De Krupp SW6 tweetakt dieselmotor
Om te vieren dat de motor is afgerond en om dit topic informatief te houden (en, zoals tijdens het schrijven blijkt, om zelf iets bij te leren), zal ik aan de hand van de eindfoto's een beschrijving geven van de werking van de Krupp-motor. Ik ga alleen in op de absolute basis en ik heb me voorgenomen dat het ook leesbaar moet zijn voor mensen die in het geheel geen verstand hebben van motoren. Met dank aan Marc (Coachke) voor de anatomische hulp.
A. Binnenin de motor
De Krupp is een tweetaktmotor. Om goed te kunnen begrijpen hoe zo'n motor werkt, is het eerst van belang om te weten hoe een viertaktmotor werkt. In een motor wordt brandstof verbrand. Viertakt betekent dat er vier verschillende dingen gebeuren voordat één verbrandingscyclus is voltooid. Als de cyclus is voltooid, beginnen die vier stappen weer van voren af aan, enzovoorts.
Op het bovenste plaatje worden de vier slagen van een viertaktmotor aangegeven met de cijfers 1, 2, 3 en 4. De zuiger gaat op en neer in de cilinder. Dat komt doordat er bovenin de cilinder een verbranding plaats vindt, waardoor de lucht in de cilinder uitzet... de zuiger wordt door de lucht met kracht naar beneden geduwd. Door de verbranding, komt er uitlaatgas in de cilinder. De rest van de cyclus bestaat uit het schoonmaken van de cilinder door de uitlaatgassen naar buiten te persen.
Slag 1: er wordt verse brandstof de cilinder in gespoten of gezogen. Je ziet dat rechtsboven een klep openstaat, de inlaatklep. Daar komt de brandstof naar binnen. De zuiger beweegt omdat ergens anders in de motor een verbranding plaats vindt. De brandstof is op de animatie blauw.
Slag 2: de brandstof wordt samengeperst doordat de zuiger naar boven beweegt. Door de snelle drukvermeerdering wordt het brandtofmengsel zeer brandbaar. Op het hoogste punt van de zuiger, wordt het brandstofmengsel tot verbranding gebracht. Bij een benzinemotor zit op dat hoogste punt een bougie in de cilinder dat een vonkje geeft precies op het juiste moment. Bij een dieselmotor is dat niet nodig, omdat diesel onder zulke hoge druk vanzelf ontvlamt. Daar hoeft alleen maar de diesel naar binnen gespoten te worden.
Slag 3: door de ontvlamming, wordt de zuiger met grote kracht naar beneden gedrukt. Alle andere cilinders profiteren van deze kracht mee omdat ze allemaal vast zitten aan dezelfde as, de krukas. Dat is de as met twee draaipunten, onderaan in de animatie. De krukas zit via via vast aan de wielen van de vrachtwagen.
Slag 4: er zit nu uitlaatgas in de cilinder. Doordat de zuiger weer omhoog gaat (die wordt onder andere in beweging gehouden doordat in een van de andere cilinders nu een verbranding plaats vindt), worden de uitlaatgassen uit de cilinder gedreven. Als je goed kijkt, zie je dat tijdens deze vierde slag de uitlaatklep open staat. Aan de andere kant van de uitlaatklep zit het uitlaatspruitstuk.
De motor van de animatie hierboven heeft twee nokkenassen, om de inlaat- en uitlaatkleppen aan te drijven. Je ziet die bovenaan.
Onderaan zie je het carter, met daarin de krukas. Het carter zit vol olie, die wordt gebruikt om de motor te smeren.
Tot zover de viertaktmotor. Dan nu de tweetaktmotor, waar de Krupp een voorbeeld van is.
Copyright www.dieselduck.info
De vier slagen worden samengepakt tot twee... eigenlijk gebeurt er precies hetzelfde maar in kortere tijd.
Op het eerste plaatje zie je dat er lucht naar binnen gezogen wordt door de luchtcompressor (links op de tekening). Tegelijkertijd vliegen de uitlaatgassen naar buiten, want de uitlaatkleppen staan open. De zuiger is hier op z'n laagste stand.
Op het tweede plaatje komt de zuiger naar boven. De uitlaatkleppen gaan dicht en de inlaatpoort wordt afgesloten. De lucht die naar binnen is gezogen, wordt enorm gecomprimeerd en wordt binnen een fractie van een seconde ontzettend heet.
Op het derde plaatje wordt de diesel ingespoten. De diesel komt in die hete lucht terecht en ontvlamt meteen. Daardoor zet de lucht uit en wordt de zuiger terug naar beneden gedrukt.
En dan begint het weer van voren af aan.
Tot zover de uitleg van de werking van het binnenste van de motor.
B. Hoe ziet dit alles er bij de Krupp uit?
409. Ik verwijs steeds naar de cijfers op de foto's hieronder.
- De diesel komt van de dieseltank in het brandstoffilter (1).
- Nadat de diesel is gefilterd, gaat hij via een slang naar de dieselinjectoren (2).
- De dieselinjectoren worden aangedreven door de injectorpompen (3).
- De injectorpompen stuwen de diesel via de injectorleidingen (4) het blok in. Zie vervolgens het derde plaatje van de tekening hierboven ("stroke 2: power").
410. Gaan we naar de andere kant van het blok.
- Dieselbrandstof is een mengsel tussen lucht en diesel. Diesel is aan de ene kant ingespoten, lucht aan de andere. De lucht komt binnen via een gigantische inlaat en wordt daar meteen gefilterd (5).
- Daarna komt de lucht terecht in een van de twee luchtcompressoren (6). Daar wordt de lucht samengeperst en onder druk de cilinder ingestuwd. Zie het eerste plaatje van de tekening ("exhaust and intake"). Je ziet op die tekening de compressor links.
- Hoeveel diesel wordt ingespoten, wordt bepaald door het gaspedaal. Op de tekening zie je de gaskabel (7) zitten. Die zit vast het gaspedaal aan deze kant, en aan de injector aan de andere kant.
- Tegelijkertijd gaan de uitlaatgassen naar buiten (bij een viertakt is dat gescheiden van de luchttoevoer, bij een tweetakt gaat het tegelijkertijd). De uitlaatkleppen staan open en de uitlaatgassen komen zo terecht in de uitlaatspruitstukken (8 ).
- De gassen gaan verder naar de vlampijpen (9). Deze zijn zo genoemd omdat op dit punt nog wel eens vlammen zouden kunnen komen als je de rest van de uitlaat hier zou afkoppelen.
- Via de voorste uitlaatpijp (10) gaan de uitlaatgassen naar de rest van de uitlaat. Die is op de foto niet te zien. De uitlaatpijp is bedoeld om de uitlaatgassen te laten afkoelen en de damp niet vóór de cabine te laten ontsnappen in verband met ongewenste geuren en gezondheid.
- Als in de ene cilinder een verbranding plaats vindt, gebeurt dat in een andere cilinder juist niet. Hoe meer cilinders, des te minder zal een motor trillen. Heb je bijvoorbeeld een achtcilindermotor, dan duurt het een fractie van een seconde voordat de volgende verbranding plaats vindt. Zo'n motor loopt erg rustig. Om de motor nóg stiller en stabieler te laten lopen, is het vliegwiel uitgevonden. Dat is een zwaar wiel dat aan de krukas vast zit. Geef je er een slinger aan, dan blijft het wiel even rollen. Het vliegwiel van de Krupp zit onder een aluminium behuizing (11).
C. Het koelsysteem van de motor
- De motor wordt natuurlijk vreselijk warm en moet gekoeld worden. Dat gebeurt door koelvloeistof en die wordt gekoeld in de radiateur (12).
- Via de koelvloeistofinlaten (13) komt de vloeistof in het blok terecht. Via allerlei kleine kanaaltjes koelt die het blok af.
- Terug naar het eerste plaatje. De koelvloeistof wordt door het systeem en terug naar de radiateur gepompt door de waterpompen (14).
- Ook de olie moet gekoeld worden. Dit gebeurt in de oliekoelers (15). Daar zitten ook thermostaten in om de motorafstelling te optimaliseren en om informatie door te geven naar het instrumentenpaneel in de cabine.
- De koelvloeistof wordt op twee manieren gekoeld in de radiateur, namelijk van voren en van achteren. Van achteren, door de ventilator die draait en lucht naar de radiateur toe blaast (16). En van de andere kant, doordat er verse lucht door de vrachtwagengrille richting radiateur stroomt. Die tweede methode geeft verreweg de meeste koeling. Maar als de vrachtwagen in de file staat werkt dat niet en is de ventilator als backup nodig om te voorkomen dat de motor overkookt. Bij moderne auto's en vrachtwagens staat de ventilator stil totdat de motor te heet wordt, dan pas slaat 'ie aan.
D. Het smeersysteem van de motor
- Ten slotte moet de motor ook gesmeerd worden, anders loopt 'ie binnen de kortste keren vast. Denk aan een fietsketting, als je daar geen vet aan doet zal hij heel stroef gaan en uiteindelijk stuk gaan. Staal op staal geeft wrijving en dat is alleen met smering op te lossen. De olie wordt eerst gefilterd in de oliefilters (17).
- De olie gaat, net als de koelvloeistof, via kleine kanaaltjes door het blok heen. Alle bewegende delen, zoals de al genoemde nokkenas, worden gesmeerd. Binnenin het blok zit de oliepomp, dus die kunnen we niet zien zitten. De meeste olie vind je in het carter (18 ), waar de krukas in ronddraait. Als de motor wordt uitgezet, zakt de motorolie gedurende een minuutje of 15 langzaam terug het carter in. Het is dus de verzamelbak van de olie.
E. De remluchtcompressor
- Ik heb nog één ding niet behandeld, de remluchtcompressor. Dat is een compressortje aan de linkerzijde van het blok. Het bouwt luchtdruk op om de remluchttanks vol lucht te persen. Pas als die tank(s) vol zit(ten), kan de vrachtwagen gaan rijden omdat hij standaard op de rem staat. Het remsysteem van een vrachtwagen werkt namelijk heel anders dan dat van een auto. Voer voor een latere beschrijving
Ten slotte nog wat fotootjes van de voor-, achter-, onder- en bovenkant
411.
412. De koperchips onderaan zijn straks volledig uit het zicht... souvenir van het dryfitten.
413.
414.