Heen en weer bewegende verbrandingsmotor: wat zijn de typen?
Een zuigermotor met interne verbranding is een type verbrandingsmotor uitgerust met een zuiger, die tot taak heeft 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
- Heen en weer bewegende verbrandingsmotor en zijn constructie
- Motoren met één as
- Meerassige motoren
- Verdeling van zuigerverbrandingsmotoren volgens het type distributie
- Basisparameters van een zuigerverbrandingsmotor
Zuiger verbrandingsmotor
1. Afhankelijk van 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 bedrijfscyclus:
- Tweetaktmotor
- Viertaktmotor
3. Volgens de beweging van de zuiger:
- Motor met heen en weer gaande zuigerbeweging
- Motor met roterende zuigerbeweging (Wankelmotor)
Om een motor echter als zuigermotor te kwalificeren, 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 de zuigerverbrandingsmotoren. De Stirlingmotor gebruikt warmte van een externe bron om energie te creëren voor de werkcyclus.
Stirlingmotor: wat zijn de voordelen ervan?
De Stirlingmotor gebruikt chemische energie uit de verbranding van brandstof om een geïsoleerde werkstof te verwarmen, die arbeid in de motor verricht. De verbranding vindt altijd plaats buiten de motor en de geïsoleerde werkstof is vaak gas.
Motoren met interne verbranding en roterende beweging van de zuiger
Deze categorie omvat de wankelmotor, ook wel rotatiemotor genoemd. Het is een verbrandingsmotor met een roterende zuiger die druk omzet in een roterende beweging. In tegenstelling tot een klassieke zuigerverbrandingsmotor draaien alle onderdelen van een wankelmotor in één richting.
Wankelmotor: hoe werkt het en wat zijn de voordelen ervan?
De viertaktcyclus: inlaat, compressie, verbranding en uitlaat vindt plaats tussen de ovale binnenbehuizing 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, gelegen in het midden van de rotor (zuiger). 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 het motordeksel 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 ze toe en af in volume.
Motoren met interne verbranding en rechtlijnige zuigerbeweging:
De zuigerverbrandingsmotor 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 niet alleen de meest talrijke vertegenwoordiger van verbrandingsmotoren met zuigermotoren, maar ook van alle andere verbrandingsmotoren.
Deze motoren kunnen we opnemen in de categorie:
- Tweetaktbenzinemotoren (dit zijn kleine motoren die voornamelijk worden gebruikt om motorfietsen aan te drijven)
- Tweetaktdieselmotoren (dit zijn motoren die het meest worden gebruikt in de industrie, zoals back-upgeneratoren voor de productie van elektriciteit)
- Vier- benzinemotoren (dit zijn motoren met verschillende volumes, meestal gebruikt om auto's aan te drijven)
- Viertaktdieselmotoren (dit zijn motoren met verschillende volumes, meestal gebruikt om auto's, bussen, bestelwagens of vrachtwagens en andere zware voertuigen aan te drijven machines)
Concept van deze motor in een notendop:
Een zuigerverbrandingsmotor 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 in beweging brengt.
De glijdende beweging van de zuiger wordt via de drijfstang op de krukas overgebracht en verandert zo in een roterende beweging, waardoor de bestuurder van een auto of andere machine verzekerd is.
Eén werkcyclus van de motor bestaat uit de volgende fasen:
- Inname - de fase van het vullen van de cilinder met een nieuwe lading
- Compressie - de fase van het comprimeren van het mengsel
- Verbranding - de verbrandingsfase, waarin de transformatie plaatsvindt thermische energie voor mechanisch werk
- Uitlaat - de fase waarin uitlaatgassen uit de cilinder worden geduwd
Heen en weer bewegende verbrandingsmotor en zijn constructie:
Zuigerverbrandingsmotoren met rechtlijnige zuigerbeweging en interne verbranding kunnen op basis van verschillende ontwerpkenmerken in verschillende groepen worden verdeeld, namelijk:
Volgens de koelmethode:
- Luchtgekoelde motor
- Vloeistofgekoelde motor
We verdelen zuigerverbrandingsmotoren op basis van het aantal en de opstelling van cilinders en krukassen in:
Motoren met één as:
Een enkelassige motor is een zuigerverbrandingsmotor die is uitgerust met slechts één krukas. Dit motortype komt het meest voor bij de constructie van zuigerverbrandingsmotoren.
De groep motoren met één as omvat:
- Eencilindermotoren
- Lijnmotoren - respectievelijk eenrijig, waarbij alle cilinders op één rij staan
- Dubbelrijige motoren - V-motoren met V-vormige cilinders, motoren met A-cilinders of {}-motoren
- Drierijige motoren - W-motoren
- Ventilatormotoren
- Vierrijige motoren - X-motoren
- Radiale motoren - met cilinders rond de krukas
- Multiradiale motoren - twee-, drie- , viercilinder stermotoren enzovoort
Sommige van bovengenoemde typen behoren, afhankelijk van het aantal cilinders, tot de groep platte motoren.
Meerassige motoren:
Een meerassige motor is een zuigerverbrandingsmotor uitgerust met meerdere krukassen. Afhankelijk van het aantal assen worden motoren met meerdere assen twee-assig, drie-assig, enzovoort genoemd.
Krukas: waar dient 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 zuigers mogelijk.
Deze groep omvat:
- Motoren met tegengesteld draaiende zuigers
- Motoren met parallelle cilinders - U-motoren
- Driehoekige motor
- Y-motoren
- Vierzijdige motor
- H-motoren
Sommige van bovengenoemde typen behoren, afhankelijk van het aantal cilinders, tot de groep platte motoren.
Verdeling 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 (bovenliggende klep) - 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 cilinder opvoerhoogte
- Motor met gecombineerde distributie - een kanaal, de uitlaat via een klep regelt meestal de inlaat van het mengsel.
De karakteristieke parameters van een zuigermotor 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 compressieruimte - het volume dat in de cilinder achterblijft in cm3 wanneer de zuiger zich in het bovenste dode punt bevindt.
- Compressieverhouding - de verhouding tussen het volume van de cilinder wanneer de zuiger zich in het onderste dode punt bevindt en het volume wanneer de zuiger zich in het onderste dode punt bevindt. bovenste dode punt
Basisparameters van een zuigerverbrandingsmotor:
De technische basisparameters 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 paardenkracht (PS, HP, ks). De eenheid voor koppel is Newtonmeter (Nm) of pond per voet (ft-lbs).