Wat is een stationaire motor?

Een stationaire motor is een motor die op een vaste plaats is geplaatst en die men gebruikt als aandrijving voor bijvoorbeeld een machine. Een stationaire motor is niet in een voertuig gebouwd en drijft daardoor geen voertuig aan zoals bijvoorbeeld een dieselmotor of benzinemotor in een auto wel doet. In plaats daarvan is een stationaire motor meestal aan de grond bevestigd. Er zijn echter ook verplaatsbare motoraandrijvingen die worden gebruikt als aandrijfmechanisme voor bijvoorbeeld machines, deze worden ook wel tractiemachines of locomobielen genoemd. Deze verplaatsbare motoraandrijvingen worden dus gebruikt als externe aandrijving voor machines, de aandrijving zelf wordt niet gebruikt voor de verplaatsing van de motoraandrijving.

Stoommachines
Toen de stoommachine werd ontworpen en in 1780 werd verbeterd was de stoommachine zover ontwikkeld dat deze ook in de fabrieken als aandrijving kon worden gebruikt. Dat was een belangrijke impuls voor de industriële revolutie. Voor veel machines werd stoomkracht gebruikt als aandrijving. Deze stoomkracht werd geleverd door stationaire stoommachines die machines aandreven met platte riemen. Deze machines werden later vervangen door interne verbrandingsmotoren. Lenoir ontwierp een interne verbrandingsmotor maar dit was een atmosferische motor en die had een veel te laag rendement.

Ottomotor
Nicolaus August Otto en Eugen Langen ontwikkelden ook een motor. In circa 1876 door Nikolaus Otto de viertakt motor uitgevonden. Deze mengselmotor werd ook wel ottomotor genoemd. in eerste instantie werden deze motoren onder de naam Otto gefabriceerd. Vanaf 1900 werden de motoren geproduceerd onder Deutz. Na de ontwikkeling van de ottomotor werden er verschillende interne verbrandingsmotoren op de markt gebracht. Deze verbrandingsmotoren werden af en toe ook onder licentie gebouwd maar werden ook vaak door ingenieurs of door een lokale smid zelf ontworpen en gemaakt. Naast Nikolaus Otto zijn er ook andere motorenbouwers geweest die een viertakt motor hebben gebouwd. Een aantal van deze bouwers gaf aan dat ze eerder dan Nikolaus Otto een viertaktmotor hadden uitgevonden.

Ontstekingsmethoden
De eerste stationaire motoren hadden verschillende ontstekingsmethoden. Zo waren er motoren ontwikkeld die tot ontsteking kwamen doormiddel van een vlamschuif, een gloeibuis of een mechanische bougie. Over de gehele wereld zijn er veel verschillende verzamelaars van deze verschillende typen stationaire motoren. Tegenwoordig wordt het brandstofmengsel in deze verbrandingsmotoren tot ontsteking gebracht door middel van een bougie.

Dieselmotor
In 1893 werd door Rudolf Diesel een hogedrukmotor getoond. Bij deze motor werd de brandstof direct in de motor gespoten. Door de compressie van deze brandstof in de cilinders kwam de brandstof tot ontsteking. Dit komt door de warmte die door de compressie van de dieselbrandstof in de compressieruimte. Dit zorgt voor zelfontbranding. Het cetaangetal van de brandstof is hierbij van belang. Met het cetaangetal wordt duidelijk gemaakt in welke mate een brandstof tot zelfontbranding komt bij compressie. De interne verbrandingsmotoren werden veel populairder dan de stoommachines die in het verleden werden gebruikt. In de landbouwmechanisatie werden deze verbrandingsmotoren onder andere gebruikt om landbouwmachines zoals dorsmachines aan te drijven.

Einde van de interne verbrandingsmotoren
De interne verbrandingsmotoren werden steeds populairder, ze werden gebruikt in de landbouw en in de industrie. De verbrandingsmotoren waren eenvoudiger in gebruik dan de stoommachines waarbij een brandstof eerst werd omgezet in stoom en de stoom werd gebruikt om een mechanische beweging te bewerkstelligen. In de jaren dertig van vorige eeuw werd elektriciteit steeds vaker als krachtbron gebruikt. In dat geval wordt er geen gebruik gemaakt van een brandstof die in de motor wordt verbrand maar wordt er gebruik gemaakt van een elektromotor. Deze elektromotor is aangesloten op het lichtnet (netstroom of krachtstroom) maar kan ook aangesloten zijn op een zware accu.

Deze motoren zijn nog eenvoudiger in gebruik dan een verbrandingsmotor. Vrijwel alle machines in fabrieken zijn tegenwoordig elektrisch aangedreven. Er zijn echter nog wel stationaire motoren in gebruik. Men vindt stationaire motoren nog wel op schepen en boten. Daarnaast is ook een nood-aggregaat een vorm van een stationaire motor. Deze stationaire motor zet een brandstof om in elektriciteit waardoor een ziekenhuis nog in gebruik kan blijven al de stroom uit is gevallen. Ook in ziekenhuizen, politiebureaus en andere locaties maakt men gebruik van nood-aggregaten om de rampzalige effecten van stroomuitval te beperken.

Wat is een zuigermotor en welke zuigermotoren worden gebruikt in de techniek?

Zuigermotoren zijn motoren die één of meerdere zuigers bevatten. Deze zuigers zijn geplaatst in cilinders en zetten druk om in een draaiende beweging. Dit gebeurd door bijvoorbeeld een krukas in beweging te brengen. Er zijn verschillende zuigermotoren die in de techniek worden gebruikt. Zo bestaan er tweetaktmotoren die bijvoorbeeld worden gebruikt voor brommers, scooters en grote schepen. Daarnaast bestaan er viertaktmotoren. Deze motoren worden ook wel een ottomotor genoemd en veel toegepast in autotechniek en automotive. Ook een Stirlingmotor bevat een zuiger die doormiddel van het verwarmen en afkoelen van lucht in beweging wordt gebracht. Sommige motoren die zuigers bevatten worden ingedeeld op basis van de vorm waarin de cilinders ten opzichte van elkaar zijn geplaatst. Een aantal voorbeelden hiervan zijn de boxermotor, lijnmotor, V-motor, de U-motor, de W-motor en de stermotor. Daarover hieronder meer.

Boxermotor: flat twin, flat four en flat six
Boxermotoren zijn verbrandingsmotoren met een uniek vorm. De motor ziet er uit als een soort box. De cilinderparen van deze motoren zijn bijna recht tegenover elkaar geplaatst. Dit zorgt er voor dat de boxermotor niet hoog is. het zwaartepunt van het voertuig waarin de boxermotor is geplaatst wordt daardoor lager. Dit kan zorgen voor betere rijeigenschappen. Ook is de motor in een nagenoeg perfecte balans. De krachten van de zuigers heffen elkaar op omdat ze tegenover elkaar liggen. Er bestaan verschillende boxermotoren. Zo zijn er twee cilinder boxermotoren die in het Engels ook wel boxertwin of flat twin worden genoemd. Daarnaast zijn er ook viercilinderboxermotoren die flat four worden genoemd. Een zescilinderboxermotor draagt de naam flat six. De Engelse term ‘flat’ geeft aan dat het om een platte motor gaat dit in tegenstelling tot onderstaande motorvarianten.

Lijnmotor
Een lijnmotor is een verbrandingsmotor waarbij de cilinders naast elkaar of achter elkaar in één lijn met elkaar staan. Er ontstaat hierdoor één rij of lijn met cilinders.

V-motor
V-motoren zijn verbrandingsmotoren waarbij de cilinders geplaats zijn in een V-vorm ten opzichte van elkaar. Hierbij zijn twee rijen van cilinders aanwezig die in een V-vorm aan de onderkant bij elkaar komen bij de krukas. Deze motoren worden gebruikt in voertuigen en vliegtuigen waarbij er weinig ruimte beschikbaar is. De V-positie van de cilinders zorgt er voor dat er minder ruimte nodig is voor de motor dan bijvoorbeeld het geval is bij een boxermotor en een lijnmotor. Deze motoren worden onder andere gebruikt in auto’s en motorfietsen.

U-motor
De U-motor lijkt op een V-motor omdat er twee rijen van cilinders aanwezig zijn. Alleen wordt hierbij gebruik gemaakt van twee krukassen. In feite bestaat een U-motor uit twee lijnmotoren die zijn samengevoegd en onderling aan elkaar zijn bevestigd. De U-motor wordt in de praktijk nauwelijks gebruikt. Meestal kiest men voor de eerder genoemde V-motor.

W-motor
De W-motor is een verbrandingsmotor die zijn naam ook ontleent aan de vorm waarin de cilinders ten opzichte van elkaar zijn gepositioneerd.  Dit is een ‘W’ vorm. Er wordt hierbij gebruik gemaakt van drie rijen cilinders. Toch bestaan er ook W-motoren met twee rijen en met vier cilinderrijen. Een W-motor met twee rijen cilinders lijkt op een V-motor. Echter heeft de W-motor in dit geval één krukas per rij cilinders. De V-motor bevat slechts één krukas. Deze W-motorvariant wordt onder andere gebruikt voor speciale racemotorfietsen.

Stermotor een zuigermotor
Een bijzondere vorm van een zuigermotor is de stermotor. Deze zuigermotor wordt ook wel radiaalmotor genoemd. De stermotor bevat meerdere cilinders die in een stervorm of cirkelvorm geplaatst zijn rondom een krukas. Stermotoren of radiaalmotoren werden veel gebruikt voor propellervliegtuigen.  De gehele motor draait hierbij om de stilstaande krukas. De stermotor heeft voor vliegtuigen een belangrijk voordeel. Het is namelijk een compacte motor. In plaats van motoren waarbij de cilinders achter elkaar staan heeft de stermotor de cilinders in een stervorm om de krukas staan. De motor is hierdoor compact. De omvang van stermotoren kan echter verschillen. Er zijn stermotoren die drie cilinders bevatten maar er zijn ook stermotoren die vijf cilinders bevatten. Zelfs stermotoren van zeven cilinders komen voor. Wanneer het aantal cilinders nog verder wordt uitgebreid kiest men er voor om de cilinders in twee rijen achter elkaar te plaatsen.

Cilinders in zuigermotoren
De cilinders zijn een belangrijk onderdeel van de zuigermotoren. In cilinders bevinden zich zuigers die in beweging gebracht worden door druk. Hierdoor brengen de zuigers een krukas in beweging, behalve bij stermotoren die draaien om de krukas. Hoe groter de inhoud van de cilinder hoe meer druk geleverd zou kunnen worden. Motoren van kleine modelbouwvliegtuigen hebben een beperkte cilinderinhoud van bijvoorbeeld enkele cc. Grote scheepsdieselmotoren kunnen echter een cilinderinhoud hebben van honderden liters. Over het algemeen leveren grotere cilinders een groter rendement. Kleinere cilinders hebben echter over het algemeen een groter specifiek vermogen.

Wat is een tweetaktmotor en hoe werkt een tweetaktmotor?

Een tweetaktmotor is een eenvoudige motor en bevat net als een viertaktmotor cilinders en zuigers. De werking van de tweetaktmotor is grotendeels vergelijkbaar met de viertaktmotor. Alleen maken de zuigers bij een viertaktmotor vier slagen en bij een tweetaktmotor twee slagen. Daarom wordt een tweetaktmotor ook wel een tweeslagmotor genoemd. Deze zuigermotor is ook afhankelijk van de toevoer van brandstof. Een tweetaktmotor is daardoor een verbrandingsmotor. Deze motor levert arbeid wanneer de zuiger in de cilinder naar beneden wordt gestuwd. Een viertaktmotor levert arbeid bij elke tweede keer dat de zuiger naar beneden wordt gestuwd.

Hoe werkt een tweetaktmotor?
Tweetaktmotoren kunnen gebruik maken van diesel of benzine. Tussen deze twee varianten bestaan verschillen. Dit heeft onder andere te maken met de manier waarop de brandstof in de cilinder wordt gebracht. Bij een tweetaktbenzinemotor wordt dit gedaan door de carburateur die aan de lucht die door de motor word aangezogen brandstof toevoegt. Bij een tweetaktdieselmotor wordt dit gedaan door een inspuitpomp. Deze zorgt er voor dat de brandstof op het juiste moment doormiddel van een verstuiver word ingespoten in de cilinder.

Hier is uitgelegd hoe een tweetakt motor werkt die op benzine draait. Een tweetaktmotor bevat in tegenstelling tot een viertaktmotor geen kleppen. In plaats van kleppen bevat de tweetaktmotor een aantal openingen in de zijkanten van de cilinders. Deze openingen worden ook wel poorten genoemd. In totaal zijn er drie poorten: de inlaatpoort, de uitlaatpoort en de spoelpoort. De tweetaktmotor komt in beweging doordat de zuiger zich van boven naar beneden beweegt in de cilinder. Deze beweging ontstaat door de verbanding van een brandstofmengsel. Dit brandstofmengsel komt door de inlaatpoort in de carter. De carter is de ruimte in de cilinder die onder de zuiger aanwezig is. Deze ruimte wordt ook wel krukkast genoemd omdat daarin ook de krukas aanwezig is.

Op het moment dat het brandstofmengsel via de inlaatpoort in de carter wordt aangezogen beweegt de zuiger zich van het onderste dode punt naar boven. De zuiger zuigt daardoor de brandstof via de inlaatpoort de carter in. Via de spoelpoort komt het brandstofmengsel uit de carter in de ruimte boven de zuiger. Hier wordt het brandstofmengsel tijdens de compressieslag door de zuiger samengeperst. Wanneer de zuiger op het bovenste dode punt is brengt een bougie doormiddel van een vonk het brandstofmengsel tot ontbranding. Hierdoor wordt de zuiger naar beneden gestuwd. Doordat de zuiger naar beneden gestuwd word wordt de uitlaatpoort geopend en kan het deels verbrande brandstofmengsel uit de cilinder verdwijnen. De zuiger komt hierdoor weer op het onderste dode punt terecht.

Tijdens de op en neergaande beweging brengt de zuiger de krukas in beweging. Hierdoor begint de krukas te draaien en kan deze as verschillende andere onderdelen in beweging brengen. Tweetaktmotoren kunnen in verschillende posities werken,  zowel staand, liggend als over de kop. Dit zorgt er voor dat deze motoren op verschillende manieren kunnen worden toegepast.

Waar worden tweetaktmotoren toegepast?
Tweetaktmotoren kunnen zowel benzine als benzine als brandstof gebruiken. De benzinevariant van de tweetaktmotor wordt veel gebruik in machines waarbij gewichtsbesparing belangrijker is dan het brandstofverbruik. Hierbij kan gedacht worden aan motorkettingzagen, bosmaaiers, grasmaaiers en buitenboordmotoren van boten. Ook voor voertuigen worden tweetaktmotoren gebruikt die draaien op benzine. Voorbeelden hiervan zijn karts, scooters, brommers , racemotoren en karts. Tweetaktmotoren die gebruik maken van benzine worden ook wel tweetaktbenzinemotoren genoemd.

Ook dieselmotoren kunnen werken doormiddel van het tweetaktprincipe. Grote scheepsmotoren die worden gebruikt om schepen aan te drijven zijn tweetaktmotoren. Dit worden ook wel tweetaktdieselmotoren genoemd. Tweetaktdieselmotoren worden ook wel toegepast in bepaalde treinen en vrachtwagens. De meeste dieselmotoren die echter worden toegepast in de techniek zijn viertaktmotoren. Ook auto’s bevatten tegenwoordig vrijwel allemaal een viertaktmotor. De viertaktmotor is voor is voor de automotive de belangrijkste motor. De tweetaktmotor word in de autotechniek niet toegepast.