Niet elke automobilist kent de basisprincipes van de automotor die hem helpen om zijn auto goed te laten draaien. In deze gids vindt u de basisprincipes van de interne verbrandingsmotor en het belangrijkste verschil tussen benzine- en dieselmotoren en nog veel meer.
Wat zijn de basisprincipes van motoren?
In wezen zijn alle motoren vergelijkbaar van aard. Zij mengen brandstof met lucht en geven energie af door verbranding.
Wat zijn verbrandingsmotoren?
Er zijn twee soorten motoren, de interne verbrandingsmotor en de externe verbrandingsmotor. Beide maken gebruik van verbranding, wat eenvoudig het proces van het verbranden van iets betekent.
Verbrandingsgassen zetten uit in de verbrandingskamer, wat de cilinders van de motor naar buiten stuwt, iets wat kan worden omgezet in roterende kracht om een voertuig vooruit te stuwen. Dit is hoe een automotor werkt.
Ter vergelijking: externe verbranding berust op een extern ontstekingssysteem, zoals een kolenvuur om water te verwarmen.
Lees ook: Alles over Ford Focus onderdelen
Wat zijn de grondbeginselen van de werking van een motor?
Moderne motoren, of het nu gaat om een benzine- of een dieselmotor, hebben systemen voor directe brandstofinspuiting die in combinatie met een luchtinlaatsysteem een brandbaar lucht-brandstofmengsel creëren. Dit gaat in het hoofdgedeelte van het motorblok, ook wel cilinderblok genoemd, dat meestal uit één stuk metaal bestaat.
Inlaatkleppen helpen de verbranding in het cilinderblok af te sluiten, zodat het gasreservoir niet ontbrandt. Het brandstof-luchtmengsel wordt ontstoken door bougies die werken op basis van een elektrische stroom.
Wanneer de zuiger naar voren wordt geduwd, kan een draaiende beweging worden verkregen. Dit wordt de verbrandingsslag genoemd, maar er kan nog meer energie uit een slagmotor worden gehaald als ook de compressieslag, waarbij de zuiger naar zijn vroegere positie terugkeert, wordt opgevangen.
Daartoe helpen klepveren de uitlaatkleppen te openen en te sluiten, afhankelijk van het feit of de zuiger zich in de inlaatslag dan wel in de uitlaatslag bevindt. De uitlaatslag waarbij de uitlaatklep in de cilinderkop wordt geopend.
Viercilindermotoren hebben twee zuigers die op een bepaald moment in tandem werken. De cilinderkop bevat veel van de onderdelen die je nodig hebt om een automotor te laten draaien.
Lees ook: Fietsen met verbrandingsmotor versus elektrische fietsen: Een vergelijking
Wat zijn de onderdelen van de motor?
In de verbrandingsmotor werken talloze onderdelen samen. Alleen zo kan de motor goed functioneren. In tegenstelling tot andere onderdelen van de motor zijn de belangrijkste motoronderdelen niet of nauwelijks zichtbaar. Ontdek nu welke belangrijke kernonderdelen verborgen zitten in de verbrandingsmotor en wat hun functie is.
Motorblok
Het motorblok is het hart van de verbrandingsmotor. Het bevat talrijke onderdelen zoals de krukas en de krukaslagers. Het verenigt ook de cilinders en biedt ruimte voor de zuigers en drijfstangen. Afhankelijk van het ontwerp van de motor kan het motorblok anders zijn opgebouwd en een andere vorm hebben. Motorblokken voor V-motoren verschillen bijvoorbeeld van die voor lijnmotoren of boxermotoren. Bij vloeistofgekoelde motorvarianten bevat het blok ook koelkanalen en de watermantel voor motorkoeling.
Cilinderkop
De cilinderkop sluit de verbrandingskamer van de verbrandingsmotor af van het motorblok. In de cilinderkop bevinden zich ook alle belangrijke onderdelen van het mechanische regelsysteem voor de gasuitwisseling. Bovendien voert de cilinderkop de verbrandingswarmte af en vormt hij tegelijkertijd de bovenste afsluiting van de motor.
De cilinderkop bevat talrijke onderdelen van het klepbedieningssysteem en de bijbehorende kanalen voor de smeermiddeltoevoer naar de klepaandrijving. Deze omvatten de inlaatkleppen en uitlaatkleppen samen met de inlaat- en uitlaatkanalen voor de cilinders. De inspuitkoppen bevinden zich ook in de cilinderkop. Daarnaast bevinden zich de bougies in benzinemotoren en de gloeibougies in dieselmotoren.
Cilinders
De cilinders geleiden de zuigers van de verbrandingsmotor en ondersteunen ze in hun bewegingen. De combinatie van zuigers, cilinders en cilinderkop definieert de verbrandingskamer van de motor. Wanneer de verbrandingsmotor draait, beweegt de zuiger op en neer in de bijbehorende cilinder. Een oliefilm op de cilinderwand zorgt voor smering.
Lees ook: Prototypes: Tesla en verbrandingsmotoren
Afhankelijk van het motorontwerp kunnen cilinders verschillen in ontwerp en materiaal. In moderne motoren zijn de oppervlakken van cilinders soms speciaal gecoat om de zuiger beter te laten lopen. De warmte die tijdens de verbranding wordt gegenereerd, wordt via de cilinders afgevoerd naar het koelsysteem in het motorblok.
Zuigers
De zuigers van de motor zijn beweegbare onderdelen in het motorblok. Tijdens de werking bewegen de motorzuigers in de cilinders en brengen kracht over op de drijfstangen. Samen met de cilinder vormt de zuiger een gesloten holte. Het volume van deze ruimte verandert afhankelijk van de positie van de zuiger in de cilinder.
Elke zuiger is stevig verbonden met een drijfstang van de motor, die op zijn beurt is gekoppeld aan de krukas. Wanneer de zuiger zich ongeveer op het bovenste punt van de cilinder bevindt, vindt de ontsteking van het brandstof-luchtmengsel in de cilinder plaats. De zuiger wordt versneld door de vrijgekomen energie en brengt dit als mechanische arbeid over via de drijfstang naar de krukas.
Krukas
De krukas zet het vermogen dat vrijkomt tijdens de werking van de verbrandingsmotor om in roterende beweging. De beweging die op deze manier wordt gegenereerd, wordt toegevoerd aan de aandrijflijn, die deze uiteindelijk overbrengt naar de wielen van het voertuig.
Daartoe is de krukas via een afzonderlijke drijfstang verbonden met de zuigers van de motor, die elk alleen lineair in de cilinders kunnen bewegen. Om de lineaire beweging van de zuigers om te zetten, heeft de krukas een speciale vorm en is hij uit staal gesmeed. De as is gevormd volgens het principe van verschillende krukken en verschilt naargelang het motorprincipe en het aantal cilinders. Zo bepaalt de vorm van de krukas uiteindelijk ook op welke positie in de cilinder welke zuiger zich bevindt.
Drijfstangen
De drijfstangen vormen de verbinding tussen de krukas en de zuigers in de cilinders. Deze motoronderdelen worden soms ook drijfstangen of koppelstangen genoemd. De drijfstang is aan de ene kant verbonden met de zuiger en aan de andere kant met de krukas.
Als de zuiger in de cilinder op en neer beweegt, wordt deze kracht direct doorgegeven aan de drijfstang. Drijfstangen worden tijdens de werking van de motor aan aanzienlijke belastingen blootgesteld. Deze omvatten trekkrachten, drukkrachten en krachten met betrekking tot buigen en knikken. Daarom zijn de drijfstangen van verbrandingsmotoren vaak gemaakt van gelegeerd staal of gesinterde metalen.
Nokkenas
De nokkenas is een belangrijk onderdeel van het motormanagementsysteem van de verbrandingsmotor. Het is een as die is uitgerust met nokken. Hierdoor opent en sluit de as op zijn beurt de kleppen van de motor. Hierdoor stroomt lucht of verbrandingsmengsel op het juiste moment naar binnen en stromen uitlaatgassen op het juiste moment naar buiten.
De positie van de nokkenas kan variëren afhankelijk van het ontwerp van de motor. In moderne motoren bevindt de nokkenas zich meestal in de cilinderkop, van waaruit hij de kleppen bedient. De as wordt in beweging gebracht door de krukas wanneer de motor draait. Hiervoor is hij verbonden met de krukas door middel van een distributieketting, een tandriem of tandwielen.
Kleppen
De kleppen van de verbrandingsmotor regelen de verandering van de lading en dus de in- en uitstroom van gassen in de cilinders. In gesloten toestand sluit een klep de verbrandingskamer goed af, zodat er een optimale gasuitwisseling plaatsvindt. Elke cilinder is uitgerust met ten minste één inlaatklep en één uitlaatklep, maar vaak ook met meerdere.
De kleppen van de motor zijn in de cilinderkop geplaatst, waar ze optimaal gesmeerd worden en warmte kunnen afvoeren. De bewegingen van elke klep worden geregeld en geactiveerd door de nokkenas. Wanneer de inlaatklep open is, kan er verse lucht of een brandbaar mengsel binnenstromen. Als de uitlaatklep open is, worden de uitlaatgassen veilig afgevoerd.
Bougies
De bougies van een motor zorgen voor de ontstekingsvonk en doen het mengsel in de cilinder op het juiste moment ontbranden. Deze ontsteking van het mengsel van brandstof en lucht is alleen nodig bij benzinemotoren. Daarom zijn er geen bougies in dieselmotoren.
In benzinemotoren hangt de verbranding af van de betrouwbare ontsteking van het ontvlambare mengsel. In elke cilinder van de verbrandingsmotor is minstens één bougie geïnstalleerd. Afhankelijk van het motortoerental moet de bougie het mengsel enkele duizenden keren per minuut ontsteken. Bougies hebben een metalen kern en een keramische isolator. Aan het uiteinde is de bougie voorzien van een middenelektrode en een massa-elektrode; hier wordt de ontstekingsvonk gegenereerd.
Injectiekleppen
Injectiekleppen of injectiestukken zijn verantwoordelijk voor het injecteren van brandstof in de verbrandingskamer of het inlaatkanaal van de verbrandingsmotor. Bij dieselmotoren is de term inspuitstuk ingeburgerd voor deze onderdelen. Bij benzinemotoren wordt vaak de term injectieklep gebruikt. Beide varianten verschillen deels in hun ontwerp.
Injectiestukken en injectiekleppen zorgen voor de toevoer van brandstof op het juiste moment en verhogen de efficiëntie van de moderne verbrandingsmotor. Tegenwoordig worden meestal elektrisch gestuurde kleppen geïnstalleerd als inspuitkleppen in motoren. Deze zorgen ervoor dat de brandstof met een specifiek sproeipatroon wordt ingespoten, wat een optimale verbranding mogelijk maakt.
Distributieriem of distributieketting
De distributieriem of distributieketting in de motor neemt de controle over de verbrandingsmotor over. Afhankelijk van het motortype en -ontwerp wordt de ene of de andere geïnstalleerd. Beide componenten vormen echter de verbinding tussen de nokkenas en de krukas.
Motoronderdelen zoals de distributieketting of de distributieriem zijn belangrijk voor een goede werking van de verbrandingsmotor. Als het onderdeel langgerekt of anderszins defect is, komt de timing van de kleppen niet overeen met de beweging van de zuigers.
Wat zijn de 3 hoofdonderdelen die nodig zijn om een motor te laten draaien?
Bestaat uit een cilinder, een zuiger en een cilinderkop. De kleppen zorgen ervoor dat er bij de ontsteking niet meer brandstof en lucht in de verbrandingskamer terechtkomt.
Brandstofinjectiesystemen hebben tegenwoordig de ouderwetse carburateurs grotendeels vervangen. Dit is een elektrisch onderdeel dat bij elke nieuwe brandstofinjectie een vonk opwekt.
Een ander cruciaal onderdeel voor een soepel draaiende motor is het inlaatspruitstuk.
Overzicht van de belangrijkste onderdelen
Hieronder een tabel met de belangrijkste onderdelen van een verbrandingsmotor en hun functie:
| Onderdeel | Functie |
|---|---|
| Motorblok | Bevat de cilinders, krukas en andere belangrijke onderdelen. |
| Cilinderkop | Sluit de verbrandingskamer af en bevat kleppen, bougies en injectoren. |
| Cilinders | Geleiden de zuigers en vormen de verbrandingskamer. |
| Zuigers | Bewegen op en neer in de cilinders en brengen kracht over op de krukas. |
| Krukas | Zet de lineaire beweging van de zuigers om in roterende beweging. |
| Drijfstangen | Verbinden de zuigers met de krukas. |
| Nokkenas | Regelt de opening en sluiting van de kleppen. |
| Kleppen | Regelen de in- en uitstroom van gassen in de cilinders. |
| Bougies | Zorgen voor de ontstekingsvonk in benzinemotoren. |
| Injectiekleppen | Injecteren brandstof in de verbrandingskamer. |
| Distributieriem/ketting | Verbindt de krukas met de nokkenas en zorgt voor de juiste timing. |
Wat zijn motoraccessoires?
Het is belangrijk op te merken dat sommige dingen onder de motorkap van een auto geen motoronderdelen zijn, maar accessoires die de motor helpen draaien. Een oliecarter bijvoorbeeld is een accessoire. Het verzamelt alleen maar gebruikte olie, zodat die kan worden gefilterd en opnieuw als motorolie kan worden gebruikt.
Het luchtfilter van uw motor helpt op dezelfde manier.
Niet elke automobilist kent de basisprincipes van de automotor die hem helpen om zijn auto goed te laten draaien.
Een van de andere belangrijke onderdelen die wel eens fout kunnen gaan is de distributieriem, een onderdeel van het bredere timingsysteem van de motor.
Andere veel voorkomende motoronderdelen die nodig zijn om de werking van automotoren te verbeteren, zodat het brandstofverbruik op peil kan worden gehouden, zijn onder meer de oliepan en de oliepomp. De olie van de motor is van essentieel belang, zodat de motor kan blijven presteren zonder oververhitting.
Naast motorolie hebben alle warmtemotoren ook zuigerveren nodig om ze koel te houden. Een startmotor is essentieel om het verbrandingsproces op gang te brengen, terwijl het toerental van de motor wordt gehandhaafd door een gasklephuis.
Autofabrikanten gebruiken drijfstangen om de heen-en-weergaande beweging van een zuiger over te brengen op een krukas die via een nokkenas de wielen van het voertuig aandrijft.
Het zoeken naar de juiste soort auto-onderdelen is niet altijd gemakkelijk omdat fabrikanten verschillende gebruiken en ze zijn zelden onderling uitwisselbaar. Probeer te zoeken met het voertuigidentificatienummer van uw auto, zodat compatibele onderdelen gemakkelijker op te sporen zijn op plaatsen zoals Autoparts-24. Hier kunt u ook OEM auto-onderdelen vinden die door derden zijn gemaakt, evenals de originelen van de fabrikanten. Automobilisten kunnen ook motorcodes gebruiken om hen te helpen het juiste soort onderdeel voor hun motor te vinden.
Benzine- versus dieselmotoren
Er zijn tegenwoordig twee primaire brandstoffen beschikbaar, benzine en diesel. Beide hebben een soortgelijke theorie achter zich en enkele gemeenschappelijke onderdelen, zoals een brandstofinjector, een drijfstang of een spruitstuk. Het ontwerp van elk onderdeel verschilt echter sterk, afhankelijk van het type motor.
De Verbrandingsmotor in Motoren
Het hart van elke motorfiets met een benzinemotor wordt gevormd door het motorblok - een complexe machine die brandstof omzet in energie om het achterwiel van jouw motor aan te drijven. Of je nu rijdt op een tweetakt crossmotor met 125 cc of een 6 cilinder viertaktmotor met 1600 cc, de werking van ieder motorblok is in de basis gelijk. De verbrandingsmotor van jouw motor genereert energie om het achterwiel aan te drijven.
In het motorblok wordt daarvoor een verbranding gecreëerd van een mengsel van brandstof en zuurstof. De zuurstof wordt uit de buitenlucht gehaald. De verbranding gaat gepaard met hoge druk en temperatuur. De krachten die vrijkomen door de explosies in jouw blok worden omgezet in een draaiende beweging, waardoor jouw motor uiteindelijk kan rijden.
De cilinders zijn het belangrijkste onderdeel van de verbrandingsmotor. Hier wordt het brandstof- en luchtmengsel verbrand. De zuigers, die zich in de cilinders bevinden, zijn verantwoordelijk voor het comprimeren van het brandstof- en luchtmengsel voordat het wordt ontstoken. De kleppen zijn verantwoordelijk voor het regelen van de brandstof- en luchtstroom in en uit de cilinders. Er zijn twee soorten kleppen in een verbrandingsmotor: inlaatkleppen en uitlaatkleppen. De inlaatkleppen laten het brandstof- en luchtmengsel in de cilinders toe, terwijl de uitlaatkleppen ervoor zorgen dat de uitlaatgassen de cilinders verlaten.
Emissienormen
Naarmate de zorg voor het milieu toeneemt, zijn emissienormen een belangrijk onderwerp geworden bij het ontwerp van verbrandingsmotoren. Emissienormen voor motorvoertuigen worden vastgesteld door overheden. Zij stellen grenzen aan de hoeveelheid verontreinigende stoffen die in de atmosfeer mogen vrijkomen.
De Europese Unie heeft een reeks emissienormen vastgesteld, de Euronormen. Deze normen beperken de hoeveelheid stikstofoxiden (NOx), koolwaterstoffen (HC), koolmonoxide (CO) en fijnstof (PM) die kunnen worden uitgestoten door verbrandingsmotoren. Sinds de invoering van de Euro-1-norm in 1999 is de uitstoot van deze verontreinigende stoffen met meer dan 80% verminderd.
De Europese Commissie heeft ook maatregelen gepresenteerd om de klimaatdoelstellingen in Europa haalbaar te maken. Zo is besloten dat alle nieuwe auto's die vanaf 2035 op de markt komen geen CO2 meer mogen uitstoten. Dit moet ervoor zorgen dat de vervoerssector tegen 2050 koolstofneutraal wordt.
Hoe een automotor werkt
Wil je weten hoe dat zit met nieuwe motorfietsen? Onderhoud van jouw motor? Door de basisprincipes van verbrandingsmotoren te begrijpen, krijg je meer waardering voor de technologie die jouw motor aandrijft. Nog leuker wordt het als je ook zelf kleine onderhoudsklussen aan je motor uitvoert. Liever gewoon lekker rijden?