FIJNSTOF
Leerdoelen:
LUCHTVERONTREINIGING
Opmerking: scheikundige formules hoef je niet per se te kennen!
Na bestudering dien je:
- de werking van de viertakt benzinemotor en dieselmotor te kunnen beschrijven met behulp
van de vier slagen en de compressieverhouding;
De meest voorkomende automotor is de 4-takt benzinemotor. In de eerste stap (inlaatslag)
maakt de zuiger een neerwaartse beweging waarbij de inlaatklep tegelijkertijd wordt geopend.
Boven de zuiger ontstaat een grotere ruimte, en omdat in de voorafgaande stap bijna de
volledige inhoud is verdwenen, heerst er in die ruimte een onderdruk. Door die onderdruk
wordt een mengsel van benzinedamp en lucht in de ruimte boven de zuiger gezogen. In de
tweede stap (compressieslag) gaat de zuiger omhoog en wordt het brandstof-lucht mengsel
samengeperst. De inlaatklep is gesloten. De compressie-einddruk is 5-8 bar. Vlak voordat het
bovenste punt wordt bereikt, produceert de bougie een vonk, waardoor het gasmengsel
explodeert. Ten gevolge van de drukstijging in het mengsel (tot 15-25 bar) ondervindt de zuiger
een kracht die hem wegduwt (arbeidsslag).
Tot slot gaat de zuiger weer omhoog, waarbij de uitlaatklep wordt geopend en de afvalgassen
worden weggeperst (uitlaatslag). De afvalgassen worden via de uitlaat afgevoerd. Tijdens deze 4
slagen, die samen één cyclus vormen, draait de krukas die met de zuigerstang is verbonden
twee keer rond.
Het vermogen dat een motor kan leveren hangt af van de efficiency waarmee de chemische
energie in bewegingsenergie kan worden omgezet. De compressieverhouding, d.i. het
cilindervolume gedeeld door de verbrandingsruimte is hiervoor een maat. Hoe hoger de
compressieverhouding is, des te groter het arbeidsvermogen is. Bij modern bezine-motoren ligt
de compressieverhouding op 1:8 tot 1:12. Een hogere compressieverhouding is niet zomaar
mogelijk omdat bij een toenemende compressie de kans dat het brandstofmengsel vanzelf
ontbrandt groter wordt. Dat betekent een afnemend rendement (de verbranding loopt dan
onregelmatig). Verder is essentieel bij de verbranding in de benzinemotor dat de bougie het
gasmengsel op het juiste tijdstip ontsteekt. Zo niet, dan zal de drukverhoging zich al inzetten als
de zuiger zich nog niet in het hoogste punt bevindt. Ook in dat geval treedt rendementsverlies
op. Theoretisch ligt het rendement bij ongeveer 40%. In de praktijk ligt het rendement van de
benzinemotor op ongeveer 25%.
Bij een 4-takt dieselmotor wordt de brandstof op een andere manier bewerkt. Bij de inlaatslag
wordt nu alleen lucht binnengelaten. De lucht wordt in de tweede slag samengedrukt. De diesel
wordt vervolgens vlak voor het einde van de compressie in de vorm van zeer kleine
vloeistofdruppeltjes ingespoten. Door de hoge compressie-einddruk (60-80 bar) en de hoge
temperatuur treedt spontaan zelfontbranding op. In de hieropvolgende arbeidsslag wordt nog
steeds vloeibare brandstof bijgespoten, die door de aanwezige brandende gaswolk wordt
aangestoken. De compressieverhouding ligt hier veel hoger dan bij de benzinemotor, namelijk
1:14 tot 1:25, en ook de eindtemperatuur na de compressieslag is hoger. Hierdoor is het
rendement van een dieselmotor ook groter.
,
,
Leerdoelen:
LUCHTVERONTREINIGING
Opmerking: scheikundige formules hoef je niet per se te kennen!
Na bestudering dien je:
- de werking van de viertakt benzinemotor en dieselmotor te kunnen beschrijven met behulp
van de vier slagen en de compressieverhouding;
De meest voorkomende automotor is de 4-takt benzinemotor. In de eerste stap (inlaatslag)
maakt de zuiger een neerwaartse beweging waarbij de inlaatklep tegelijkertijd wordt geopend.
Boven de zuiger ontstaat een grotere ruimte, en omdat in de voorafgaande stap bijna de
volledige inhoud is verdwenen, heerst er in die ruimte een onderdruk. Door die onderdruk
wordt een mengsel van benzinedamp en lucht in de ruimte boven de zuiger gezogen. In de
tweede stap (compressieslag) gaat de zuiger omhoog en wordt het brandstof-lucht mengsel
samengeperst. De inlaatklep is gesloten. De compressie-einddruk is 5-8 bar. Vlak voordat het
bovenste punt wordt bereikt, produceert de bougie een vonk, waardoor het gasmengsel
explodeert. Ten gevolge van de drukstijging in het mengsel (tot 15-25 bar) ondervindt de zuiger
een kracht die hem wegduwt (arbeidsslag).
Tot slot gaat de zuiger weer omhoog, waarbij de uitlaatklep wordt geopend en de afvalgassen
worden weggeperst (uitlaatslag). De afvalgassen worden via de uitlaat afgevoerd. Tijdens deze 4
slagen, die samen één cyclus vormen, draait de krukas die met de zuigerstang is verbonden
twee keer rond.
Het vermogen dat een motor kan leveren hangt af van de efficiency waarmee de chemische
energie in bewegingsenergie kan worden omgezet. De compressieverhouding, d.i. het
cilindervolume gedeeld door de verbrandingsruimte is hiervoor een maat. Hoe hoger de
compressieverhouding is, des te groter het arbeidsvermogen is. Bij modern bezine-motoren ligt
de compressieverhouding op 1:8 tot 1:12. Een hogere compressieverhouding is niet zomaar
mogelijk omdat bij een toenemende compressie de kans dat het brandstofmengsel vanzelf
ontbrandt groter wordt. Dat betekent een afnemend rendement (de verbranding loopt dan
onregelmatig). Verder is essentieel bij de verbranding in de benzinemotor dat de bougie het
gasmengsel op het juiste tijdstip ontsteekt. Zo niet, dan zal de drukverhoging zich al inzetten als
de zuiger zich nog niet in het hoogste punt bevindt. Ook in dat geval treedt rendementsverlies
op. Theoretisch ligt het rendement bij ongeveer 40%. In de praktijk ligt het rendement van de
benzinemotor op ongeveer 25%.
Bij een 4-takt dieselmotor wordt de brandstof op een andere manier bewerkt. Bij de inlaatslag
wordt nu alleen lucht binnengelaten. De lucht wordt in de tweede slag samengedrukt. De diesel
wordt vervolgens vlak voor het einde van de compressie in de vorm van zeer kleine
vloeistofdruppeltjes ingespoten. Door de hoge compressie-einddruk (60-80 bar) en de hoge
temperatuur treedt spontaan zelfontbranding op. In de hieropvolgende arbeidsslag wordt nog
steeds vloeibare brandstof bijgespoten, die door de aanwezige brandende gaswolk wordt
aangestoken. De compressieverhouding ligt hier veel hoger dan bij de benzinemotor, namelijk
1:14 tot 1:25, en ook de eindtemperatuur na de compressieslag is hoger. Hierdoor is het
rendement van een dieselmotor ook groter.
,
,
