Benzinemotor

Voordat we echt gaan kijken naar een benzinemotor zullen we kennis moeten maken met de basisprincipes. Ik heb vanalles geprobeert, maar ik kan dit toch echt het beste uitleggen met de motor van een bromfiets. Dit is gewoon een simpel motortje dat iedereen kan begrijpen. Hierna gaan we vanzelf over naar de scheepsmotoren. Succes!

De benzinemotor bestaat uit een cilinderblok met daarbovenop een cilinderkop. In de cilinder kan een zuiger op en neer bewegen die weer verbonden is met de krukas doormiddel van een drijfstang. Het cilinderblok zit weer vast op het carter waarin de krukas ronddraait. Het carter is gevuld met smeerolie. Als er boven de zuiger benzine wordt verbrand wordt door de ontploffing de zuiger naar beneden gedrukt. Omdat de zuiger verbonden is met de krukas zal deze door zijn bijzondere rond gaan draaien. Met de ronddraaiende as die aan éen kant uit het carter steek kan iets aangedreven worden. Bij een wachtschip zit er op de as een schroefas waardoor de schroef rond kan draaien. Uiteraard zit hier nog wel een keerkoppeling tussen die er voor zorgt dat de schroefas van draairichting kan veranderen zonder dat de motor uitgeschakelt hoeft te worden.

Voor de verbranding van benzine is natuurlijk ook lucht nodig. Bij de benzinemotor wordt de brandstof en de lucht gemengd voordat het de cilinder in gaat. Deze verhouding moet natuurlijk precies kloppen, dat regelen we heel nauwkeurig via de carburateur. Het mengel wordt meestal door de zuiger naar binnen gezogen als deze naar beneden gaat en wordt samengeperst als deze weer naar boven gaat. Als de zuiger bijna boven is wordt het mengsel ontstoken door een vonk van de bougie. We weten dat de zuiger dan weer naar beneden wordt geduwd en zo de krukas in beweging zet.

Een eenvoudig voorbeeld van een benzinemotor is de bromfietsmotor. In de figuur hieronder je een ouderwetse bromfietsmotor.

 

 

Als we de cilinder door zouden snijden, krijgen we een goed zicht op de binnenkant en de daar aanwezige onderdelen. Dat hebben we in de afbeelding hieronder gedaan:

 

 

 

Bovenin de cilinderkop zit de bougie die zorgt voor de vonk om het mengsel te ontsteken. Het mengsel van lucht en brandstof komt via de inlaatpoort binnen en éénmaal verbrand verlaten de uitlaatgassen de cilinder via de uitlaatpoort. De uitlaatpoort zit via een bochtstuk vast aan de uitlaat die gassen afvoert naar achter en gelijkertijd werkt als geluidsdemper.  De cilinder, of beter gezegd het cilinderblok, heeft aan de buitenkant zogenaamde koelribben om de warmte sneller af te kunnen geven. een moderne bromfiets zoals bijvoorbeeld een scooter wordt niet meer met luchtgekoeld. Net als bij modernere scheepsmotoren zijn deze watergekoeld. Hieronder staat een modernkoelsysteem van een bromfiets weergeven. Dit soort tekeningen waarin alle onderdelen los van elkaar te zien zijn heten een "exploited vieuw" en worden vaak gebruikt in werkplaatshandboeken van allerlie machines.

 

 

Het koelwater stroomt door het cilinderblok (2) en vervolgens naar de cilinderkop (3) door de speciale koelkanalen en neemt de warmte dan op, deze warmte wordt buiten de cilinder afgestaan in de koeler (5). Dit is een radiator koeler waarin het hete water zijn warmte weer aan de langsstromende lucht afgeeft. Een koelwaterpomp (1) die via tandwielen vanaf de krukas door de motor zelf wordt aangedreven pompt het water rond in een gesloten systeem. Om het koelwater op de juiste temperatuur te houden zit er in het systeem een thermostaatklep (4) ingebouwd. Deze zet bij een bepaalde temperatuur uit en stuurt dan een gedeelte van het water naar de koeler. Om te zorgen dat het systeem altijd onder een kleine overdruk staat en om vrije uitzetting van water mogelijk te maken zit er boven het systeem een expansietank (6). Hier kan het koelwater worden bijgevuld en je zien of er genoeg in zit.

De werking van de bromfietsmotor

Ze zuiger beweegt op en neer door de cilinder. Waneer de zuiger onderin de cilinder staat zal er via de overstroompoorten (zie figuren hierboven) een mengsel van lucht en brandstof boven de zuiger komen. Dit mengsel is afkomstig (via het carter) uit de carburateur. Deze carburateur zorgt voor een goed mengsel van brandstof en lucht. Gaat de zuiger omhoog, dan zal de ruimte boven de zuiger worden afgelsoten en het mengsel wordt dan samengeperst. Wanneer de zuiger bijna bovenin zit zal er een vonk worden ontstoken door de bougie. Hierdoor zal het mengsel van brandstof en lucht ontploffen. Door de explosie zal de zuiger naar beneden worden geduwd en bevinden zich boven de zuiger verbrandingsgassen.

De gassen kunnen niet langs de zuiger ontsnappen, de zuigerveren zorgen voor een goede afdichting. Door de explosie wordt arbeid geleverd op de zuiger. De zuiger geeft deze arbeid via de drijfstang en de krukas door aan een tandwiel waarom de ketting ligt. Via de ketting wordt het achterwiel van de brommer aangedreven.

Zodra de zuiger bij de uitlaatpoort komt zullen gassen hierlangs ontsnappen en worden naar de uitlaat geleid. Hierna begint het proces weer opnieuw. Dus voor het leveren van arbeid gaat de zuiger één keer naar boven en één keer naar beneden. We spreken dan over slagen, in totaal dus twee slagen. Omdat voor het leveren van arbeid twee slagen nodig zijn voor het proces weer opnieuw begint spreken we in dit geval dus van een tweeslag motor (in het duits: 2  takt). Dit betekend natuurlijk niet dat alle bezinemotoren tweeslag motoren zijn!

In de figuur hiernaast zien we hoe een zuiger aan de drijfstang bevestigd is. Omdat de zuiger heen en weer gaan en we uiteindelijk een ronddraaiende beweging nodig hebben zit er aan de drijfstang een krukas gemonteerd. De krukas zet heen en weer gaande beweging om in ronddraaiende beweging. Hieronder is het drijfwerk te zien van een moderne brommermotor.