_Engine_0.png)
Inleiding
Dit 3D-model toont een vier-takt diesel interne verbrandingsmotor. De motor is ontworpen voor vrachtwagens, bestelwagens en zware voertuigen, en niet voor kleine personenauto's. Alle belangrijke componenten van een typische vier-takt verbrandingsmotor van deze grootte worden op het model getoond. Een samenvatting van elk motoronderdeel wordt hieronder gegeven, gevolgd door een gedetailleerde beschrijving.
Motoronderdelen Uitgelegd
Een vier-takt verbrandingsmotor bestaat uit de volgende hoofdonderdelen:
- Rockerarm – bedient de kleppen via de klepbrug of klepstang.
- Tappetspeling – de ruimte tussen de kleptip en de rockerarm.
- Klepveer – brengt de kleppen terug naar de gesloten positie wanneer de rockerarm geen kracht uitoefent.
- Brandstofinjector - zorgt voor de brandstoftoevoer.
- Brandstofinlaatleiding – transporteert brandstof naar de brandstofinjector.
- Inlaatklep – laat lucht de verbrandingskamer binnen.
- Uitlaatklep – laat uitlaatgassen de verbrandingskamer verlaten.
- Brandstofinjector Mondstuk – verstuift brandstof in de verbrandingskamer.
- Spelingsvolume – het volume tussen het bovenste dode punt en de bovenkant van de cilinder.
- Slagvolume – het volume bepaald door de slag van de zuiger en de cilinderboring.
- Cilindervolume – het totale volume binnen de cilinder.
- Cilinderboring – de interne diameter van de cilinder.
- Compressieverhouding – een verhouding gebaseerd op de volumes binnen de cilinder. Benzinemotoren hebben een lagere compressieverhouding (6-9:1) terwijl dieselmotoren hogere compressieverhoudingen hebben (14-20:1).
- Bovenste Dode Punt (BDP) – het verste punt van de zuiger richting de kleppen.
- Stoterstang – brengt beweging over van de nokkenas naar de rockerarm.
- Zuigerkroon – de bovenkant van de zuiger.
- Zuigerveergroeven – de groeven waarin de zuigerveren zich bevinden.
- Zuigerveren - zorgen voor afdichting tussen de zuiger en de cilinderwand.
- Slag – de afstand die de zuiger aflegt van het onderste naar het bovenste dode punt.
- Zuiger – de zuiger zelf.
- Zuigerrok – het onderste deel van de zuiger.
- Zuigerpen / Gudgeon Pen / Polspen – verbindt de zuiger met de drijfstang.
- Cilinderwand – de grens van de verbrandingskamer (ook cilinderbus genoemd).
- Cilinderbus – het interne oppervlak van de cilinder.
- Nokkenas – regelt de timing van de motor, zoals brandstofinjectie en kleptiming; aangedreven door de krukas.
- Nok / Noklob – activeert de rockerarm(s) door tegen de tuimelaars te drukken.
- Nokvolger – wordt door de nok aangedreven en brengt de beweging over naar de stoterstang.
- Onderste Dode Punt (ODP) – het dichtstbijzijnde punt dat een zuiger bereikt bij de krukas.
- Koelwatersysteem luchtontluchting.
- Brandstoffilter
- Riemspanner
- Koelwaterpomp
- Krukashuis Ontluchtingsfilter
- Luchtkoeler
- Turbocharger
- Startmotor
- Oliecarter
- Rockerarmdeksel
Motorcomponenten (Gedetailleerd)
Koelwater Luchtontluchtingsklep
De luchtontluchtingsklep wordt gebruikt om lucht naar de atmosfeer te ontluchten. Het is noodzakelijk om de lucht te ontluchten na het bijvullen van het mantelwatersysteem. Lucht in het systeem kan leiden tot verminderde warmteoverdracht en mogelijke cavitatie van de mantelwaterpomp.
Smeermiddelolie wordt continu gefilterd om te voorkomen dat metaaldeeltjes motordelen beschadigen (cilinderbussen, zuigerveren enz.).
Brandstof wordt gefilterd om te voorkomen dat niet-verbrandbare deeltjes de verbrandingskamer binnendringen; deze deeltjes kunnen motordelen corroderen en brandstofinjector sproeigaten blokkeren (waardoor het sproeipatroon verandert en de motorefficiëntie vermindert).
Riemspanner
De riemspanner zorgt ervoor dat de riem niet slap wordt naarmate deze door ouderdom uitrekt; het maakt het ook gemakkelijker om de riem te vervangen (verwijder de spanner en de riem is ook gemakkelijk te verwijderen).
Koel/Mantelwaterpomp
De koelwater (of 'mantelwater') pomp circuleert mantelwater door de motor en heeft twee doelen. Het zorgt ervoor dat warmte gelijkmatig door de motor wordt afgevoerd en de circulatie van mantelwater maakt het mogelijk om de door de motor gegenereerde warmte te verwijderen.
Hoofdriem
De hoofdriemaandrijving wordt gebruikt om energie over te brengen via een riem. De hoofdaandrijving maakt het mogelijk om een klein deel van het totale motorvermogen te gebruiken voor het aandrijven van hulpapparatuur zoals de mantelwaterpomp en dynamo, enz.
Riemspanner
De riemspanner zorgt ervoor dat de riem niet slap wordt naarmate deze door ouderdom uitrekt; het maakt het ook gemakkelijker om de riem te vervangen (verwijder de spanner en de riem is ook gemakkelijk te verwijderen).
Laadluchtkoeler / Intercooler
Laadlucht (samengeperste lucht) wordt gekoeld om de dichtheid van de lucht te verhogen. De toename in dichtheid betekent dat er meer zuurstof beschikbaar is voor verbranding per volumetrische ruimte.
De luchtdichtheid mag niet te hoog zijn, anders zal er vocht ontstaan.
Krukashuis Ontluchtingsfilter
Lucht/Olie damp wordt uit het krukashuis ontlucht. Olie uit de damp wordt gescheiden en teruggevoerd naar het krukashuis, de lucht wordt afgevoerd. Scheiding van de olie vermindert olieverlies en verlaagt de totale operationele kosten.
Turbocharger Samengeperste Luchtuitlaat
Samengeperste lucht wordt vaak aangeduid als 'laadlucht'.
Het comprimeren van de lucht maakt het mogelijk om de zuurstofdichtheid per volumetrische ruimte te verhogen. Meer zuurstof per ontstekingscyclus is beschikbaar voor verbranding en dus kan er meer energie per verbrandingscyclus worden vrijgegeven.
Turbocharger Luchtinlaat
Omgevingslucht wordt in de turbochargercompressor gezogen vanwege het drukverschil dat wordt gecreëerd door de compressor wanneer deze in beweging is.
Turbocharger Luchtcompressor
Omgevingslucht wordt gecomprimeerd door de turbocharger luchtcompressor om de luchtdichtheid te verhogen die wordt gebruikt voor verbranding.
Verhoogde luchtdichtheid geeft een verhoogde zuurstofdichtheid en dit maakt het mogelijk om meer energie per verbrandingscyclus vrij te geven.
Centraal Hub Rotatie Assemblage (CHRA)
De as en lagers die de uitlaatgasturbine van de turbocharger en de luchtcompressor van de turbocharger verbinden, zijn gehuisvest binnen de centraal hub rotatie assemblage (CHRA).
Turbocharger Uitlaatgasturbine
Uitlaatgassen uit de verbrandingskamer drijven een uitlaatgasturbine aan. De uitlaatgasturbine is op een gemeenschappelijke as verbonden met de luchtcompressor.
Uitlaatontlading
Na de uitlaatgasturbine worden de uitlaatgassen afgevoerd en naar de atmosfeer afgevoerd.
Opmerking: Een pijp zou de turbochargeruitlaat met de atmosfeer verbinden (niet hier getoond). Een demper kan ook worden gebruikt voor geluidsreductie.
Aandrijfas
De aandrijfas verbindt de motor met de beoogde stroomontvanger. Normaal gesproken wordt een versnellingsbak of koppeling als tussenpersoon geïnstalleerd; dit biedt meer controle over hoe het motorvermogen wordt gebruikt.
Een vliegwiel slaat rotatie-energie op en weerstaat veranderingen in rotatiesnelheid. In wezen is een vliegwiel een zware metalen schijf die de verbrandingscycli van de motor gladstrijkt. De hoeveelheid energie die in het vliegwiel is opgeslagen, is de vierkantswortel van zijn rotatiesnelheid.
Het motorblok herbergt de interne onderdelen van de motor. Kanalen binnen het blok worden gebruikt om mantelwater te distribueren voor koeling.
Startmotor Solenoïde
Een solenoïde koppelt het startmotortandwiel met het vliegwiel bij het ontvangen van een startsignaal. Een veer ontkoppelt het tandwiel weer om te voorkomen dat het beschadigd raakt wanneer de motor op hogere toeren draait.
Startmotor
De startmotor is een elektrische motor die wordt gebruikt om de motor te draaien bij het ontvangen van een startsignaal. Het is niet mogelijk om de motor te starten zonder de startmotor, omdat de motor in beweging moet zijn voordat brandstofinjectie plaatsvindt.
Oliecarter Aftapplug
Smeermiddelolie van de motor kan hier worden afgetapt. De olie moet op een gegeven moment worden vervangen, dit wordt duidelijk door kleurverandering (helder naar donkerbruin). Olieverversingen worden gereguleerd door service-uren of een gespecificeerde tijdsinterval.
Smeermiddelolie Carter/Reservoir
Smeermiddelolie wordt opgeslagen in het oliecarter/reservoir.
Smeermiddelolie Zuigleiding
De zuigleiding verbindt het carter en de smeermiddeloliepomp (zuigzijde).
Uitlaatontladingsspruitstuk
Uitlaatgas uit de verbrandingscilinders wordt afgevoerd naar het uitlaatgasspruitstuk. Soms wordt een gemeenschappelijk uitlaatspruitstuk gebruikt voor alle cilinders, maar niet altijd.
Rockerarmdeksel
Het rockerarmdeksel omhult de rockerarmen. Het is noodzakelijk om ze te omhullen omdat ze spatsmering krijgen en op relatief hoge snelheden werken.
Gerelateerde Online Technische Cursussen
Basisprincipes van Interne Verbrandingsmotoren
Dieselmotor Grondbeginselen (Deel 1)
Dieselmotor Grondbeginselen (Deel 2)
Aanvullende Bronnen
https://en.wikipedia.org/wiki/Four-stroke_engine
https://en.wikipedia.org/wiki/Internal_combustion_engine
https://www.uti.edu/blog/motorcycle/how-4-stroke-engines-work