Als je die gigantische vrachtwagens enorme ladingen de heuvel op ziet slepen, lijkt dat misschien een klus voor een standaardmotor, maar wat we meestal verkeerd begrijpen is de immense kracht die een dieselmotor genereert om dit proces te laten werken en het werk gedaan te krijgen. Deze dieselmotoren zijn de krachtbron achter enkele van de grootste en sterkste machines zoals vrachtwagens, treinen en schepen.

Wat is een dieselmotor, en hoe werkt hij?

Een dieselmotor is een type interne verbrandingsmotor, waarbij de brandstof in het centrale deel van de motor wordt verbrand door hete lucht onder hoge druk in een kamer of de cilinders te injecteren om kracht te produceren.

De standaard benzinemotoren die wij in onze auto’s hebben, zijn ook inwendige verbrandingsmotoren, in tegenstelling tot de uitwendige verbrandingsmotoren die in ouderwetse stoomlocomotieven worden aangetroffen; niettemin is een dieselmotor krachtiger.

Meer nog, u zult ook merken dat deze verbrandingsmotoren efficiënter zijn omdat ze niet veel energie verspillen omdat de warmte gewoon op één plaats blijft. U zult ook merken dat uw verbrandingsmotor meer vermogen produceert uit hetzelfde volume brandstof dan welke andere externe verbrandingsmotor dan ook.

Het proces om te begrijpen hoe een dieselmotor werkt, kan in vier eenvoudige stappen worden uitgelegd:

Inductie

Hierbij wordt lucht aangezogen wanneer de zuiger door de boring omlaag beweegt en de inlaatklep opent. De sleutel is om dit te doen wanneer de luchtdruk ongeveer 1,7 tot bijna 2,4 megapascal is. Alleen dan kan de lucht in elk van de cilinders worden gebracht.

Andere startmethoden hangen af van de grootte van de motor en de aangesloten belasting. Deze kunnen het gebruik van hulpapparatuur omvatten, het toelaten van stoten perslucht aan een luchtgeactiveerde motor, het leveren van elektrische stroom aan een elektrische startmotor, en het gebruik van een kleine benzinemotor die is afgestemd op het vliegwiel van de motor.

Compressie

Als de inlaatklep onder aan de slag sluit, zal hij de zuiger laten stijgen en de binnenin verzamelde lucht samendrukken. Een dieselmotor gebruikt geen lucht-brandstofmengsel, maar perst lucht samen, wat voorontstekingsproblemen voorkomt die meestal voorkomen bij vonkontstekingsmotoren met hoge compressie. Met dieselmotoren kunnen krachtigere compressieverhoudingen worden bereikt, evenals een hogere theoretische cyclusefficiëntie.

Ontsteking

Als brandstof aan de top van de slag wordt ingespoten, dwingt dit de zuiger omlaag, waardoor ontsteking mogelijk wordt. De dieselmotor krijgt energie wanneer de brandende brandstof in de cilinder wordt gespoten of ingespoten, waar hete, samengeperste lucht aanwezig is. Om dit proces te laten werken, moet de luchttemperatuur echter hoger zijn dan de temperatuur waarbij de ingespoten brandstof kan ontbranden. Hierdoor zal de brandstof met de zuurstof in de lucht kunnen reageren en bijgevolg verbranden.

Het is bovendien interessant om te zien dat deze dieselmotoren ook wel compressie-ontstekingsmotoren worden genoemd, omdat het opwarmen van de lucht door compressie en niet door een elektrische vonk de verbranding in gang zet.

Uitlaat

Wanneer de zuiger zich omhoog beweegt, opent hij de uitlaatklep, waardoor het verbrande gas naar buiten kan gaan. Een turbocompressor en een nakoeler in dieselmotoren hebben de prestaties op het gebied van efficiency en vermogen verbeterd.

Hoe verschilt de dieselmotor van benzine- en benzinemotoren?

Hoewel een dieselmotor en een benzinemotor veel gelijkaardige hoofdcomponenten delen en beiden op de viertaktcyclus werken, zijn er verscheidene inherente verschillen in de manier waarop de brandstof in deze beide motoren ontbrandt en hoe het vermogen wordt geregeld.

De belangrijkste verschillen tussen beide zijn:

Ontsteking

In een benzine- of benzinemotor wordt het brandstof- en luchtmengsel door een vonk tot ontbranding gebracht. Het proces begint met het inspuiten van brandstof en lucht in kleine metalen cilinders, en de compressie van de zuiger maakt dit mengsel explosief. Het ontbrandt vervolgens door een elektrische vonk wanneer de bougie in de motor het in brand steekt. Dit brandstof- en luchtmengsel explodeert dan, waarbij voldoende kracht wordt opgewekt om de zuiger in de cilinder omlaag te duwen en het voertuig te starten.

Hoewel dieselmotoren een meer rechtlijnig proces volgen, zijn ze veel handelbaarder. De ontsteking in een dieselmotor vereist slechts de compressie van lucht. Terwijl enerzijds een benzinemotor een typische compressieverhouding van 9:1 heeft, werkt een dieselmotor met een compressieverhouding van 20:1. Vandaar dat compressie alleen de brandstof kan doen ontbranden wanneer de lucht op een hogere temperatuur is, zonder de noodzaak van een elektrische vonk of een ander ontstekingssysteem.

Een gemakkelijke manier om dit proces te begrijpen is het te vergelijken met wanneer u uw fietsband oppompt. U zult merken dat de pomp heter wordt naarmate u hem langer gebruikt. Dit toont aan dat het samenpersen van lucht warmte genereert. Op dezelfde manier comprimeert een dieselmotor warmte in een nog kleinere ruimte. Daardoor wordt de lucht heet; hij kan tot 500°C gaan en soms nog hoger.

Dus wanneer de brandstof wordt ingespoten, ontbrandt deze onmiddellijk en explodeert zonder dat er een bougie aan te pas komt, wat bij een petroleum- of benzinemotor wel nodig is. Dit hele proces toont de kracht en efficiëntie van de dieselmotor aan en hoe belangrijk hij is geworden in vergelijking met andere soorten motoren, met name die welke op petroleum en benzine werken.

Lucht per aanzuiging

Een dieselmotor zuigt altijd dezelfde hoeveelheid lucht aan, ongeacht het toerental van de motor, door een inlaatkanaal dat alleen met behulp van een inlaatklep open en dicht gaat. In een benzinemotor daarentegen wordt een variërende hoeveelheid lucht aangezogen. Dit is afhankelijk van de mate waarin de gasklep wordt geopend.

Opbouw van de motor

Hoewel een dieselmotor er bijna hetzelfde uitziet als een benzine- of benzinemotor en bijna gelijke onderdelen bevat, heeft hij veel andere onderdelen, waardoor hij duurzamer is dan een benzine- of benzinemotor.

U zult merken dat een dieselmotor meestal dikkere wanden en meer verstevigingsbanden heeft dan een benzinemotor. Dit zorgt voor extra sterkte en helpt bij het verdragen van extra stress.

Een dieselmotor is meestal een zwaarder blok, met sterkere drijfstangen, zuigers, lagerkappen en krukassen. Aangezien de vorm van de verbrandings- en wervelkamers van een dieselmotor verschilt van die van een benzine- of gasmotor, zult u merken dat het cilinderkopontwerp voor beide ook anders is.

Brandstof

Zoals het duidelijk is, werkt een dieselmotor op dieselbrandstof, en de benzinemotor op benzine; het is echter noodzakelijk om te begrijpen hoe deze verschillende brandstoffen compatibel zijn met de werking van hun motoren en ze efficiënter maken.

De dieselbrandstof is meestal minder geraffineerd, substantiëler, viskeuzer, minder vluchtig dan benzine. Voor degenen onder u die op een dieselpompstation ‘derv’ geschreven hebben zien staan, is dit de brandstof die u voor uw voertuigen met dieselmotor moet gebruiken.

De relatie tussen dieselbrandstof en water is in dit geval ook essentieel om op te merken. Het kan verstijven of zelfs stollen als het koud is, omdat het hoeveelheden water kan waarnemen, die kunnen bevriezen. Het kan ongeveer 50 of 60 delen water aan. Dit kan een beetje problematisch zijn omdat het kan leiden tot het bevriezen of waxen van brandstofleidingen en injectoren.

Als u ooit iemand in de winter lampen heeft zien blazen op zijn vrachtwagen met dieselmotor, dan moet u begrijpen dat dit de reden is. Bovendien gebruiken anderen ook bepaalde additieven om dit probleem te vermijden.

Meer belangrijk is dat dieselbrandstof een hogere energiedichtheid heeft dan benzine en benzine. Deze grotere kracht van ongeveer 147.000 BTU gegenereerd door een gallon dieselbrandstof, gemiddeld, betekent dat het wordt geleverd met een hoger vermogen, efficiëntie, en een betere kilometerstand.

Dit verklaart ook waarom diesel brandstof wordt gebruikt om essentiële transportvoertuigen zoals bussen, vrachtwagens, treinen, kranen, bouw-en landbouwmachines, evenals boten aan te drijven, waardoor het van cruciaal belang voor de bouw-, transport-en landbouwindustrie, en bijgevolg de hele economie.

Typen dieselmotoren

U zult merken dat dieselmotoren zijn er in twee verschillende types: tweetakt en viertakt. Slag verwijst naar de werking van de zuiger in de motor, en dit fundamenteel onderscheidt tussen de twee modellen.

Twee-takt

Een twee-takt dieselmotor gebruikt de slag in twee richtingen om zijn cyclus te voltooien. Bij de eerste slag gaat het om de compressie wanneer de zuiger omhoog gaat en resulteert in de ontsteking van de samengeperste brandstof. De tweede slag of de retourslag gebeurt wanneer de zuiger slechts eenmaal naar beneden beweegt om nieuwe brandstof in de cilinder te brengen.

De tweetaktmotor volgt gewoonlijk deze drie noodzakelijke stappen:

1. Uitlaat en inlaat: wanneer de verse lucht de cilinder binnenkomt en de oude eruit duwt door de kleppen bovenaan.
2. Compressie: dit vindt plaats wanneer de inlaat- en uitlaatkleppen sluiten, en de zuiger omhoog beweegt om de lucht samen te persen en vervolgens te verwarmen. De brandstof wordt toegevoegd wanneer de zuiger de top van de cilinder bereikt, en leidt dan tot spontane ontbranding.
3. Kracht: met de ontbranding van het lucht- en brandstofmengsel wordt de zuiger naar beneden bewogen, en wordt er kracht gestuurd om de wielen te starten.

Viertaktmotoren

Een viertaktmotor kan deel uitmaken van zowel een dieselmotor als een benzine- of benzinemotor. Hij heeft een compressieslag en een uitlaatslag, en elk een retourslag, waardoor het in totaal een viertaktmotor is.

De compressieslag houdt zich bezig met het samenpersen van het lucht- en brandstofmengsel om tot ontsteking te komen, terwijl de uitlaatslag zich bezighoudt met het afgeven van verbrande gassen. De zuiger gaat in dit geval twee keer op en neer.

De viertaktmotor omvat vier hoofdstappen:

1. Inlaat: deze bestaat uit het aanzuigen van lucht naar de cilinder door de inlaatklep terwijl de zuiger omlaag beweegt.
2. Compressie: deze vindt plaats wanneer de zuiger omhoog beweegt, waarbij de inlaatklep wordt gesloten en de lucht wordt samengeperst om deze te verhitten. Als hierin brandstof wordt ingespoten, vindt ontsteking plaats zonder bougie.
3. Kracht: met ontsteking wordt de zuiger naar beneden gedrukt, en wordt kracht naar de wielen gestuurd.
4. Uitlaat: de zuiger keert nu terug, en de verbrande gassen worden ver naar buiten geduwd door de uitlaatklep.

Verschillen tussen de twee typen

Hoewel het belangrijke verschil tussen de tweetaktmotor en de viertaktmotor het aantal slagen is, is het duidelijker dat ook andere factoren deze twee typen van elkaar onderscheiden. Enkele daarvan worden hieronder genoemd:

• Tweetaktmotoren zijn zowel lichter als kleiner in vergelijking met de viertaktmotor.
• Tweetaktmotoren zijn ook efficiënter omdat zij bij elke omwenteling één keer vermogen leveren, in plaats van bij elke twee omwentelingen, zoals bij viertaktmotoren het geval is. Hoewel dit een pluspunt is, betekent het ook dat tweetaktmotoren aan aanzienlijker slijtage onderhevig kunnen zijn. Daarom kunnen zij meer koeling en smering nodig hebben.
• U zult zien dat de meeste dieselmotoren een viertaktcyclus hebben. Tweetaktmotoren worden meestal aangetroffen in grotere motoren, zoals die voor schepen en scooters. Aan de andere kant, kunt u ontdekken viertakt degenen algemeen gebruikt in auto’s, vrachtwagens en andere auto’s.
• Twee-takt motoren vereisen lichter vliegwiel, terwijl viertakt degenen vereisen zwaar vliegwiel. De viertakt wekt een meer uitgebalanceerde kracht op met één omwenteling voor één vermogensslag, en de tweetakt wekt een meer onevenwichtige kracht op met twee omwentelingen voor één vermogensslag.
• Smering is over het algemeen gemakkelijker voor tweetaktmotoren en ingewikkelder voor viertaktmotoren.
• Tweetaktmotoren worden geacht luidruchtiger te zijn dan viertaktmotoren. Ze produceren ook meer rook.
• Tweetaktmotoren zijn veel goedkoper dan viertaktmotoren, die duurder kunnen zijn vanwege het kleppen- en smeermechanisme, en een relatief moeilijke fabricage.

Samenvatting van de geschiedenis van dieselmotoren

Het begon met Rudolf Diesel, een Duitse ingenieur, die het idee voor de dieselmotor opvatte, vandaar dat de dieselmotor naar hem is vernoemd. Diesel was degene die zich realiseerde dat compressieslag het elektronische ontstekingsproces van de bestaande benzinemotor kon vervangen. Hij stelde deze cyclus voor in zijn patenten van 1892 en 1893. Hij begon als een viertaktmotor.

In het begin werd ofwel poederkool ofwel vloeibare petroleum als brandstof voorgesteld. De eerste industriële motor ontwikkeld op basis van Diesel’s patenten werd opgericht in St. Louis, Mo., door Adolphus Busch, en werd de voorloper van de Busch-Sulzer motor. Deze was verantwoordelijk voor de aandrijving van veel Amerikaanse onderzeeërs in de Eerste Wereldoorlog.

Later werden in de oorlog teruggekeerde soldaten die met dieseltypen hadden gewerkt, door fabrikanten meegenomen die de tweetakt diesel wilden ontwikkelen. Hierdoor werden dieselmotoren goedkoper en eenvoudiger te fabriceren.

Later werd ook de brandstofinjectietechnologie geïntroduceerd om tegemoet te komen aan de groeiende behoefte aan een hogedrukinjectieluchtcompressor. Het begon als een pomp gemaakt om de hogedruk luchtcompressor te vervangen.

Er was echter nog een verbetering die moest worden doorgevoerd. De motoruitlaat bevatte een extreme hoeveelheid rook, wat leidde tot een onjuiste verbranding van de brandstof. Daarom werd een brandstofinspuitstuk geïntroduceerd om brandstof in de cilinder te spuiten.

In 1914 droeg William T. Price, een jonge Amerikaanse ingenieur, ook bij aan de dieselmotor door te werken aan een motor die een lagere compressieverhouding en geen hete bollen nodig had. Hij had succes en vroeg daarom ook patenten aan. Er moest echter nog veel worden gedaan om de dieselmotor te brengen tot de vorm die nu in gebruik is.

In die tijd werden tweetaktmotoren algemeen gebruikt voor de opwekking van elektriciteit, de aandrijving van waterpompinstallaties en van motorboten, trawlers en sleepboten.

In het begin van de jaren twintig werkten General Electric en Ingersoll-Rand samen aan de bouw van een dieselelektrische locomotief. Het succes was zo groot dat de locomotief orders opleverde van vrijwel elke industrie, waaronder fabrieken, mijnen en spoorwegen. Nu worden ze gebruikt in zware bouwmachines, krachtige landbouwtractoren en de meeste grote vrachtwagens en bussen.

Hoewel er nadelen zijn aan het gebruik van een vrachtwagen met dieselmotor, zoals een grotere uitstoot van verontreinigende stoffen in de lucht, is de uitvinding ervan nog steeds een doorbraak die immens heeft bijgedragen aan verschillende industrieën in de wereld, voornamelijk transport, bouw, en landbouw.

Daarom is het van het grootste belang om te weten hoe dit proces werd gestart, en de verschillende soorten diesel vrachtwagenmotoren die tegenwoordig bestaan.

Wanneer het gaat om het krijgen van uw dieselmotor gerepareerd, ga dan voor een gevestigde diesel reparatiedienst waarvan de technici uw vrachtwagen dieselmotor effectief en naar beste tevredenheid kunnen repareren.

Bij STP Diesel, geloven we in het vinden & het repareren van de oorzaak van de storing, niet alleen het symptoom. Het voorkomen van herhaalde reparaties is een van onze belangrijkste grondbeginselen; in staat zijn ook om preventieve reparaties te identificeren is de sleutel tot het houden van uw rig op de weg.

Betere kennis over hoe een dieselmotor werkt en hoe deze verschilt van andere soorten motoren, zoals die van benzine en benzine, geeft een duidelijker beeld van hoe we technologisch zijn geëvolueerd.

Dus, de volgende keer dat u een grote vrachtwagen met dieselmotor voorbij uw auto ziet gaan, die zijn grote lading vervoert, waardeer de verschillen, en begrijp de belangrijkere mechanica die achter het rijden werkt.

STP Diesel bedient momenteel het grotere Houston-gebied, met inbegrip van The Woodlands, Spring, Conroe, Tomball, Magnolia, Baytown, Sugar Land, en Katy.