Wat is een motor stopbus?
In een kruishoofd type twee-takt mariene dieselmotor, biedt de stopbus een afdichting tussen de spoelruimte van een motor en het carter. Stopbussen zijn essentieel om de kans op een spoelruimtebrand, carterexplosie en/of olieverontreiniging te verminderen. Trunkmotoren hebben geen stopbus.
Een stopbus bestaat uit drie hoofdsecties:
- Bovenste sectie – voorkomt dat cilindersmeerolie en gassen het carter binnendringen.
- Middelste sectie – laat olieafvoer toe als er enige overloop is van de bovenste of onderste delen.
- Onderste sectie – voorkomt dat cartersmeerolie de spoelruimte binnendringt.
De ‘bovenste sectie’ wordt ook wel de ‘afdichtingssectie’ genoemd. De ‘middelste sectie’ wordt ook wel de ‘afvoersectie’ genoemd. De ‘onderste sectie’ wordt ook wel de ‘schraapsectie’ genoemd. Elke naam weerspiegelt de functie van de secties. De afdichtingssectie vormt een gasafdichting, de afvoersectie laat de afvoer van olie toe, terwijl de schraapsectie verantwoordelijk is voor het schrapen van cartersmeerolie.
Marine Two-Stroke Engine Stuffing Box
Dit artikel richt zich op de stopbussen die worden gebruikt in twee-takt langzaamlopende mariene dieselmotoren. Deze typen motoren hebben een kleine boring-slagverhouding, wat betekent dat een kruishoofd moet worden gebruikt om de grootte van het carter te beperken. Zonder een kruishoofd zou het carter economisch onrendabel breed zijn en zou afdichting tussen de zuigerveren en cilinderbus moeilijk worden.
Goed om te weten – de spoelruimte bevindt zich onder elke motor zuiger, het laat verse lucht toe in de motorcilinders, waardoor uitlaatgassen uit de verbrandingsruimte worden afgevoerd. Het motorcarter bevindt zich direct onder de stopbus.
Goed om te weten – trunkmotoren gebruiken een drijfstang (con rod) om de zuiger met de krukas te verbinden. Kruishoofdmotoren verbinden de zuiger met de krukas via de zuigerstang, kruishoofd en drijfstang.
Trunk en Kruishoofdmotoren Vergeleken
Wat is het doel van een motor stopbus?
De belangrijkste functies van een motor stopbus zijn:
- Voorkomen dat carter smeermiddelen de spoelruimte binnendringen wanneer de zuigerstang omhoog beweegt.
- Voorkomen dat spoellucht het carter binnendringt wanneer de zuiger omhoog of omlaag beweegt.
- Voorkomen dat cilindersmeermiddelen het carter binnendringen wanneer de zuigerstang omlaag beweegt.
- Voorkomen dat puin het carter binnendringt wanneer de zuigerstang omlaag beweegt.
- Voorkomen dat uitlaatgassen het carter binnendringen (als de zuigerveren niet correct afdichten) wanneer de zuiger omhoog of omlaag beweegt.
Merk op dat de bewegingsrichting van de zuigerstang bepaalt welke functie de stopbus op een bepaald moment uitvoert.
Goed om te weten - u kunt onze cursussen website bezoeken als u meer wilt leren over maritieme techniek onderwerpen. Onze online videocursussen behandelen onderwerpen zoals grote mariene twee-takt dieselmotoren, brandstofpompen, reddingsvlotten, scheepsterminologie, stuurinrichtingen, pompen, kleppen, ketels en vele andere onderwerpen.
Wat zijn de belangrijkste onderdelen van een motor stopbus?
De belangrijkste onderdelen van een stopbus zijn hieronder opgesomd.
Stopbushuis
Het stopbushuis vormt de buitenste behuizing die de afdichtringen en schraapringen omsluit. Het is meestal gemaakt van gietijzer of staal en bestaat uit twee delen.
Goed om te weten – het ‘stopbushuis’ wordt ook wel de ‘diafragma’, ‘diafragmabehuizing’ of ‘diafragmaklier’ genoemd.
Stopbus met Gelabelde Onderdelen
Afdichtringen
Afdichtringen zijn voornamelijk verantwoordelijk voor het voorkomen dat spoellucht het carter binnendringt. Als de zuigerveren zouden lekken (waardoor gassen van de verbrandingsruimte naar de spoelruimte kunnen passeren), zullen de afdichtringen ook voorkomen dat deze gassen het carter binnendringen. Afdichtringen passen in groeven binnen het stopbushuis en zijn meestal gemaakt van brons. Omdat het niet mogelijk is om de ringen als één stuk binnen de stopbus te monteren, wordt elke ring gevormd door drie of vier verschillende secties die samen een cirkel vormen.
Afdichtring Gesplitst in Vier Secties
Goed om te weten – lekke zuigerveren kunnen carterexplosies en/of spoelruimtebranden veroorzaken. Om deze reden is het van groot belang dat defecte zuigerveren zo snel mogelijk worden vervangen. Lekke zuigerveren worden vaak ontdekt door een daling in motorvermogen binnen de getroffen cilinder.
Goed om te weten – carterexplosiekleppen worden gebruikt om de effecten van een carterexplosie te beperken, mocht deze zich voordoen.
Bovenste en Onderste Schraapringen
Schraapringen bevinden zich boven en onder de afdichtringen. Ze bestaan om overtollige smeerolie van de zuigerstang te verwijderen wanneer deze omhoog beweegt, en om overtollige cilindersmeermiddelen en puin van de zuigerstang te verwijderen wanneer deze omlaag beweegt. Net als afdichtringen passen schraapringen in groeven binnen het stopbushuis. In het verleden werd de hele schraapring gemaakt van een zacht materiaal zoals gietijzer of brons, maar modernere ontwerpen gebruiken dunne lamellen terwijl de niet-slijtende delen van staal zijn gemaakt; dit komt omdat alleen de lamellen vervangen hoeven te worden in plaats van de hele ring, waardoor afval en kosten worden verminderd. Schraapringen bestaan uit drie of vier afzonderlijke secties die een cirkel vormen wanneer ze zijn gemonteerd (vergelijkbaar met afdichtringen).
%20Installed%20Within%20Scraper%20Rings%20(grey).png)
Lamellen (zwart) Geïnstalleerd Binnen Schraapringen (grijs)
Garterspring
Een garterspring is achter elke afdichtings- en schraapring geïnstalleerd. De veren dienen om de ringen tegen de zuigerstang te drukken, waardoor een goede afdichting wordt gegarandeerd. Als de spanning van een veer te hoog is, kan overmatige slijtage van de zuigerstang, afdichtringen en schraapringen het gevolg zijn. Als de spanning van een veer te laag is, zal onvoldoende afdichting optreden.
Afvoer
Tussen de bovenste afdichtringen en onderste schraapringen bevindt zich een afvoer. De afvoer laat toe dat cartersmeermiddelen die de onderste schraapringen passeren, worden teruggevoerd naar een gebruikte smeerolietank; deze olie kan dan worden behandeld en hergebruikt. De afvoer laat ook toe dat cilinderolie die de bovenste schraapring passeert, naar dezelfde tank wordt teruggevoerd voor verwerking.
Hoe werkt een motor stopbus?
De stopbus is op zijn plaats vastgeschroefd aan het hoofdframe van de motor A-frame. Terwijl de zuiger op en neer beweegt bij elke slag, beweegt de zuigerstang op en neer door de stopbus.
Wanneer de zuiger omhoog beweegt…
Eventuele smeerolie uit het carter die in contact is gekomen met de zuigerstang wordt verwijderd door de onderste set schraapringen; geschraapte olie stroomt terug naar het carter. Schraapringen worden tegen de zuigerstang gedrukt door hun bijbehorende gartersprings.
Wanneer de zuiger omlaag beweegt…
Eventuele cilinderolie aanwezig op de zuigerstang wordt verwijderd door de bovenste schraapring wanneer de zuiger omlaag beweegt. Afdichtringen voorkomen dat gassen (lucht of uitlaatgassen) uit de spoelruimte het carter binnendringen. De schraapring en afdichtringen worden tegen de zuigerstang gedrukt door hun bijbehorende gartersprings.
Goed om te weten – als de schraapringen of afdichtringen te strak zijn gemonteerd, zal slijtage van de ringen en de zuigerstang optreden (niet gewenst).
Goed om te weten – een kleine hoeveelheid smeerolie is nodig om schraapringen en afdichtringen te smeren. De ringen mogen geen fysiek contact maken met de zuigerstang; een dunne oliefilm scheidt de zuigerstang van de ringen, waardoor slijtage aan alle onderdelen wordt verminderd.
Goed om te weten – uitlaatgassen zullen alleen aanwezig zijn als er een storing of overmatige slijtage van de zuigerveren of cilinderbus is; een gebarsten zuiger kan ook lekkage van uitlaatgassen veroorzaken.
Zijn stopbussen geschikt voor alle motortypen?
Stopbussen zijn alleen geschikt voor kruishoofd twee-takt motoren. Er zijn twee hoofdtypen van twee-takt verbrandingsmotoren: het trunktype en het kruishoofdtype.
Kruishoofdmotor
In een kruishoofdmotor zet een kruishoofd de roterende beweging van de krukas om in de lineaire beweging van de zuiger. Dit betekent dat de zuigerstang lineair op en neer beweegt, terwijl de krukas rond een centrale rotatieas draait.
Trunkmotor
Een trunk twee-takt motor heeft geen kruishoofd, wat betekent dat de zuigerstang zowel verticaal als horizontaal beweegt bij elke slag. Deze twee vrijheidsgraden/bewegingen betekenen dat een stopbus niet kan worden gebruikt om een afdichting te bieden op een trunktype twee-takt motor. Het ontbreken van een afdichtingsregeling betekent dat smeerolie de spoelruimte van een trunk twee-takt motor kan binnendringen; dit is een inherent ontwerpfout voor dit type motor.
Goed om te weten – viertaktmotoren zijn niet groot genoeg om een kruishoofd te vereisen, d.w.z. hun boring-slagverhouding is te groot, waardoor ze geen stopbus kunnen gebruiken.
Kenmerken van de Stopbus
De volgende kenmerken zijn de reden waarom stopbussen worden gebruikt op mariene langzaamlopende twee-takt kruishoofdmotoren:
Eenvoud en Betrouwbaarheid
Stopbussen zijn eenvoudige apparaten met hoge betrouwbaarheid. Ze zijn relatief eenvoudig te onderhouden en te repareren, en ze zijn minder gevoelig voor storingen dan andere soorten afdichtingen.
Vermogen om Grote Gaten te Accommoderen
De opening tussen de zuigerstang en het A-frame in een twee-takt mariene motor kan vrij groot zijn; stopbussen kunnen deze grote opening accommoderen terwijl ze toch een goede afdichting verkrijgen.
Lage Kosten
Stopbussen zijn relatief goedkoop te vervaardigen en te installeren; dit maakt ze kosteneffectief.
Bewezen Ontwerp
Vooruitgang in materiaalkunde heeft het mogelijk gemaakt dat stopbusontwerpen continu worden verbeterd. Ontwerpverbeteringen hebben geleid tot verminderde slijtage, betere afdichting en langere intervallen tussen onderhoudsinterventies.
Gerelateerde Online Technische Cursussen
Basisprincipes van Verbrandingsmotoren
Dieselmotor Grondbeginselen (Deel 1)
Dieselmotor Grondbeginselen (Deel 2)
Aanvullende Bronnen
https://marineinbox.com/marine-exams/stuffing-box/
https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/1468087418796615