Vous êtes ici  ›Home› Dossiers

HOE WERKT EEN MOTOR? (FEBRUARI 2008)

Om te begrijpen hoe de verschillende uitlaatgassen tijdens het rijden tot stand komen, is het belangrijk om te weten hoe de motor van de wagen werkt. De klassieke verbrandingsmotor zit eigenlijk eenvoudig in elkaar: benzine- en dieselmotoren zijn opgebouwd uit cilinders, ook wel verbrandingskamers genoemd.

Daarin worden lucht en brandstof samengebracht en samengeperst door een zuiger, waarna het mengsel ontbrandt en er energie vrijkomt. Die energie creëert een op- en neergaande zuigerbeweging, die via de krukas omgezet wordt naar een draaiende beweging. Deze wordt vervolgens overgebracht op de wielen van de auto via de aandrijflijn (zie figuur).

Elke cilinder is voorzien van twee kleppen: de inlaatklep, waar lucht de cilinder binnenkomt, en de uitlaatklep, waarlangs de uitlaatgassen de cilinder verlaten. Daarnaast heeft elke cilinder ook een injector, die brandstof in de cilinder spuit. De cilinderinhoud van een motor is het verschil in volume boven de zuigerkop wanneer hij in zijn laagste en hoogste stand staat, vermenigvuldigd met het aantal cilinders. Voor moderne motoren is de gemiddelde cilinderinhoud (De cilinderinhoud wordt vaak uitgedrukt in cm3 of cc; zo komt 1000 cc overeen met 1 liter) per cilinder ongeveer een halve liter.

De klassieke motoren in onze wagens zijn viertaktmotoren, ook wel vierslag- of Otto-motoren genoemd. Dit betekent dat de motor 4 fasen (“takten”) doorloopt, verdeeld over 2 omwentelingen. Een motor doet ongeveer tussen de 1.500 à 5.500 rotaties of ‘toeren’ per minuut (rpm), dat zijn er 25 à 90 per seconde.

Zowel benzine- als dieselmotoren volgen deze cyclus. Het verschil tussen beide zit in de ontsteking. Bij een benzinemotor wordt het mengsel tot ontploffing gebracht via een vonk van de bougie op het juiste moment. Bij een dieselmotor ontbrandt het mengsel onder invloed van de hoge druk die erop wordt uitgeoefend (Verhogen van druk leidt tot temperatuursstijging. Dit proces treedt ook op bij het oppompen van een fietsband: na het pompen voelen de pomp en het ventiel van de band warm aan). Beide processen stellen andere eisen aan het brandstof-luchtmengsel, zodat het voorlopig onmogelijk is om een benzinemotor aan te drijven op dieselbrandstof en vice-versa.

Een motor kan elk gewenst aantal cilinders hebben, die in diverse configuraties kunnen staan ten opzichte van elkaar: in-lijn-motoren (cilinders op een rij naast elkaar), boxermotoren (cilinders tegenover elkaar), radiaalmotoren (ook wel stermotor genoemd, omdat de cilinders in een stervorm staan), V-motoren (de cilinders staan per twee in een V-vorm)... Voor voertuigen werd aanvankelijk gekozen voor een ‘motor in lijn’ omwille van de eenvoudige constructie. Naarmate allerlei randapparatuur zijn plaats opeiste onder de motorkap, koos men voor compacte V-motoren en in mindere mate voor ‘platte’ boxermotoren. Het aantal cilinders is in hoofdzaak afhankelijk van het benodigde vermogen; momenteel wordt voor de meeste motoren gekozen voor 4 cilinders.

Variaties op de klassieke verbrandings- of Otto-motor

Tweetaktmotoren, ook wel tweeslagmotoren genoemd, doorlopen een verbrandings- en reinigingscyclus per omwenteling van de krukas. Tijdens het spoelen verdringt het inkomende verse mengsel meteen de afgewerkte gassen. Omdat de tweetaktmotor bij elke omwenteling van de krukas een arbeidsslag maakt, is het geproduceerde vermogen in theorie twee keer groter dan een viertaktmotor met eenzelfde toerental en cilinderinhoud. Door de slechtere spoeling is dit in de praktijk echter niet het geval en de hogere uitstoot
van vervuilende gassen zorgt ervoor dat deze technologie beperkte toekomstmogelijkheden heeft.

Wankelmotor. Bij de klassieke zuigermotor wordt de energie gebruikt om een rechtlijnige beweging te maken, die vervolgens wordt omgezet in een draaibeweging. De kruk- en drijfstang die hiervoor nodig zijn, nemen heel wat ruimte in beslag. Om deze omzetting te
omzeilen, onderzoeken enkele constructeurs nu opnieuw de mogelijkheid om de motor direct een draaibeweging te doen produceren.

De werking van een Wankelmotor

Een Wankel- of draaizuigermotor heeft drie kamers, gevormd tussen de wand van het motorhuis en de driehoekige rotor. In elke kamer speelt zich een viertaktproces af (aanzuigen, samenpersen, verbranden, uitlaten) met één volledige cyclus per omwenteling van de rotor. Eerst wordt het lucht-brandstofmengsel in de kamer gezogen via de luchtinlaat A (stap 1). De rotor draait verder, wat het volume van de kamer verkleint en de lucht bijgevolg samendrukt (stap 2); intussen komt de volgende kamer aan de luchtinlaat. Het mengsel wordt
tot ontploffing gebracht (stap 3), wat de arbeid levert om de rotor verder te draaien naar stap 4.

Daar worden de uitlaatgassen verwijderd via de uitlaat E. De draaiende beweging van de rotor wordt dan overgezet op een as, die de wielen aandrijft. In het verleden faalde deze technologie, omdat het moeilijk bleek om de verbranding effectief te sturen. Door recente ontwikkelingen in materialen en inspuittechnieken biedt zij opnieuw interessante perspectieven. Het grote voordeel van een Wankelmotor ten opzichte van een Otto-motor is het lage gewicht, de compacte bouw en het kleine aantal bewegende onderdelen. De complexiteit van het verbrandingsproces en de slijtage aan de contactpunten tussen rotor en wand vormen de belangrijkste uitdagingen voor dit motorconcept om een efficiënte milieuoplossing te zijn.

Twitter

RT @TouringTweetsNL: Vanaf vandaag veranderen alle brandstofetiketten. ⛽ Om te vermijden dat je de verkeerde brandstof tankt, zetten wij al…


Lire

RT @StefWillemsvias: Tweede zelfrijdende shuttle in België is begonnen aan zijn eerste rit! Persconferentie aan de Leeuw van Waterloo met @…


Lire


@o_brahy @AutoTrendsMag En effet. Voici un complément d'infos par l'un des participants : https://t.co/Xr7vVgqrlP


Lire

RT @petrolfed: A partir d'aujourdhui, harmonisation européenne des étiquettes des carburants pour clarifier la signalitique. https://t.co/D…


Lire