De autotechnologie heeft een lange weg afgelegd sinds Henry Ford in 1908 zijn eerste Model T uitrolde.
Tegenwoordig hebben we elektronische motorbediening, airbags, automatische transmissies en zelfs een cd-speler die ook dienst doet als telefoon. Maar het enige dat de Model T en moderne auto's gemeen hebben, is de verbrandingsmotor .
Hoewel de bedieningselementen die worden gebruikt om het te laten werken drastisch zijn veranderd, is de werking van de basismotor hetzelfde gebleven.
Het eindspel van de automotor is om de krukas te laten draaien . De kracht die de auto in beweging brengt, begint bij de krukas.
Om te begrijpen hoe de krukas werkt, stelt u zich een fiets voor die over de weg wordt getrapt. De pedalen zijn verschoven ten opzichte van het midden van het voortandwiel. Als het rechterpedaal wordt ingedrukt, draait het tandwiel en komt het linkerpedaal in de positie om ook te worden ingedrukt. Terwijl het linkerpedaal wordt ingedrukt, blijft het tandwiel draaien, waardoor het rechterpedaal in positie wordt gebracht. Deze cyclus wordt continu herhaald, waarbij het tandwiel wordt gedraaid en de fiets vooruit wordt bewogen.
Dit is eigenlijk hoe een krukas werkt. In plaats van pedalen wordt een krukas aangedreven door zuigers . De zuigers bewegen op en neer, waarbij de een de ander in positie brengt om de volgende in de rij te zijn om de krukas te draaien.
Om te begrijpen waardoor de zuigers bewegen, moet u eerst de configuratie van de verbrandingsmotor begrijpen .
Het motorblok is gegoten uit metaal, meestal ijzer of aluminium. In het blok zijn cilinders ingebouwd. Cilinders zijn meestal drie tot vijf centimeter in diameter en vijf tot tien centimeter lang. Deze aantallen variëren sterk, afhankelijk van de cilinderinhoud van de motor. Automotoren kunnen twee tot twaalf cilinders in één motorblok hebben. In dit artikel bespreken we de in-line viercilindermotor .
De viercilindermotor is ontworpen met alle vier cilinders in een rechte lijn. De krukas bevindt zich onder de cilinders, zodat elke zuiger, terwijl deze op en neer beweegt in zijn cilinder, de krukas kan draaien, zoals pedalen op een fiets.
De zuigers passen, met behulp van flexibele ringen, perfect in de cilinders. Het is absoluut noodzakelijk dat er geen lucht langs de zuigers kan komen terwijl ze in de cilinder bewegen. De zuigers zijn met drijfstangen verbonden met de krukas. De zuiger duwt de stang, de stang duwt de krukas en de krukas draait. Net zoals, nou, je snapt het.
De bovenkant van de cilinders is zeer strak afgedicht met een cilinderkop. In de kop bevinden zich twee kleppen per cilinder, een inlaatklep en een uitlaatklep. Ook in de kop is één bougie per cilinder geschroefd. De kop sluit de cilinder zo goed af, dat wanneer de kleppen gesloten zijn, er geen lucht in het gebied boven de zuiger en onder de kop kan komen. Deze ruimte wordt de verbrandingskamer genoemd.
Dus wat dwingt de zuiger om door de cilinder te bewegen en de krukas te draaien in een verbrandingsmotor van een auto? Het antwoord is:inwendige verbranding .
Elke zuiger voltooit een reeks van vier slagen. Een slag wordt gedefinieerd als de zuiger die over de lengte van de cilinder beweegt, of het nu een opwaartse of een neerwaartse slag is. De vier slagen zijn:inlaat, compressie, vermogen en uitlaat . Na het voltooien van deze vier slagen begint de reeks opnieuw.
Tijdens de inlaatslag beweegt de zuiger naar beneden. Omdat er geen lucht in het gebied bovenop de zuiger (de verbrandingskamer) kan komen, wordt er een vacuüm gecreëerd als de zuiger naar beneden beweegt. De inlaatklep gaat open en het vacuüm dat door de zuiger wordt gecreëerd zuigt het lucht/brandstofmengsel door de inlaatklep. Het lucht/brandstofmengsel zou ongeveer 14,7 delen lucht op 1 deel benzine moeten zijn. Tegen de tijd dat de zuiger de bodem van de inlaatslag bereikt, is de cilinder gevuld met het lucht/brandstofmengsel.
De inlaatklep sluit, en de zuiger begint zijn reis omhoog, op de compressieslag. Omdat beide kleppen gesloten zijn en er niets langs de zuigers kan komen, is er geen plaats voor het lucht/brandstofmengsel en wordt het verpletterd. Dit wordt compressie genoemd. Het lucht/brandstofmengsel wordt samengedrukt tegen de cilinderkop, waarna de bougie vonkt.
De bougie creëert een aspark dat het samengeperste lucht/brandstofmengsel ontsteekt. De uitzettende gassen van het gelijkmatig brandende lucht/brandstofmengsel dwingen de zuiger naar beneden, waardoor een koppel op de krukas wordt uitgeoefend, waardoor deze gaat draaien. Dit is de krachtslag.
Je hebt waarschijnlijk gehoord dat de verbranding in de cilinder een explosie wordt genoemd. Het is geen explosie. Een explosie in de verbrandingskamer wordt detonatie genoemd en is erg vervelend. Het lucht/brandstofmengsel brandt gelijkmatig en volledig.
Wanneer de zuiger de bodem van de arbeidsslag bereikt, is wat er in de cilinder achterblijft verbrande brandstof en lucht. Deze gassen moeten uit de cilinder worden verwijderd als de zuiger omhoog gaat bij de uitlaatslag. Terwijl de zuiger de cilinder omhoog beweegt, gaat de uitlaatklep open en de zuiger duwt alle uitlaatgassen uit de cilinder door de open uitlaatklep en uit de uitlaat.
Dus daar zijn je viertaktmotoren:
Innameslag :Inlaatklep gaat open, zuiger trekt lucht/brandstofmengsel in cilinder.
Compressieslag :Zuiger comprimeert de brandstof in de verbrandingskamer
Krachtslag :De bougie ontsteekt het mengsel, uitzettende gassen dwingen de zuiger naar beneden om de krukas te laten draaien.
Uitlaatslag :Uitlaatgassen worden uit de cilinder verwijderd
Het is belangrijk dat bij de uitlaatslag alle gassen uit de cilinder worden verwijderd. Het zou niet mogelijk zijn voor de inlaatslag, die daarna komt, om een vacuüm te creëren als er iets in de cilinder zit. Een vacuüm is per definitie een ruimte die absoluut geen materie bevat.
Terwijl de krukas draait, maken alle cilinders op elk moment een andere slag. In een viercilindermotor bevinden zich twee zuigers tegelijkertijd bovenaan, één op de compressieslag en één op de uitlaatslag. Op dezelfde krukaspositie bevinden de andere twee zuigers zich onderaan, één op de arbeidsslag en de andere op de inlaatslag.
De kleppen worden geopend door een nokkenas. Terwijl de nokkenas draait, duwen excentrische lobben op de klep, waardoor deze opengaat. De nokkenas wordt aangedreven door een distributieriem of een distributieketting, die wordt aangedreven door de krukas. De timing van de nokkenas in relatie tot de positie van de zuigers is essentieel om dit geheel te laten werken.
Dit is dus de basis van hoe een automotor werkt. We hebben het nog niet eens gehad over ontstekingssystemen, brandstoftoevoersystemen en elektronische motorregeling. Misschien volgende keer. Maar voor nu hoop ik dat dit artikel je helpt te begrijpen hoe het werkt.
