De motor van een motorvoertuig is een mechanisch onderdeel dat essentieel is voor de aandrijving van de wielen, doordat hij beweging mogelijk maakt door brandstof te verbranden. Het wordt natuurlijk ook beschouwd als het belangrijkste en centrale orgaan van een motorvoertuig. Er zijn twee grote categorieën van motoren: thermische motoren en elektromotoren. Het belangrijkste verschil is het soort energie dat wordt gebruikt. Het vermogen wordt echter altijd voor alle motoren uitgedrukt in paardenkracht, kilowatt of koppel.
Bij thermische motoren wordt gebruik gemaakt van de verbranding van een energiebron zoals benzine of diesel. Om chemische energie om te zetten in mechanische energie is een verbrandingssysteem nodig. Aan de andere kant hebben elektromotoren, in tegenstelling tot verbrandingsmotoren, helemaal geen zuigers. De werking berust hoofdzakelijk op het gebruik van elektromagnetische krachten om beweging mogelijk te maken. De elektromotor wordt dus aangedreven door de accu, die verantwoordelijk is voor de energievoorziening ervan. Deze zet vervolgens de elektrische energie om in mechanische energie, die wordt gebruikt om het voertuig voort te stuwen.
Een motor is een complexe machine die bestaat uit vele onderdelen, elk met een andere vorm en functie. Onder de elementen waaruit een benzinemotor bestaat, kunnen worden genoemd:
- Het motorblok: dit is het frame dat wordt gebruikt om de zuigers vast te houden tijdens de werking van het onderdeel. Het moet zo ontworpen zijn dat het een hogere druk kan weerstaan dan die van de verbrandingsgassen. Motorblokken kunnen aangetast worden door koolaanslag, veroorzaakt door de ophoping van onverbrande koolwaterstoffen. Dit zal de normale werking van het systeem beïnvloeden.
- De luchtfilter: deze kan worden beschouwd als de longen van een auto: als dit element verstopt raakt, verslechtert de kwaliteit van de lucht die in de motor circuleert waardoor de brandstof uiteindelijk niet goed meer kan verbranden.
- De distributie: dit omvat het mechanisme dat zorgt voor het in- en uitstromen van de gassen in de cilinders van een verbrandingsmotor. Nokkenassen, kleppen en distributieriemen zijn enkele van de onderdelen waaruit het distributiesysteem bestaat.
- De waterpomp: deze dient voor de circulatie van de koelvloeistof en de koeling van de motor. De waterpomp voorkomt dus dat de motor van de auto oververhit raakt.
- Het inlaatspruitstuk: deze heeft tot taak de cilinders te voorzien van de hoeveelheid lucht die nodig is voor de volledige verbranding van de brandstof.
Dankzij deze en andere onderdelen kan de motor energie omzetten in beweging.
Thermische of interne verbrandingsmotoren werken over het algemeen in vier fasen, vandaar de naam 'viertaktmotor'. De viertakt bestaat uit inlaat (het lucht-brandstofmengsel wordt aangezogen), compressie (het lucht-brandstofmengsel wordt samengeperst), explosie en uitlaat (laat de verbrandingsgassen ontsnappen). Tweetaktmotoren vindt u op motorfietsen, grasmaaiers en sommige oldtimers.
Hoe werkt een viertaktmotor?
De overgrote meerderheid van de motoren in auto's zijn viertaktmotoren. Zoals de naam al aangeeft, werken ze in een reeks van vier verschillende acties, die achter elkaar worden herhaald.
Eerste fase: lucht- en brandstofinlaat.
In de eerste fase van het proces ontvangt de verbrandingskamer een mengsel van lucht en brandstof uit de luchtinlaat.
Tweede fase: samenpersing door de zuiger
In de tweede beweging drukt de zuiger het lucht-brandstofmengsel tegen de bougie met een druk van ongeveer 30 bar.
Derde fase: explosie en ontspanning
Bij de derde slag raken de zuiger en de bougie elkaar bijna. Er ontstaat een boog en de vonk ontsteekt het lucht-brandstofmengsel. De zuiger wordt dan door de kracht van de explosie weer naar beneden gedrukt, waardoor een nieuwe cyclus van mechanische beweging op gang komt.
Laatste fase: uitlaat
Zodra de perslucht en de brandstof in de verbrandingskamer zijn ontstoken, blijft alleen de rook van de verbranding over. Deze rook wordt weggedrukt door de opwaartse beweging van de zuiger in de richting van het uitlaatspruitstuk. De rook gaat dan verder door de uitlaatopening in de uitlaatpijp en komt in de buitenlucht terecht.
Dieselmotoren hebben niet noodzakelijkerwijs dezelfde onderdelen als benzinemotoren. Omdat de druk genoeg is om de brandstof ontsteken, heeft de dieselmotor geen gewone bougies nodig, maar wel gloeibougies om de motor te starten.
Het werkingsprincipe van de tweetaktmotor
Zoals de naam al aangeeft, bestaat het verbrandingsproces van een tweetaktmotor uit slechts twee fasen. Dit soort motoren wordt voornamelijk ingebouwd in motorfietsen en andere soorten gemotoriseerde tweewielers.
Ten eerste: compressie, verbranding, expansie en uitlaat
De motor comprimeert een mengsel van brandstof, lucht en olie om het hele mechanisme te smeren. Met behulp van bougies vindt de verbranding op dezelfde manier plaats als in een viertaktmotor. De zuiger trekt naar beneden en de verbrandingsgassen worden via de uitlaat uitgestoten.
Ten tweede:inlaat, aanzuiging en compressie
Het mengsel van olie, brandstof en lucht komt de verbrandingskamer binnen met de zuigbeweging die door de kracht van de zuiger wordt gegenereerd. Het mengsel wordt weer samengeperst en stijgt op naar de bougie.
Verschillende soorten motoren:
Het is belangrijk op te merken dat hoe meer cilinders de motor heeft, hoe krachtiger het voertuig is. Het vermogen van een voertuig hangt echter ook af van het toerental van de auto (het toerental van de motor, gemeten in omwentelingen per minuut) en het motorkoppel (de kracht van de draaibeweging van de motor).
In-line cilindermotor
Lineaire motoren zijn het meest voorkomende type automotor. Dit type motor heeft een cilinderbank aan één kant van de krukas.
Hij is niet duur en de motor is het gemakkelijkst te configureren. Hoewel de motor in de breedte weinig ruimte in beslag neemt door zijn lijnconfiguratie, heeft hij in de lengte veel ruimte nodig.
Het belangrijkste nadeel is de onbalans die wordt veroorzaakt door de uitlijning van de inline-cilinders. Een ongebalanceerde motor kan sterke trillingen veroorzaken die zeer oncomfortabel zijn voor de bestuurder en de passagiers. Om dit te voorkomen werd een systeem toegevoegd dat 'balansas' werd genoemd en als tegengewicht fungeerde.
Vlakke motor (FLAT)
Zoals de naam al zegt, is een vlakke motor volledig vlak: de zuigers rusten op een vlak, meestal horizontaal. Het aantal cilinders is altijd een even aantal en bevinden zich aan weerszijden van de krukas.
Deze configuratie van de motor is zeer praktisch omdat hij in de hoogte zeer weinig ruimte inneemt. Hierdoor kan de vakke motor zeer laag op het chassis worden geplaatst. Dit resulteert in een zeer laag zwaartepunt, wat het rijgedrag van het voertuig ten goede komt.
Bovendien verbeteren de zuigers aan weerszijden van de krukas de balans van de motor, waardoor de balans van het voertuig op de weg verbetert.
Aan de andere kant zijn vlakke motoren moeilijk te onderhouden, vooral als de bougies moeten worden vervangen.
V-motor
V-motoren worden genoemd naar hun speciale V-vormige kenmerk. Ze zijn opgesteld in twee rijen van meerdere cilinders elk. Voor de V8 is dat een viercilinder met twee rijen, voor een V6 een driecilinder met twee rijen, voor een V12 een zescilinder met twee rijen, enz.
Dit type motor heeft een zeer korte krukas, zodat de krukas relatief licht is, wat de trillingen van het voertuig vermindert. Bovendien levert de V-motor een hoog koppel bij een laag toerental, waardoor zware voertuigen gemakkelijker kunnen worden gestart en geborgen.
Het is echter een zeer complexe motor en relatief duur om te produceren.
Motor in W
De motoren van het 'W'-type zijn dezelfde als die van het 'V'-type en werken op dezelfde manier, behalve dat ze verdubbeld zijn. De cilinders worden in een verspringend patroon opgesteld. Dit type motor wordt voornamelijk gebruikt in de luchtvaart of in auto's uit het topsegment.
De 'W'-opstelling van cilinders kan er op twee manieren uitzien:
3 rijen cilinders zijn opgesteld in een dubbele 'V'-vorm.
4 rijen cilinders zijn opgesteld in een 'losse' dubbele V.
Het belangrijkste voordeel van de W-motor is dat hij een groot aantal cilinders kan hebben in de kleinste ruimte, omdat de krukas korter is dan bij de V-motor.
Nogmaals, het is een zeer gecompliceerde motor, vooral wat betreft de cilinderkoppen. Vandaar ook de hoge kosten.
