Zuigermotor met verbrandingsmotor: wat zijn de typen?
Een zuigermotor met inwendige verbranding is een type verbrandingsmotor uitgerust met een zuiger, waarvan de taak is om de omzetting van thermische energie die wordt gegenereerd door een chemische reactie in het mechanische werk van de motor te bemiddelen.
Onder de term zuigerverbrandingsmotor kunnen we ons een klassieke motor voorstellen met een heen en weer gaande beweging van de zuiger of een minder gebruikte motor met een roterende zuiger en dus de Wankelmotor.
Inhoud
- Zuiger verbrandingsmotor
- Motoren met externe verbranding en rechtlijnige zuigerbeweging
- Motoren met interne verbranding en roterende beweging van de zuiger
- Motoren met interne verbranding en rechtlijnige zuigerbeweging
- Zuigermotor met verbrandingsmotor en de constructie ervan
- Eenassige motoren
- Meerassige motoren
- Indeling van zuigerverbrandingsmotoren volgens het type distributie
- Basisparameters van een zuigerverbrandingsmotor
Zuiger verbrandingsmotor
1. Volgens de plaats waar de verbranding plaatsvindt:
- Een verbrandingsmotor (bijvoorbeeld een benzine- of dieselmotor)
- Een externe verbrandingsmotor (bijvoorbeeld een Stirlingmotor)
2. Een motor met een intermitterende inschakelduur:
3. Volgens de beweging van de zuiger:
- Motor met heen en weer gaande zuigerbeweging
- Motor met roterende zuigerbeweging (Wankelmotor)
Om een motor echter te kwalificeren als een zuigermotor met inwendige verbranding, moet deze op elk van deze drie punten aan ten minste één voorwaarde voldoen. Momenteel is het meest gebruikte type zuigerverbrandingsmotor de viertakt- en tweetaktmotor met interne verbranding en rechtlijnige heen en weer gaande beweging.
Andere typen zuigerverbrandingsmotoren worden niet meer of slechts minimaal gebruikt.
Motoren met externe verbranding en rechtlijnige zuigerbeweging
Dit type motor wordt het minst gebruikt onder zuigerverbrandingsmotoren. Stirlingmotor gebruikt warmte van een externe bron om energie op te wekken voor de werkcyclus.
Stirlingmotor: wat zijn de voordelen?
De Stirling-motor gebruikt chemische energie van het verbranden van brandstof om een geïsoleerde werkende substantie te verwarmen, die arbeid verricht in de motor. Verbranding vindt altijd buiten de motor plaats en de geïsoleerde werkstof is vaak gas.
Motoren met interne verbranding en roterende beweging van de zuiger
Deze categorie omvat de Wankelmotor, ook wel een rotatiemotor genoemd. Het is een verbrandingsmotor met een roterende zuiger die druk omzet in roterende beweging. In tegenstelling tot een klassieke zuigermotor, draaien alle onderdelen van een wankelmotor in één richting.
Wankelmotor: hoe werkt het en wat zijn de voordelen?
De viertaktcyclus: inlaat, compressie, verbranding en uitlaat vindt plaats tussen de ovaalvormige binnenmantel en de driehoekige roterende zuiger.
De zuigers draaien rond een as, ook wel de excentrische as genoemd, en gaan door het midden van de rotor. Een groot tandwiel zorgt voor de cirkelvormige beweging van de zuiger met interne tanden, die zich in het midden van de rotor (zuiger) bevinden. Een klein tandwiel dat het rotortandwiel aangrijpt, is stevig aan de as bevestigd.
Motorzuigers: hoe werken ze?
Op de plaatsen waar de roterende zuiger de binnenschaal van de motorkap raakt, zorgt een afdichting ervoor dat er drie geïsoleerde ruimtes ontstaan tussen de rotor en de schaal. Terwijl de zuiger draait, bewegen deze ruimtes in de draairichting en nemen toe en af in volume.
Motoren met interne verbranding en rechtlijnige zuigerbeweging:
De zuiger verbrandingsmotor met interne verbranding en heen en weer gaande beweging van de zuiger behoort tot de meest voorkomende motoren die worden gebruikt om auto's, motorfietsen, schepen en kleine vliegtuigen aan te drijven.
Verbrandingsmotor: hoe werkt het?
Het is daarom de meest talrijke vertegenwoordiger, niet alleen van zuigerverbrandingsmotoren, maar ook van alle andere verbrandingsmotoren.
Deze motoren kunnen we opnemen in de categorie:
- Tweetakt-benzinemotoren (dit zijn kleine motoren die voornamelijk worden gebruikt om motorfietsen aan te drijven)
- Tweetakt-dieselmotoren (dit zijn motoren die het meest in de industrie worden gebruikt, zoals back-upgeneratoren voor de opwekking van elektriciteit)
- Vier- benzinetaktmotoren (dit zijn motoren met verschillende volumes, meestal gebruikt om auto's aan te drijven)
- Viertakt dieselmotoren (dit zijn motoren met verschillende volumes, meestal gebruikt om auto's, bussen, bestelwagens of vrachtwagens en andere zware machines)
Concept van deze motor in een notendop:
Een zuiger verbrandingsmotor met interne verbranding zet chemische energie om in mechanische energie door het mengsel te verbranden. Na het ontsteken van het mengsel in de verbrandingskamer, die perfect afgesloten moet zijn, ontstaat er een grote druk die inwerkt op de zuiger van de motor en deze beweegt.
De glijdende beweging van de zuiger wordt via de drijfstang naar de krukas overgebracht en verandert zo in een roterende beweging, waardoor de bestuurder van een auto of andere machine verzekerd is.
Een werkcyclus van de motor bestaat uit de volgende fasen:
- Inlaat - de fase van het vullen van de cilinder met nieuwe lading
- Compressie - de fase van het samenpersen van het mengsel
- Verbranding - de fase van verbranding, waarin de transformatie plaatsvindt thermische energie voor mechanisch werk
- Uitlaat - de fase waarin uitlaatgassen uit de cilinder worden geduwd
Zuigermotor met verbrandingsmotor en de constructie ervan:
Zuigerverbrandingsmotoren met rechtlijnige zuiger -beweging en interne verbranding kunnen volgens verschillende ontwerpkenmerken in verschillende groepen worden verdeeld, namelijk:
Volgens de koelmethode:
Zuigerverbrandingsmotoren verdelen we naar aantal en opstelling van cilinders en krukassen in:
Eenassige motoren:
Een eenassige motor is een zuigerverbrandingsmotor die is uitgerust met slechts één krukas. Dit motortype is het meest vertegenwoordigd in de constructie van zuigerverbrandingsmotoren.
De groep eenassige motoren omvat:
- Eencilindermotoren
- Lijnmotoren - respectievelijk enkele rij, waarbij alle cilinders in één rij zijn
- Tweerijige motoren - V-motoren met V-vormige cilinders, motoren met A-cilinders of VR-motoren
- Drierijige motoren - W-motoren
- Ventilatormotoren
- Vierrijige motoren - X-motoren
- Radiaalmotoren - met cilinders rond de krukas
- Multiradiaalmotoren - twee-, drie-, viercilinder stermotoren enzovoort
Sommige van de bovenstaande typen behoren naar het aantal cilinders tot de groep platte motoren.
Meerassige motoren:
Een motor met meerdere assen is een zuigerverbrandingsmotor die is uitgerust met meerdere krukassen. Volgens het aantal assen worden motoren met meerdere assen twee-assen, drie-assen, enzovoort genoemd.
Krukas: waar is het voor en tegen welke krachten moet het bestand zijn?
De constructie met meerdere assen van de motor maakt de realisatie van motoren met één zuiger, twee zuiger en meerdere zuiger mogelijk.
Deze groep omvat:
- Motoren met tegengesteld draaiende zuigers
- Motoren met parallelle cilinders - U-motoren
- Driehoekmotor
- Y-motoren
- Vierhoekmotor
- H-motoren
Sommige van de bovenstaande typen behoren naar het aantal cilinders tot de groep platte motoren.
Indeling van zuigerverbrandingsmotoren volgens het type distributie:
- Motor met kanaalverdeling
- Motor met schuifverdeling
- Motor met klepverdeling:
- Klepverdeling F - met één klep aan de zijkant van de cilinder en de andere in de kop (verouderd ontwerp)
- Klepverdeling SV (zijklep) - met een klep aan de zijkant van de cilinder (verouderd ontwerp)
- Klepverdeling OHV (kopklep) - met kleppen in de cilinderkop
- OHC-kleppentrein (bovenliggende nokkenas) - met kleppen en een nokkenas in de cilinderkop
- DOHC of 2xOHC kleppentrein - met twee nokkenassen in de cilinderkop
- Motor met gecombineerde distributie - een kanaal, de uitlaat door een klep zorgt meestal voor de inlaat van het mengsel.
De karakteristieke parameters van een heen en weer gaande verbrandingsmotor met heen en weer gaande zuigerbeweging zijn:
- Slag - de afstand tussen het onderste en bovenste midden van de zuiger
- Slagvolume - het verschil in de volumes van de verbrandingskamer tussen het onderste en bovenste midden van de zuiger in cm3
- Het volume van de compressie ruimte - het volume dat in de cilinder achterblijft in cm3 wanneer de zuiger zich in het bovenste dode punt bevindt
- Compressieverhouding - de verhouding van het volume van de cilinder wanneer de zuiger zich in het onderste dode punt bevindt tot het volume wanneer de zuiger bevindt zich in het bovenste dode punt
Basisparameters van een zuigerverbrandingsmotor:
De fundamentele technische parameters van een zuigerverbrandingsmotor omvatten vermogen en koppel. De maximale snelheid en acceleratie van de auto zijn afhankelijk van deze parameters, het brandstofverbruik of het vermogen om heuvels te beklimmen.
Het motorvermogen wordt weergegeven in kilowatt (kW) en pk (pk, pk, ks). De eenheid van koppel is Newtonmeter (Nm) of pond per voet (ft-lbs).