gebruiken. De mate van opengaan van de kleppen wordt bepaald door de hoogte van de nokken op de nokkenas maar ook door de overbrengverhouding van de tuimelaars. Een nokkenas zal dus in het ene model motorblok de kleppen een bepaald aantal millimeters openen, terwijl dezelfde nokkenas in een ander model blok een geheel andere opening zal geven. Ditzelfde geldt natuurlijk niet alleen voor de lifthoogte van de klep, maar ook voor de tijd dat de klep open staat, etc. Voor de mensen die alles willen weten geven we hieronder even de overbrengverhoudingen van verschillende modellen tuimelaars:
Knucklehead 1 : 1
Shovelhead 1 : 1,43
Panhead 1 : 1,5
Evolution 1 : 1,6
Deze overbrengverhouding zorgt er voor dat een nokkenas die bijvoorbeeld in een Panhead de kleppen 15 millimeter opent, in een Knucklehead de boel maar 10 millimeter open zet. Je zult begrijpen dat je dus niet zomaar een nokkenas van bijvoorbeeld een Pan- of Shovelhead in een Knuckle kunt stoppen. Door de overbrengverhouding van 1 : 1 gaan de kleppen veel minder ver open en met een geheel andere timing dan bij de andere modellen van de Big Twins. De nokkenas die wij nodig hebben moet een veel hogere lift hebben en langer openen dan die in een standaard Shovel. Onze keus valt op een nokkenas van het merk Andrews. We kiezen voor het model 10. Dit is een nokkenas die eigenlijk bestemd is voor een Shovelhead en geldt dan als een extreem “heet” model voor sprinters met een lichthoogte van 0,580 inch (originele lichthoogte van een Shovel is 0,412 inch). Door de overbrengverhouding van de tuimelaars van een Knuckle doet deze nokkenas in ons blok hetzelfde als een veel tammer model in een Shovelhead en geeft ons in ons Shuckleblok een lichthoogte van 0,406 inch. Er ontstaat wel een klein probleempje als je dergelijke extreme nokkenassen in een motorblok van voor bouwjaar 1970 wilt monteren. Doordat de nokken zo hoog zijn loopt de nok van de voorste uitlaatklep vast op het tussentandwiel dat de ontsteking aandrijft. Dit is op te lossen door dit tandwiel in de draaibank te zetten en over een lengte van 5,6 millimeter een deel van de tanden af te draaien tot er een diameter van 66,5 millimeter overblijft. Nu loopt de nokkenas er mooi langs met voldoende ruimte.

De zuigers
Om uit dit blok een beetje hedendaagse prestaties te halen en het thermisch gezond te maken, is het nodig om voor zuigers te kiezen die een iets hogere compressieverhouding hebben dan de originele modellen. Vanuit de fabriek moest de Knucklehead het doen met een compressieverhouding van 1 : 7. Omdat we een moderne Knuckle op willen bouwen zijn we ongemerkt zoveel aan het veranderen dat de originele compressieverhouding geen goede combinatie meer zou zijn met de onderdelen waar we voor gekozen hebben. We gebruiken in ons blok Wiseco zuigers die eigenlijk zijn bestemd zijn voor een Shovel en dan een compressieverhouding hebben van 1 : 9. In onze Knuckle is de compressieverhouding door de langere cilinders en de andere vorm van de verbrandingskamer natuurlijk een stuk lager.

Bouwen
Inmiddels hebben we zoveel gepuzzeld en onderdelen verzameld, dat het tijd wordt om eens een deel van ons blok definitief in elkaar te sleutelen. We zijn nog lang niet klaar met het oplossen van de problemen, maar het werkt wel motiverend als je een stukje van het blok in elkaar zet en weet dat dit zo blijft zitten en niet alleen voor het passen gemonteerd wordt. We hebben al de speling van de zuigers in het carter gecontroleerd en aangepast en de krukas in de linker carterhelft gemonteerd. We kunnen nu de rechter carterhelft definitief monteren. Hierna zijn de zuigers met cilinders en de cilinderkoppen aan de beurt. Denk er hierbij wel aan dat je pakkingen van een goede kwaliteit gebruikt. Voor de voetpakkingen voldoen de met silicone beklede metalen modellen van de firma James erg goed (zijn trouwens ook buitengewoon goed voor je Shovel of Evo). Gebruik voor de koppakkingen van een Knuckle alleen de koperen modellen. Omdat de Knuckle 1200 cc. cilinder geen opstaande rand heeft, blaas je de blauwe teflon modellen er in de kortste keren uit. Zet deze koperen pakkingen goed dik in de Copper Gasket Cement voor een lekdichte werking.

Het nokkenasdeksel
De volgende stap is de montage van het nokkenasdeksel op ons blok. Omdat we al eerder de ruimte voor de nieuwe nokkenas hadden gecreëerd, alle bronzen bussen in lijn hadden gebracht en het dynamotandwiel hadden afgedraaid, is deze montage gewoon een simpele handeling zoals omschreven in het werkplaatshandboek. Belangrijk hierbij is dat de nokkenas en de breathervalve netjes uitgevuld worden. Bij deze oudere modellen motorblokken hebben we natuurlijk nog wat asjes van de tussentandwielen met de bijbehorende bronzen bussen in het blok zitten. Ga hiermee niet tobben en vervang alle onderdelen die niet aan de optimale maten voldoen. Zowel de firma Jims als S&S leveren een zeer goede kwaliteit. Meestal is S&S het prettigst geprijsd.

De afbouw
We hebben het grootste deel van ons moderne Knucklehead motorblok nu in elkaar zitten. In het volgende en laatste deel gaan we met de afwerking aan de gang. We moeten van het motorblok alleen nog de lifterblokken met nokvolgers en de stoterstangen met klephulzen monteren. Omdat we een nokkenas van een Panhead gebruikt hebben, moeten we ook lifterblokken van dit model gebruiken omdat de nokken van een Knucklehead op een andere plaats zitten. De hoek waaronder de stoterstangen in de lifterblokken staan van een Panhead is echter weer verkeerd voor Knucklehead cilinderkoppen. Hier zullen we ook weer wat aanpassingen moeten doen en daarna op zoek gaan naar passende stoterstangen. Ook hebben we nog een ontsteking, een spruitstuk voor de carburateur en wat olieleidingen die er lekker antiek uitzien nodig.

In het volgende en laatste deel van onze Knucklehead project houden we jullie op de hoogte.