De eenvoudige automotor werkt volgens een thermodynamisch principe dat de Otto-cyclus wordt genoemd. Het proces, genoemd naar de Duitse ingenieur Nicolaus Otto, omvat het comprimeren van brandstof om het om te zetten in gas dat kracht produceert om een mechanisme te laten draaien. Otto's werk was van cruciaal belang bij het bouwen van de eerste auto's aan het eind van de 19e eeuw - en is nu nog steeds essentieel.
In de loop der jaren heeft de auto-industrie verschillende lay-outs bedacht om het brandstofverbruik en de prestaties te optimaliseren. Sommige plaatsen de zuigers in verschillende configuraties, terwijl andere meer zuigers toevoegen om het vermogen te vergroten. Als u weet welk type motor een bepaald automodel gebruikt, bepaalt u het soort reparatie en onderhoud dat nodig is.
De eerste stap bij reparatie- of onderhoudswerkzaamheden is te weten op welke brandstof de motor draait. Tot eind jaren negentig hadden voertuigen een benzine- of dieselmotor onder de motorkap. Van buiten zien ze er misschien hetzelfde uit, maar ze onderscheiden zich door de manier waarop ze werken.
Een van deze verschillen is thermische efficiëntie, die bepaalt hoeveel warmte aan het werk wordt gezet. Hoewel benzine en diesel uit dezelfde ruwe olie komen, is deze laatste dichter en bevat 15% meer energie. Een dergelijke dichtheid vertaalt zich in meer vermogen bij verbranding, ongeveer 40% efficiënter in het omzetten van brandstof in mechanische energie. Dieselmotoren hebben meestal geen bougies nodig voor ontsteking, maar vertrouwen in plaats daarvan op compressie (hoewel ze gloeibougies accepteren voor gebruik in koude omstandigheden).
Diesel brandt echter niet zo schoon als benzine vanwege het hoge vluchtigheidspunt en het lage vlampunt. Benzinemotoren verbranden elke cyclus bijna elke batch brandstof, wat de belasting van de katalysator vermindert. Als resultaat van deze schone verbranding genieten benzinemotoren van het voordeel van een goedkope werking en gemakkelijke reparatie en onderhoud.
Hybride motoren kennen twee aandrijfbronnen:een benzine- of dieselmotor en een elektromotor. De motor vervult nog steeds de rol van aandrijving van de auto voor lange ritten, maar de elektromotor levert energie voor specifieke taken, zoals het starten van de auto. Omdat hybride motoren een relatief nieuwe technologie zijn, zoekt de industrie nog steeds naar de meest efficiënte manier om ze te repareren en te onderhouden.
De gemiddelde autobezitter of -koper zou het verschil niet kunnen zien welke auto welke rijdt. Daarom vragen ze om hulp van experts wanneer ze door voertuigen bladeren of breng hun auto naar een reparatiewerkplaats.
Het volgende is de cilinderlay-out. Dit kan van invloed zijn op specifieke kenmerken, zoals het gewicht van het voertuig, het type cranks, de ontstekingsvolgorde en het ontwerp van het motorblok.
De meest voorkomende is de inline- of rechte configuratie, die wordt aangetroffen in standaardauto's, compacte auto's en hatchbacks. De cilinders staan loodrecht op het voertuig, naast elkaar. Om de krachten die door de verbranding worden gegenereerd in evenwicht te brengen, worden de cilinders paarsgewijs ontstoken, te beginnen met de binnenste twee cilinders. Met een hoger zwaartepunt zorgen lijnmotoren voor stabiliteit tijdens het rijden.
De V-type lay-out beschikt over cilinders die zijn gerangschikt in twee tegenover elkaar liggende banken, onder een hoek tussen 60o (V6 en V8) en 90o (V8). Deze opstelling annuleert de op- en neergaande beweging van elke zuiger, wat hem stabiliteit geeft. De extra cilinders zorgen voor meer prestatie, maar het compartiment moet ruim genoeg zijn om ze te huisvesten. V-motoren komen vaker voor in prestatieauto's en grote dieselvoertuigen zoals SUV's en vrachtwagens.
De boxer- of flatconfiguratie is de minst voorkomende van de drie, alleen gebouwd door geselecteerde fabrikanten. De cilinderlay-out bevindt zich op een volledige 180o, waardoor de krachten in evenwicht worden gehouden, omdat het lage zwaartepunt het gewicht gelijkmatig verdeelt. Hun zeldzaamheid in de industrie is te danken aan het ingewikkelde ontwerp; niet alle reserveonderdelen werken goed met deze configuratie, waardoor reparatie- of onderhoudswerkzaamheden lastig zijn.
Wist je dat het Guinness World Record voor het meeste aantal cilinders in een straatlegaal voertuig 48 is? Natuurlijk grenst dit voertuig aan onpraktisch, omdat het zo groot is dat het een andere motor nodig heeft om het te starten.
Vóór het tijdperk van turboladers en brandstofinjectiesystemen bepaalde het aantal cilinders het totale vermogen van de motor. Dat doen ze vandaag de dag nog steeds, hoewel niet zo veel, want zelfs een turbo-viermotor kan een pick-up truck aandrijven . In plaats daarvan bepaalt dit aspect van het motorontwerp het motorrendement, het brandstofverbruik en het gemak van onderhoud en reparatie.
Zonder turbo biedt de viercilinderopstelling een balans tussen brandstofverbruik en prestaties. Wanneer ze inline worden geconfigureerd, zullen deze cilinders niet zoveel geluid produceren als andere motoren, waardoor ze de eerste keuze zijn voor een gemiddelde gezinsauto. Omdat inline-fours dertien in een dozijn zijn, is het onderhouden en repareren ervan een fluitje van een cent.
Zes- en achtcilinderconfiguraties vereisen de V-type configuratie (hoewel van verschillende fabrikanten bekend is dat ze inline hebben ingebouwd). Zoals eerder vermeld, geeft het plaatsen van de cilinders onder de optimale hoek de motor stabiliteit. Zelfs motoren met meer dan acht cilinders, zoals V12 en V16, zijn nog steeds op deze manier geconfigureerd.
Sommige compacte automodellen hebben vanwege hun kleine formaat slechts twee of drie cilinders onder de motorkap. Dankzij turbocompressoren en brandstofinjectie kunnen hun motoren bijna dezelfde prestaties leveren als inline-fours, maar met minder brandstof. De driecilinderconfiguratie heeft echter last van rammelen vanwege een onbalans in het koppel. Daarom bouwen fabrikanten vaak motoren met een even aantal cilinders.
Massaproductievoertuigen hebben hun motoren om verschillende goede redenen vooraan, de belangrijkste is dat het voertuigen met voorwielaandrijving (FWD) zijn. Het gewicht van de motor zorgt voor stabiliteit bij het accelereren. FWD-systemen maken de auto echter vatbaarder voor onderstuur en verliest grip wanneer het gewicht naar de achterwielen verschuift.
Midden- en achtermotoren komen vaker voor in prestatievoertuigen en supercars, omdat ze achterwielaandrijving (RWD) hebben. RWD-voertuigen zijn ongelooflijke raceauto's omdat de tractie afkomstig is van de achteras, wat resulteert in een hogere acceleratie. Maar net zoals FWD-auto's vatbaar zijn voor onderstuur, zijn RWD-auto's vatbaar voor overstuur.
Het is fascinerend om te zien hoe ver de motor zich heeft ontwikkeld, nu verkrijgbaar in verschillende builds. Het laat zien dat autofabrikanten hun vak blijven verbeteren en manieren vinden om het meeste uit elke druppel brandstof te halen. Gezien de technologische roadmap van de industrie, zal het geen verrassing zijn als toekomstige motoren een inline-eight of V24 zullen hebben.
