Motorfiets

Een motor (Latijn voor beweger) is een machine die bepaalde soorten energie omzet in bewegingsenergie. Meestal betreft het een ronddraaiende beweging, maar lineaire bewegingen zijn ook mogelijk.

[bewerken] Opdeling Er wordt onderscheid gemaakt aan de hand van de vorm van energie die aangevoerd wordt. Zo zijn er:

Elektrische motoren die gebruikmaken van elektromagnetische energie. Warmtemotoren die gebaseerd zijn op thermodynamische wetten. Bij deze motoren gebeurt de omzetting door temperatuurverschillen. Deze kunnen er zowel uitwendig zijn (bijv. de stirlingmotor) of door inwendige verbranding veroorzaakt worden. De verbranding op zijn beurt is dan een omzetting van chemische energie naar warmte-energie. Stromingsenergie kan gebruikt worden om een rad of een turbine aan te drijven. Een stoommachine is, volgens bovenstaande definitie, ook een motor, maar wordt niet zo genoemd. Dat komt waarschijnlijk doordat het woord 'motor' pas werd ingevoerd toen de stoommachine al bestond. [bewerken] Voorbeelden

Werking van de stirlingmotorHydromotor Gasturbine Persluchtmotor Elektromotor Raketmotor

Rubbermotor (zie Modelvliegtuig)Bestand:Voorbeeld.pngMedia:voorbeeld.oggStraalmotor Veermotor Wankelmotor Viertaktmotor Tweetaktmotor Dieselmotor Mengselmotor

de U MOTOR

De U-motor is een type verbrandingsmotor met als kenmerk dat de cilinders in een U-vorm ten opzichte van elkaar en van de twee krukassen staan, vergelijkbaar met de V-vorm van de cilinders en de (enige) krukas in een V-motor. Dit type motor ontstaat als twee lijnmotoren samengevoegd en onderling verbonden worden.

Dit type motor is uiterst zeldzaam omdat een V-motor van een gelijke cilinderinhoud over het algemeen lichter zal zijn, doordat de V-motor maar één krukas, carter, et cetera heeft. Voor fabrikanten is de voornaamste reden toch een U-motor te ontwikkelen het feit dat deze in veel onderdelen gelijk zal zijn aan een al bestaande lijnmotor. Zowel in de productie als in het op voorraad houden van onderdelen maakt dit verschil.

Een voorbeeld van dit type motor is de zestiencilindermotor gemaakt door Bugatti voor hun Type 45 (1929-1930). Bugatti zelf heeft er hiervan slechts twee gemaakt, maar in licentie zijn er 40 gebouwd door de Amerikaanse firma Duesenberg en een onbekend aantal door de Franse firma Breguet. Beide licentiehouders wilden de motoren gebruiken voor vliegtuigen.

Het Franse automerk Matra heeft in 1974 nog een prototype gebouwd van hun Bagheera sportwagen voorzien van een 2,6 liter-U8-motor. Deze motor was opgebouwd uit twee vier-in-lijnmotoren van de Simca Rallye 2, onderling verbonden met kettingen. Door de oliecrisis is de deze Bagheera echter nooit in productie gegaan. De bekende, maar niet meer bestaande, motorfietsfabrikant Ariel bouwde de Ariel Square Four, met vier cilinders op twee krukassen.

Motoren Verbrandingsmotor: Zuigermotor · Dubbelzuigermotor · 2-takt · 4-takt · Dieselmotor · Mengselmotor · Wankelmotor · Kopklepmotor · Zijklepmotor · Schuivenmotor · Draaischijfmotor Vorm: Lijnmotor · V-motor · Stermotor · Boxermotor · H-motor · W-motor · U-motor · VR-motor Straalmotor: Turboprop · straalmotor · Turboshaft · Pulserende straalmotor · Ramjet · Scramjet · Turbofan Elektromotor: Gelijkstroommotor · Eénfase-inductiemotor · Driefasige asynchrone motor · Lineaire inductiemotor Toepassing: Clip-on motor · Hulpmotor · Inbouwmotor · Naafmotor · Zijboordmotor Motorfietslayout: Bayern · V-twin · L-twin

.Een hydromotor of hydraulische motor noemt men een omzetter van hydraulische energie naar mechanische energie. De hydromotor wordt gebruikt in hydraulische / hydrostatische aandrijvingen, maar ook bijvoorbeeld om de bovenwagen van een graafmachine te draaien. Omzetters in hydrodynamische systemen noemt men turbines. Men onderscheidt onder andere:

Tandrad- of tandwielmotor Schottenmotor Axiale plunjermotor Radiale plunjermotor Hydromotoren die in hydraulische installaties gebruikt worden zijn altijd van het verdringertype. Dit betekent dat het toerental een directe relatie heeft tot het slagvolume van de motor en (het debiet) de aangevoerde vloeistofstroom (en min of meer onafhankelijk is van de druk), terwijl het koppel een directe relatie heeft met het drukverschil over de motor en het slagvolume (en min of meer onafhankelijk is van het toerental en/of het debiet). Zonder rekening te houden met de rendementen gelden de volgende formules:

T * ω = Q * Δp = Vs * n * Δp = Vs * (2п)-1 * ω * Δp

dus T = Vs * Δp * (2п)-1

en n = Q / Vs

Rekening houdend met rendementen (mechanisch voor koppel en volumetrisch voor toerental) worden formules voor koppel en toerental respectievelijk:

dus T = Vs * Δp * (2п)-1 * ηm

en n = Q / Vs * ηv

waarin:

T = Koppel in Nm ω = Hoeksnelheid in rad/sec Q = Debiet in m3/sec Δp= Drukverschil over motor in N/m2 Vs= Slagvolume motor in m3 per omwenteling n = toerental motor in omw/sec ηm = mechanisch rendement ± 85% ηv = volumetrisch rendement ± 90%

Een gasturbine is een apparaat waarin een aantal energieomzettingen plaatsvinden. Deze energieomzettingen dienen om chemische energie (brandstof) om te zetten in een andere vorm van energie die gebruikt kan worden, zoals kinetische energie (beweging), warmte of (indirect) elektriciteit. Gasturbines worden ook gebruikt als vliegtuigmotor/straalmotor.

Inhoud [verbergen] 1 Opbouw 2 Energie 3 Milieu 4 Zie ook

[bewerken] Opbouw Een gasturbine bestaat uit drie hoofdonderdelen, de compressor, de verbrandingskamer en de turbine. De compressor is bedoeld om de aangezogen lucht te comprimeren. In de verbrandingskamer wordt de in de gecomprimeerde lucht ingespoten brandstof verbrand. Het ontstane hete gas expandeert in de turbine.

[bewerken] Energie De energiestromen in een gasturbine zijn als volgt. De chemische energie (in de brandstof), wordt in de verbrandingskamer omgezet in potentiële energie (temperatuur en druk). Die potentiële energie wordt, in de straalbuis van de turbine, omgezet in kinetische energie. Doordat het gas in de turbine continu van richting wordt veranderd, "duwt" het gas de turbineschoepen vooruit. Hierdoor ontstaat mechanische energie. De rotor van de turbine is aan het draaien gezet. Het draaien van de rotor (de mechanische energie) wordt voor ongeveer 60% gebruikt voor het aandrijven van de compressor. In de compressor wordt de mechanische energie omgezet in potentiële energie van de lucht. De lucht wordt samengeperst, waardoor deze onder druk door de verbrandingskamer gaat. Het overige 40% wordt gebruikt voor arbeid. Deze arbeid kan gebruikt worden voor het aandrijven van bijvoorbeeld een generator of een pomp. De thermische energie die, na de expansie in de turbine, nog in de rookgassen zit, kan gebruikt worden voor het opwekken van stoom. De stoomketel kan eventueel nog extra worden bijgestookt om de stoomproductie te verhogen. Als met deze stoom dan een stoomturbine wordt aangedreven met daar achter eventueel een generator, spreken we van een STEG installatie. Indien de stoom (warmte) voor andere doeleinden wordt gebruikt, bijvoorbeeld verwarming, of in een raffinageproces spreken we van een gecombineerd proces of warmte-kracht koppeling.

[bewerken] Milieu Een gasturbine is van origine een behoorlijk milieuvriendelijk krachtbron, omdat er brandstoffen in kunnen worden toegepast die relatief lage koolstofgehalten bevatten, zoals:

1.aardgas: bij verbranding ontstaat meer waterdamp dan kooldioxide 2.kerosine: dit is de brandstof die gebruikt wordt bij vliegtuigen en kent een uitstoot die ergens tussen benzine en diesel verbranding ligt 3.waterstof: hier wordt alleen waterdamp gevormd (2 H2 + O2 → 2 H2O) 4.syngas Ook bevatten de meeste brandstoffen die geschikt zijn voor gebruik in gasturbines bijna geen zwavel wat verbrandt tot zwaveldioxide: SO2, een belangrijke veroorzaker van zure regen.

Door de hoge vlamtemperaturen in de verbrandingskamers van de gasturbine en de aanwezigheid van grote hoeveelheden aan zuurstof en stikstof kunnen hier veel stikstofoxiden ontstaan. Stikstofoxiden hebben, afhankelijk van hun samenstelling, een verzurende of broeikasversterkende werking op het milieu en kunnen een van de oorzaken zijn van "Smog". De vorming van stikstofoxiden is tegen te gaan door de vlamtemperatuur te verlagen, bijvoorbeeld door stoominjectie, of door de verblijftijd van het gasmengsel in de vlam te verkorten. Dit kan door een ring van een groot aantal korte verbrandingskamers met meerdere vlammen aan te leggen in plaats van een of twee verbrandingskamers met een grote vlam te gebruiken. Ook is het mogelijk de uitstoot van stikstofoxiden te verminderen door middel van een selectieve katalytische reductie of een selectieve niet-katalytische reductie. Een andere manier is het toepassen van getrapte verbranding, waarbij de brandstof en de lucht intensief worden voorgemengd. Deze methode gaat ook de vorming van CO (koolstofmonoxide) tegen, die verhoogd wordt indien men de vlamtemperatuur omlaag brengt.

Een viertaktmotor is een zuigermotor waarbij de krukas twee complete omwentelingen maakt voordat deze weer in de uitgangstoestand terugkeert. De viertaktmengselmotor of -Ottomotor is uitgevonden door Nicolaus Otto in 1876. Voor de verbranding is een ontsteking nodig die geleverd wordt door de bougie. Bij de viertaktmotor van Rudolf Diesel, de dieselmotor, ontsteekt het gas/luchtmengsel spontaan door de warmteontwikkeling, die ontstaat doordat met een veel hogere compressie wordt gewerkt.

Inhoud [verbergen] 1 Vermogen 2 Verschil met tweetakt 3 Werking 4 Externe links

[bewerken] Vermogen Theoretisch is het vermogen van een viertaktmotor de helft van een verder vergelijkbare tweetaktmotor, doordat er bij vier zuigerslagen slechts één arbeidsslag is. De spoeling, namelijk het vervangen van de verbrandingsgassen door verse, van de viertaktmotor is echter vollediger, waardoor de cilindervulling beter is dan bij een tweetaktmotor. Hierdoor kan er meer brandstof in de cilinder worden verbrand, zodat er per arbeidsproces meer arbeid wordt geleverd dan door de tweetaktmotor. Het vermogen is dus groter dan de helft.

De vier slagen zijn:

1.inlaatslag: de inlaatklep opent iets voor het bovenste dode punt (BDP), nog tijdens de uitlaatslag. Zowel de inlaat- als de uitlaatklep zijn nu geopend. Tijdens deze spoelperiode daalt de druk van iets boven de atmosferische druk p naar iets onder de atmosferische druk in het geval van een zelfaanzuigende motor. Door gebruik te maken van drukvulling kan deze druk omhoog worden gebracht. Nadat de uitlaatklep gesloten is, wordt de cilinder gevuld met de aangezogen lucht in het geval van een dieselmotor en bij een mengselmotor met het mengsel van lucht en brandstof; 2.compressieslag: iets na het onderste dode punt (ODP) sluit de inlaatklep en begint de compressie van de lucht of het mengsel, waardoor de druk en temperatuur sterk stijgen. Vlak voor het einde van deze compressieslag begint bij een diesel de brandstofinspuiting. Na een korte inspuit- en ontstekingsvertraging verbrandt de brandstof spontaan. Er volgt een onbeheerste verbranding met een snelle druk- en temperatuursstijging. Ondanks dat de inspuiting voortduurt, neemt de drukgradiënt af, doordat het luchtoverschot afneemt, zodat er een gedeeltelijk beheerste verbranding plaatsvindt. Bij een mengselmotor vindt de verbranding niet spontaan plaats, maar deze wordt ontstoken; 3.arbeidsslag: vlak na het begin van de arbeidsslag stopt bij een dieselmotor de brandstofinspuiting. Er vindt nu een naverbranding plaats van de resterende brandstof. Door het toenemende volume neemt de druk af, maar door de verbranding ligt deze hoger dan de compressiedruk; 4.uitlaatslag: vlak voor het einde van de arbeidsslag opent de uitlaatklep, waardoor de druk daalt tot iets boven de atmosferische druk waarmee de uitlaatgassen uit de cilinder worden verdreven tijdens de uitlaatslag. Aan het einde hiervan begint het proces opnieuw. Start Slag 1 Inlaatslag Slag 2 Compressieslag Ontsteking Slag 3 Arbeidsslag Slag 4 Uitlaatslag

[bewerken] Verschil met tweetakt De tweetaktmotor heeft op iedere twee zuigerslagen een arbeidslag en lijkt daardoor efficiënter. Omdat de viertaktmotor een kleppenmechanisme nodig heeft, maar voornamelijk omdat hij twee maal zoveel slagen verricht, is deze ook nog eens zwaarder dan een tweetaktmotor van vergelijkbaar vermogen. Maar bij efficiëntie spelen meer factoren een rol.

Door het kleppenmechanisme is de viertaktmotor ingewikkelder om te maken. Het verbruik is echter lager. De uitlaatgassen zijn milieuvriendelijker dan bij tweetaktverbranding, wegens de smeringproblemen van de tweetaktmotor. Het geluid van een viertaktmotor kan makkelijker gedempt worden dan bij tweetaktmotoren, die bij toenemende demping sterk aan rendement verliezen (resonantie in de uitlaat is een belangrijk element bij hun werking).

Opengewerkte viercilinderviertaktmotor. In de onderste opening is een deel van de krukas zichtbaar, in de bovenste de twee middelste zuigers Opengewerkte motor

Werkingsprincipe Buiten de verbrandingsruimte wordt er een mengsel gevormd van een brandstof en lucht. Onder normale omstandigheden bevat lucht 80% stikstof (N2) en 20% zuurstof (O2). Door de aanwezige zuurstof is dit mengsel brandbaar. Het mengsel wordt in de verbrandingsruimte aangezogen door een onderdruk die daar ontstaat tijdens de inlaatslag. Na de inlaatslag volgt de compressieslag: het mengsel wordt gecomprimeerd. Na de compressie wordt het mengsel tot ontbranding gebracht door een vonk, dit zorgt voor een drukstijging die op zijn beurt een volumevergroting veroorzaakt. De volumevergroting vertaalt zich in de arbeidslag, in deze slag wordt er arbeid geleverd aan de omgeving, bijvoorbeeld aan een voertuig of een pomp. Bij het ontwerp van een klassieke mengselmotor wordt gestreefd naar een Carnot-proces.