A-10 BRANDSTOF EN COMPRESSIEVERHOUDING.

De ontsteking van het gasmengsel kan op verschillende wijzen geschieden : door een vonk in een bougie, door een gloeiplaat of gloeikop, of door de compressiewarmte van de lucht zelf. Nu is het nuttig effect van een motor groter (hij is dus zuiniger) naarmate de compressieverhouding hoger is. Het is dus allereerst zaak om de compressieverhouding steeds zo hoog mogelijk te kiezen.
Bij de motoren met vonkontsteking is men aan een maximumgrens gebonden doordat bij te hoge compressieverhouding zelfontbranding van het gasmengsel of van een deel van het gasmengsel (pingelen of detonatie) kan optreden. Daarom was de compressieverhouding bij petroleumtractoren tot voor kort niet hoger dan 1 op 4 tot hoogstens 1 op 4½.
Belangrijke verbetering van de tractorpetroleum echter heeft het mogelijk gemaakt om de compressieverhouding van deze motoren op te voeren tot 1 op 5 à 1 op 5½. Shell Carburine is de naam van de nieuwe brandstof voor tractormotoren, die ingericht zijn voor het gebruik van een zwaardere brandstof dan benzine en de brandstof met de lucht mengen door middel van een carburator.
Deze Carburine heeft heel andere eigenschappen dan gewone petroleum en heeft alleen met petroleum gemeen, dat het een vrij „zware" brandstof is. Een brandstof dus, die veel moeilijker verdampt dan benzine en daarom in een benzinemotor niet gebruikt kan worden (en om die reden dan ook niet valt onder de benzinebelasting). Er is dan ook alle reden om deze brandstof geen „petroleum" meer te noemen. Bovendien geeft Shell Carburine nog een volkomen detonatievrije verbranding, hetgeen met de vroeger gebruikte brandstoffen niet mogelijk was. Motoren met gasolieinspuiting plus vonkontsteking (Hesselman-systeem) hebben doorgaans een iets hogere compressieverhouding (1 op 6 à 1 op 6½), terwijl de moderne benzine-automobielmotoren compressieverhoudingen tot 1 op 6½ hebben.
Bij Dieselmotoren is een compressieverhouding van omstreeks 1 op 16 nodig om een goede zelfontsteking van de brandstof te waarborgen. De optredende hoge drukken brengen een zware constructie van alle bewegende delen mede. Men heeft daarom dan ook constructies gemaakt, waarbij de nodige hitte voor de ontsteking van de brandstof door een gloeiplaat of gloeikop geleverd wordt. Dit heeft dus tot voordeel dat de motor in verhouding lichter gebouwd kan worden en dat ook het brandstofinspuitsysteem eenvoudiger kan zijn ; maar het brandstofverbruik van deze motoren is hoger dan bij de Diesel. De compressieverhouding van dit type motor is ongeveer 1 op 8.
Men begrijpt wel, dat de verschillende motortypen geheel verschillende eisen aan de brandstof stellen, waarom dan ook de diverse brandstoffen sterk in eigenschappen van elkaar afwijken.

A-11 Welke brandstof men ook gebruikt : steeds moet de grootst mogelijke zorg worden besteed aan de reinheid, zowel bij opslag als bij het vullen van de brandstoftank van de tractor.

A-12 KARAKTERISTIEKE MOTORTYPEN:

De heden ten dage in gebruik zijnde motoren kunnen in ver­schillende groepen worden ingedeeld, welke zich niet alleen onderscheiden door de brandstof, die er voor moet worden gebruikt, doch die bovendien door bouw en werkwijze soms sterk uiteenlopen.

In het algemeen kunnen we bij landbouwtractoren de volgende indeling maken :
a) Viertactmotoren met carburateur en electrische ontsteking :
Dit zijn betrekkelijk laag comprimerende machines, welke voor het gebruik van benzine en petroleum zijn gebouwd.
b) Viertactmotoren met brandstofpomp(en) en verstuiver(s) en ontsteking door compressiewarmte :
Deze motoren zijn zeer hoog comprimerend en uitsluitend voor gasolie ingericht; men noemt ze in de praktijk kortweg Diesels.
c) Tweetactmotoren met brandstofpomp(en) en verstuiver (s), waarbij de ontsteking deels door de warmte van een matig hoge compressie, deels door de hitte van een z.g. gloeikop tot stand komt. Ook deze z.g. lagedruk of semi-Diesels zijn voor gasolie bestemd.

A-13 Het principe van de bouw en de werking van een viertact benzine/petroleummotor kunnen wij aan de hand van figuur 7 nog even releveren :
Gemakshalve bepalen wij ons tot hetgeen zich in één cylinder afspeelt ; de overige cylinders werken op dienovereenkomstige wijze. In de eigenlijke cylinder beweegt zich de -— door middel van de zuigerveren gasdicht afsluitende — zuiger op en neer.
De rechtlijnige bewegingen van de zuiger worden op de bekende wijze met behulp van zuigerpen, drijfstang, krukashals en krukas in een ronddraaiende beweging van krukas en vliegwiel omgezet en omgekeerd.
De draaiende delen zijn door lagers met elkander verbonden ; krukas en nokkenas rusten eveneens in lagers. De verbrandingskamer bestaat uit de cylinder en de daarop met bouten en een koppakking stevig bevestigde cylinderkop.

Fig. 7. Case type L.A.-petroleummotor.

De „ingang" voor de verse lading en de ,,uitgang" voor de na de verbranding af te voeren verbrandingsproducten kunnen elk door een klep worden afgesloten.
In de figuur zien wij enkel de inlaatklep getekend ; de uitlaatklep bevindt zich achter het vlak van tekening, doch werkt in principe net zo.
Het openen en sluiten der kleppen heeft op nauwkeurig vastgestelde tijdstippen plaats. Zoals uit de figuur blijkt, wordt zo een klep met behulp van de nokkenas geopend : het lichten van de klep begint, zodra de bijbehorende nok op de as onder tegen de klepstoter aandrukt en deze omhoog duwt. Zodra de nok onder de stoter doorgedraaid is, drukt de klepveer de klep weer stevig dicht op haar zitting. Zoals bekend is, draait de nokkenas met de halve omwentelingssnelheid van de krukas en wordt door een ketting of door tandwielen aangedreven.

DE VIER WERKTACTEN.

Wanneer de motor loopt, speelt zich een regelmatig opvolgende en telkens herhaalde cyclus van de volgende vier „tacten" af.

Eerste tact (aanzuigen) :

Inlaatklep geopend; uitlaatklep gesloten. De zuiger daalt van topstand naar omlaag; de ruimte boven de zuiger wordt groter ; door onderdruk in de verbrandingskamer treedt van de aan de zuigbuis bevestigde carburateur uit een mengsel van verstoven brandstof en lucht naar binnen. (Zie ook fig. 4). Dit duurt voort tot even nadat de zuiger het onderste dode punt in de cylinder heeft bereikt, van richting omkeert en de inlaatklep dichtslaat.

Tweede tact (compressie) :

Beide kleppen zijn gesloten — de zuiger stijgt in de cylinder en de zojuist aangezogen vulling wordt nu samengeperst. Dit duurt tot omstreeks het bovenste dode punt van de zuiger.

Derde tact (arbeid) :

Beide kleppen zijn gesloten — tussen de electroden van de bougie springt een hete electrische hoogspanningsvonk over: de verstoven, deels verdampte brandstofdeeltjes, welke zich bij de bougie bevinden, beginnen in de verbrandingslucht te branden en steken de verdere vulling aan. De verbranding heeft plaats ; temperatuur en druk stijgen sterk en de zuiger wordt met kracht naar omlaag gedreven.

Vierde tact (uitlaat) :

Tegen het einde van de arbeidsslag wordt de uitlaatklep geopend ; de inlaatklep blijft dicht. De verbrandingsproducten worden door de omhoog stijgende zuiger via de geopende uitlaatklep naar de uitlaatpijp en de knalpot afgevoerd. In de praktijk noemt men de zojuist beschreven tacten kort weg : Inlaat — Compressie — Verbranding en Uitlaat.
Zoals bekend, wordt de motor door koelwater gekoeld.
De ruimten op de cylinderkop en om de cylinder, waardoor het koelwater kan stromen, zijn duidelijk zichtbaar.

Fig. 8 Werking van een Dieselmotor.

Ook de betekenis van het ondercarter, waarin zich de smeerolie bevindt, die door de mechanisch aangedreven oliepomp wordt opgevoerd en alle bewegende delen van de motor smeert spreekt voor zichzelf.

A-14 Het principe van de bouw en de werking van de viertact Dieselmotor zien wij in figuur 8 weergegeven. Ook hier speelt zich weer een regelmatig opeenvolgende: telkens herhaalde cyclus van vier werktacten af, die echter nu als volgt is samengesteld.

Eerste tact (aanzuigen) :
Inlaatklep geopend ; uitlaatklep gesloten. De zuiger daalt van topstand naar omlaag ; de ruimte boven de zuiger wordt groter — door onderdruk stroomt een vulling toe, die enkel uit pure lucht bestaat.
Dit duurt voort tot even nadat de zuiger het onderste dode punt in de cylinder heeft bereikt en van richting omkeert : Inlaatklep slaat dicht.

Tweede tact (compressie) :
Beide kleppen zijn gesloten ; de zuiger stijgt in de cylinder en de zojuist aangezogen lucht wordt nu krachtig samengeperst en stijgt dientengevolge zeer sterk in temperatuur.

Derde tact (arbeid) :
Beide kleppen zijn gesloten. Even vóór het bovenste dode punt van de zuiger begint de brandstofpomp via de verstuiver een naar behoefte afgemeten hoeveelheid brandstof onder hoge druk in de sterk gecomprimeerde gloeiend hete lucht te spuiten ; de eerste deeltjes beginnen te ontbranden ; de inspuiting duurt enige tijd voort en de later verstoven brandstofdeeltjes worden door de reeds brandende aangestoken. Zoals uit de figuur duidelijk blijkt, heeft de hier afgebeelde Caterpillar Dieselmotor een aparte verbrandingskamer, de z.g. voorkamer, welke door een nauw kanaal met de eigenlijke cylinder in verbinding staat. Dit is een constructieve kwestie waarop wij thans nog niet nader in zullen gaan. Voor het moment kunnen wij volstaan met op te merken, dat tengevolge van de verbranding temperatuur en druk enorm stijgen en de zuiger met grote kracht omlaag wordt gedreven.

Vierde tact (uitlaat) :
Tegen het einde van de arbeidsslag wordt de uitlaatklep ge­opend ; de inlaat blijft gesloten.
De verbrandingsproducten worden door de omhoog stijgende zuiger via de geopende uitlaatklep, de uitlaatpijp en de knalpot afgevoerd.

Ook bij de viertact Diesel spreekt men van : Inlaat — Compressie — Verbranding en Uitlaat

 

Inhoudsopgave

volgende pagina