Op het moment dat de zuiger in het BDP staat wordt de cilinder gespoeld. De zuiger beweegt omlaag en via de inlaatklep (dus geen spoelpoorten!) stroomt de verse verbrandingslucht naar binnen. Een gedeelte van de lucht gaat gelijk weer via de openstaande uitlaatklep richting de uitlaat naar buiten. Als de zuiger verder naar beneden beweegt sluit de uitlaatklep en de cilinder vult zich nu met verse lucht die nodig is voor de volgende verbranding. De druk in de cilinder wordt nagenoeg gelijk aan de spoeldruk (Afhankelijk van de belasting van de motor zal de spoeldruk 0.1 tot 2.5 bar zijn).
2) compressieslag :
Nadat de zuiger in het ODP (Onderste Dode Punt) is aangekomen, beweegt de zuiger weer omhoog. De nog openstaande inlaatklep sluit pas als de zuiger al een stuk van zijn opgaande slag heeft afgelegd. Na het sluiten van de inlaatklep wordt de lucht in de cilinder tijdens de rest van de opgaande slag samengeperst. De druk in de cilinder loopt hierbij net als bij de tweeslagmotor op tot 80 à 120 bar, de temperatuur van de lucht stijgt tot 550 à 600 graden.
Aan het einde van de compressieslag wordt fijn vernevelde brandstof in de verhitte lucht gepoten; het gevormde brandstof/luchtmengsel ontsteekt spontaan. De brandstof inspuiting blijft ook na de ontsteking van het eerst gevormde mengsel nog enige tijd doorgaan. Afhankelijk van het type motor doorloopt de krukas van de motor gedurende de totale brandstofinspuiting een hoek van 20 tot 25 graden. De duur van de verbrandig is aanzienlijk langer dan de duur van inspuiting
3) arbeidslag :
Nadat de zuiger het BDP heeft bereikt loopt de gasdruk in de cilinder aanvankelijk nog op tot 120 à 180 bar terwijl de temperatuur in de cilinder kan oplopen tot 1500 à 1600 graden. Door de hoge druk in cilinder en de uitzetting van de gassen wordt zuiger naar beneden gedrukt. Als de zuiger verder naar beneden beweegt neemt de druk en de temperatuur van het verbrandingsgas snel af. Tegen het einde van de arbeidsslag wordt de uitlaatklep in de cilinderkop geopend en de verbrandingsgassen stromen met hoge snelheid uit de cilinder richting de uitlaat. Bij het einde van de expansie, dus op het moment dat de uitlaatklep opengaat, bedraagt de gastemperatuur nog 'maar' 600 à 700 graden en is de gasdruk dan nog slechts 3 à 4 bar.
4) uitlaatslag :
Tijdens de volgende opwaartse slag worden de verbrandingsgasresten door de zuiger via de geopende uitlaatklep uit de cilinder verdreven. Ruim vóór het einde van de uitlaatslag wordt de inlaatklep geopend en stroomt verse lucht de cilinder waarvan het grootse gedeelte via de uitlaatklep verdwijnt. Zo wordt de cilinder gespoeld en gekoeld. Bij het bereiken van het BDP begint het proces opnieuw bij de inlaatslag.
Het spoelproces begint al voor einde van de uitlaatslag en duurt tot in een deel van de inlaatslag. Tijdens het spoelen worden de resterende verbrandingsgassen uit de cilinder verdreven en worden de cilinder, bovenkant zuiger en de kleppen gekoeld.
Droge cilindervoerin~
1. Worden machinaal en met grote
kracht het motorblok in geperst.
2. Staan niet in contact met het
koelvloeistof. 3. Niet eenvoudig te verwisselen. 4. Geen pakkingring aan onderzijde
nodig.
5. Dunne voerinQWanden.
Op het motorblok of op de cilinder is de cilinderkop bevestigd. Tussen het motorblok en de cilinderkop is een pakking gemonteerd. In de cilinderkop bevindt zich de
verbrandingskamer of compressieruimte. Bij kopklepmotoren zijn ook de kleppen in de cilinderkop aangebracht. Door de verbranding in de motor ontstaat een hoge temperatuur daarom is goede koeling noodzakelijk, omdat de gebruikte materialen zoals de zuigers en de kleppen anders zullen verbranden. Bij vloeistofgekoelde motoren gebeurt dit koelen door de vloeistof die tussen de wanden van het motorblok en de cilinderkoop zitten. Bij luchtgekoelde motoren zijn aan de buitenkant van de cilinders en cilinderkoppen grote koelribben aangebracht. Er wordt dan voor gezorgd dat langs die koelribben koude lucht stroomt. Hierdoor neemt de warmte af. De cilinderkop wordt met behulp van (kop)bouten of moeren op het motorblok bevestigd. Om een goede afdichting te krijgen moet er voor worden gezorgd dat de bouten op in de juiste volgorde worden aangedraaid. Deze volgorde word door de fabriek opgegeven. Hieronder is een voorbeeld gemaakt.
De bouten moeten met even grote kracht worden aangedraaid. Dit kan niet door gevoel. Hiervoor gebruikt men de 11 momentsleutel" .
Het begin
De dieselmotor is vernoemd naar zijn uitvinder, Rudolf Diesel. De Fransman werkte een groot deel van zijn leven aan een verbrandingsmotor met een groter rendement dan de bekende benzinemotor. Uiteindelijk lukte het hem om de motor te bouwen, de grote doorbraak van zn geesteskind maakt hijzelf echter niet mee. Op 29 september 1913 wordt de dan 55-jarige na een boottocht over het kanaal vermist en niemand verneemt ooit nog iets van hem.
Waarom
De belangrijkste reden voor Diesel om een nieuwe motor te ontwikkelen was dat hij af wilde van het elektrisch systeem in de benzinemotor, omdat het erg storingsgevoelig was. Dat zorgde vaak voor veel niet-startende autos. Ook scheelde het een hoop gewicht als de bougie werd weggelaten.
Hoe het verder ging
Diesel onderzocht van alles om zijn motor te kunnen ontwikkelen. Hij deed er lang over, maar uiteindelijk, in 1892, weet hij patent te krijgen op zn uitvinding. Dan zoekt hij nog lange tijd naar een echt geschikte brandstof die in zijn motor kan worden toegepast. De gangbare benzine heeft namelijk een te hoge ontbrandingstemperatuur.
Het begin
In 1885 ontwierp Carl Benz een driewieler met benzinemotor, maar er was al iemand die de verbrandingsmotor had ontworpen. Dat was Siegfried Markus. In Wenen in 1874 reed hij in een voertuigje dat werd voortbewogen door een 4-taktmotor. De brandstof die hierbij werd gebruikt was een mengsel van lucht en kolengas.
Waarom
De benzinemotor werd uitgevonden, omdat men harder wilde gaan. Door de industriële revolutie kregen de mensen in de gaten, dat ze best veel konden maken, als ze het maar wilden. Ook was paard en wagen niet je-van-het. Paarden werden namelijk snel moe, liepen niet zo hard. Kortom, mensen wilden iets nieuws, iets handigers.
Hoe het verder ging
In 1876 wist de Duitser Nicholas Otto het vermogen van de door hem gebouwde motor aanzienlijk te verhogen door het brandbare mengsel eerst samen te persen voordat het werd ontstoken. Benzine was het geschikst als brandstof, ook omdat men deze bandstof gemakkelijk in een tank kon meevoeren. Toen was er alleen nog een goed voertuig nodig, maar hier zullen wij verder niet op in gaan.
In dit hoofdstuk, de onderdelen van een motor, gaan we het hebben over de belangrijkste onderdelen van een motor.
Dit zijn:
. Het cilinder- of motorblok
. De cilinderkop
. De zuigers en zuigerveren
. Drijfstangen en zuigerpennen
. De krukas.
Het cilinder- of motorblok is het huis van de motor. Het motorblok wordt vaak gemaakt van gietijzer of lichtmetaal. In het motorblok zitten de cilinders, zuigers, drijfstangen, de krukas en soms ook nog de nokkenas en het kleppenmechanisme. Het motorblok wordt meestal met rubbersteunen aan het chassis bevestigd. Er zijn 2 verschillende soorten motoren; vloeistofgekoelde motoren en luchtgekoelde motoren. Bij vloeistof gekoelde motoren heeft het motorblok dubbele wanden. Tussen deze wanden zitten holle ruimtes waarin koelvloeistof kan rondstromen. Bij luchtgekoelde motoren zijn de cilinders niet in één blok ondergebracht. De cilinders staan hier los van elkaar op een carter. Op deze manier kan de lucht rondom langs de koelribben strijken.
Bij de vloeistofgekoelde motoren kent men 2 soorten cilindervoeringen:
Natte cilindervoeringen en droge cilindervoeringen. In het schema hieronder staan 5 kenmerken van natte en droge cilindervoeringen.
Natte cilindervoeringen.
1. Worden met de hand in het
motorblok gemonteerd.
2. Staan direct met koelvloeistof in
contact. 3. Gemakkelijk verwisselbaar. 4. Pakkingring als afdichting nodig
aan onderkant.
5. Dikke voerinQWanden.
Een zuiger heeft 3 taken. Dit zijn:
1. Het overbrengen van de verbrandingskracht op de drijfstang. 2. Zorgen voor een goede afdichting van de verbrandingskamer. 3. Afvoeren van warmte naar de smeerolie en de cilinderwand.
Vroeger werden zuigers gemaakt van gietijzer dit is nu vervangen door lichtmetaal. Een nadeel is echter dat lichtmetaal meer uitzet dan gietijzer. En die uitzetting is belangrijk bij het warm worden van de zuiger. Als een zuiger teveel uitzet loopt hij vast. Dit vastlopen kun je voorkomen door het toepassen van ingegoten stalen strippen en/ of een ingegoten stalen ring.
Een andere manier om uitzetten te voorkomen is een spleetje in de zuiger maken. Bij
- - -_. - .. .. -.. .,.,
onbelaste zijde te liggen. Het gedeelte van de zuiger dat naar de cilinderkop is gericht is de zuigerbodem.
Er zijn 2 soorten veren: Compressieveren en olieschraapveren.
Compressieveren hebben als taak om de afdichting van de zuigermantel te verbeteren. Zij verminderen het lekken van gassen naar het carter. Op een zuiger worden minstens twee compressieveren aangebracht.
Olieschraapveren schrapen olie van de cilinderwand zodat de olie niet boven de zuiger kan komen en verbranden. Om de afgeschraapte olie af te voeren zijn gleuven aangebracht in de veer en in de zuiger. Uiteindelijk bereikt de olie de binnenzijde van de zuigermantel en vloeit terug naar het carter. Als de veren zijn gemonteerd zijn ze zuiver rond en sluiten verend aan tegen de cilinderwand.
Zuigerveren zijn gemaakt van gietijzer. De uiteinden van de zuigerveren hebben soms nog een speciale vorm (slot). Dit 'slot' zorgt voor een zo goed mogelijke afsluiting.
Een drijfstang vormt de verbinding tussen zuiger en krukas. De drijfstangkop is scharnierend verbonden met de zuiger door middel van een stalen pen. Deze pen
mag het uiteinde van de cilinderwand niet raken. Als een zuigerpen kan scharnieren in de zuiger en ook in de drijfstang, noemt men dit een zwevende zuigerpen. Aan de onderzijde word de drijfstang verbonden met een kruktap. De drijfstangvoet bestaat meestal uit twee delen om het gemakkelijk van de krukas los te kunnen maken. Alle
drijfstangen moeten de op- en neergaande beweging van de zuiger volgen. Deze beweging vormt grote krachten op de lager schalen. Om deze krachten zo klein mogelijk te houden worden de drijfstangen zo licht en sterk mogelijk gemaakt. Om hiervoor te zorgen hebben de drijfstangen meestal een H-vormige doorsnede.
