Fonds voor Vakopleiding in de Bouwnijverheid MOTORENLEER DIESELMOTOREN

Transcriptie

1 Fonds voor Vakopleiding in de Bouwnijverheid BouwplaatsmachinisTEN MOTORENLEER DIESELMOTOREN

2 2

3 MotorenlEER Voorwoord Situering Er bestaan al verschillende uitgaven over bouwplaatsmachines, maar de meeste zijn verouderd. Daarom is de vraag naar een modern handboek, waarin ook de nieuwe technieken aan bod komen, enorm groot. Het Modulair handboek Bouwplaatsmachinisten werd geschreven in opdracht van fvb-ffc Constructiv (Fonds voor Vakopleiding in de Bouwnijverheid). De dienst Gemechaniseerde beroepen (MECA) van het fvb vormde het redactieteam. De verschillende boekdelen werden in samenwerking met de opleidingsinstellingen uitgewerkt. Dit handboek werd opgebouwd uit verschillende boekdelen en verder opgesplitst in modules. De structuur en inhoud werden aangepast aan de nieuwe technieken in de bouw- en machinewereld. In het naslagwerk werd tekst zoveel mogelijk afgewisseld met afbeeldingen. Hierdoor krijgt de lezer het leermateriaal meer visueel aangeboden. Om goed aan te sluiten bij de realiteit en de principes van competentieleren, is een praktijkgerichte beschrijving het uitgangspunt van elk onderwerp. De boekdelen bevatten ook praktijkoefeningen. Opleidingsonafhankelijk Het handboek werd zo ontwikkeld dat het voor verschillende doelgroepen toegankelijk is. We streven naar een doorlopende opleiding: zo kan zowel een leerling bouwplaatsmachinist als een werkzoekende in de bouw of een werknemer van een bouwbedrijf dit handboek gebruiken. Een geïntegreerde aanpak Veiligheid, gezondheid en milieu zijn thema s die de redactie hoog in het vaandel draagt. Het is voor een bouwplaatsmachinist uitermate belangrijk dat hij daar de nodige aandacht aan besteedt. Om de toepasbaarheid te optimaliseren werden deze thema s zoveel mogelijk geïntegreerd in het handboek. Robert Vertenueil Voorzitter fvb-ffc Constructiv 3

4 fvb ffc Constructiv, Brussel, 2012 Alle rechten van reproductie, vertaling en aanpassing onder eender welke vorm, voorbehouden voor alle landen. N007BM - versie augustus D/2011/1698/17 Contact Voor opmerkingen, vragen en suggesties kun je terecht bij: fvb ffc Constructiv Koningsstraat 132/ Brussel tel.: Fax: website : fvb.constructiv.be 4

5 MotorenlEER INHOUDSTAFEL 1. Inleiding Werkingsprincipe Vierslagdieselmotor constructieve eigenschappen Onderhoudsfiche Dagelijkse controles Periodieke onderhoudsbeurten Onderhoudsfiche Smeerfiche MotorkOELing Waterkoeling Luchtkoeling MotorsMERing Functie van de smeerolie Luchtinlaat en turbo Turbo Carterventilatie Uitlaat BrandsTOFTOEVOER Het dieselbrandstofsysteem Het lagedrukgedeelte Het hogedrukgedeelte Het retour- of lekgedeelte Vervangen van de brandstoffilter Ontluchten van het brandstofsysteem Brandstofleidingen controleren op lekken Roetfilter Katalysator Diesel bij vriesweer Soorten diesel Doel van de additieven Voorgloei-installatie Soorten gloeisystemen Elektrisch systeem De accu Algemeen Opbouw Verwijderen en voorkomen van corrosie aan de accupolen Gebruik van startkabels Zekeringen Zekeringen controleren Airco MilieuaspecTEN Grootste dieselmotor

6 6

7 1. inleiding MotorenlEER 1. Inleiding Dieselmotoren zijn de verbrandingsmotoren die voor de meeste toepassingen gebruikt kunnen worden. Dieselmotoren hebben namelijk de volgende voordelen: hoog rendement lage kosten De meest gebruikte toepassingen van dieselmotoren zijn: stationaire voertuigen: stroomgenerator personenwagens en lichte bedrijfswagens zware vrachtwagens industrie- en landbouwmachines: grondverzetmachines schepen en locomotieven Bij het ontwerp van deze motoren zijn naast het rendement vooral de robuustheid, betrouwbaarheid en servicevriendelijkheid van belang. 7

8 8

9 2. werkingsprincipe MotorenlEER 2. Werkingsprincipe Een dieselmotor is een zuigermotor die werkt volgens het principe van zelfontbranding. Binnenin deze motor lopen de druk en de temperatuur zo hoog op dat de brandstof spontaan tot ontbranding komt. Dit is niet het geval bij benzinemotoren, waar het brandstofmengsel ontbrandt door de vonk van de bougies (ontstekingskaarsen). Gevolgen : 1. De compressiedruk in een dieselmotor is beduidend hoger dan in een benzinemotor. Bij een benzinemotor bedraagt de compressieverhouding hoogstens 12,5 : 1. Bij een dieselmotor bedraagt de compressieverhouding hoogstens 16 : Ook het rendement van een dieselmotor ligt beduidend hoger dan dat van een benzinemotor. Bij een benzinemotor bedraagt het 27%. Bij een dieselmotor bedraagt het 38%. 9

10 MotorenlEER 2. werkingsprincipe 2.1. Vierslagdieselmotor Bij dit type dieselmotor verloopt het arbeidsproces in vier slagen: inlaatslag compressieslag arbeidsslag uitlaatslag inlaatklep Inlaatslag : 1e slag De zuiger beweegt naar omlaag. De inlaatklep staat open. Er wordt alleen lucht aangezogen. zuiger Compressieslag : 2e slag De zuiger beweegt naar omhoog, terwijl zowel de inlaatklep als de uitlaatklep dicht zijn. De lucht wordt samengeperst. Met behulp van een verstuiver die tussen de kleppen is geplaatst, wordt dieselolie in de samengeperste lucht gespoten. Doordat de samengeperste lucht heet is, zal de fijn verstoven brandstof ontbranden. 10

11 2. werkingsprincipe MotorenlEER Arbeidsslag : 3e slag Door de drukstijging wordt de zuiger naar omlaag gedrukt en wordt deze kracht overgebracht op de krukas. Tijdens deze arbeidsslag zijn de beide kleppen dicht. krukas uitlaatklep Uitlaatslag : 4e slag De zuiger gaat naar omhoog, terwijl de uitlaatklep open is. Bij deze slag wordt het verbrande mengsel naar buiten geperst (de uitlaatklep is open). 11

12 12

13 3. ConsTRUCTieve eigenschappen MotorenlEER 3. ConstructiEVE eigenschappen Bij een benzinemotor wordt de hoeveelheid gemengde brandstof bepaald door de hoeveelheid aangezogen lucht. In het inlaatsysteem wordt het mengsel meer of minder afgeremd. Gevolgen : Tijdens de inlaatslag zal de cilinder vaak slecht gevuld worden. De smoor- of gasklep speelt hier een belangrijke rol. Bij een dieselmotor kan de lucht in zekere zin vrij toestromen. De hoeveelheid brandstof wordt hier alleen door de inspuitapparatuur geregeld. Gevolg : betere cilindervulling dan bij een benzinemotor Bij een benzinemotor mag de compressiedruk niet boven een bepaalde waarde komen. Bij een te hoge druk wordt de temperatuur van het mengsel te hoog en zal het te vroeg ontbranden. Gevolgen : De motor presteert minder goed. De motor kan beschadigd worden. Bij een dieselmotor kan de compressiedruk veel hoger zijn. Hier wordt immers pas brandstof ingespoten wanneer de verbranding moet beginnen. Gevolg : hoger rendement De uitlaatgassen van een dieselmotor bevatten minder koolmonoxide en koolwaterstoffen dan bij benzinemotoren. Oorzaak : Bij een dieselmotor wordt altijd een teveel aan lucht aangezogen. Gevolgen : De verbranding is vollediger. De uitlaatgassen bevatten meer roetdeeltjes. Dit is slecht voor de gezondheid. Door de betrekkelijk lage verbrandingstemperatuur bij een dieselmotor is het percentage aan stikstofoxiden lager dan bij een benzinemotor. 13

14 14

15 4. onderhoudsfiche MotorenlEER 4. Onderhoudsfiche Er wordt een onderscheid gemaakt tussen: dagelijkse controles periodieke onderhoudsbeurten 4.1. Dagelijkse controles Deze controles omvatten de eenvoudigste onderhoudsverrichtingen, nl. het nazicht van: het oliepeil van de motor het peil van de koelvloeistof het vloeistofpeil van de accu brandstofpeil de spanning van de aandrijfriemen de koelribben van de cilinderkoppen en de radiator (bij luchtgekoelde motoren) olie-, water- en brandstoflekken hijs- en hefgereedschappen en toebehoren smering van bepaalde uitrustingsmiddelen visuele controle van het rupsloopwerk controle en kennis van de pictogrammen (lampjes) op het instrumentenbord Het is erg belangrijk dat de dagelijkse onderhoudsbeurten degelijk worden uitgevoerd. Als er defecten vastgesteld worden, moeten deze zeker aan de verantwoordelijke gemeld worden. oliefilter luchtfilter mazoutfilter controle van het oliepeil smeren van de machine hydraulische filter nazicht van de spanning van de rupsbanden 15

16 MotorenlEER 4. onderhoudsfiche 4.2. Periodieke onderhoudsbeurten Deze onderhoudsbeurten moeten regelmatig uitgevoerd worden. Ze omvatten de onderhoudswerkzaamheden die voorgeschreven zijn door de constructeur, nl.: controle van de motorolie, eventueel met een olieanalyse controle van de koelvloeistof controle van de luchtfilters controle van de mazoutfilters controle van de waterafscheider reiniging van de motor reiniging van de koelradiatoren afstellen van de aandrijfriemen (koeling, compressor, alternator) controle op olie-, koelvloeistof- en brandstoflekken controle op motorstoringen controle op de defecten die vermeld zijn in het dagelijkse werkorder controle van de accu (oxidatie) controle van de uitlaat en de inlaat controle van de onderhoudsfiche Uiteraard omvatten de onderhoudsbeurten ook het vervangen of herstellen van de defecte onderdelen. 16

17 4. onderhoudsfiche MotorenlEER 4.3. Onderhoudsfiche Periodiek: Datum: Naam inspecteur: Code: o in goede staat Inspectierapport Hydraulische graafmachine op rupsen of banden Machine: o ter plaatse hersteld, in mijn aanwezigheid o uit te voeren door: Type: Nr: Aantal draaiuren: Blokkering van het remsysteem Beschermplaten, voetsteunen, handgrepen Algemene zichtbaarheid Veiligheid o toestand o toestand Stuurhut (netheid, sloten, blusapparaten) o toestand Zitplaats (bevestiging, veiligheidsgordels) o toestand Verlichting en signalisatie, o toestand conform het verkeersreglement 17

18 MotorenlEER 4. onderhoudsfiche Controleblad machine Vermelden van alle abnormale geluiden en bedrijfsstoringen Starten en aanslaan van de dieselmotor Opmerkingen: Dieselmotor Versnellingsbak en tussenbak Aandrijving Reductiekasten Tractiemotoren Stuurinrichting Remsysteem Hydraulisch systeem Bijzondere uitrustingsstukken Elektrische uitrusting: - verlichting + instrumentenpaneel - accu - startmotor - alternator - voorgloei-inrichting 18

19 4. onderhoudsfiche MotorenlEER Motorolie Oliefilter Luchtfilter Mazoutfilter Pollenfilter Waterafscheider Merk van de olie: Type: Koelsysteem Nazicht van de koelvloeistof Nazicht van de leidingen Aandrijfriem ventilator/waterpomp Netheid koelradiatoren Uitlaatsysteem Nazicht van de bevestiging en de dichting 1. Motor Vervangen controleren reinigen Opmerkingen: Opmerkingen: Opmerkingen: Banden Olie van het differentieel Olie van de wielnaven Olie van de achterbrug Olie van de voorbrug Olie van het stuurhuis Merk van de olie: Type: 2. Aandrijving van de bandenmachines Opmerkingen: 19

20 MotorenlEER 4. onderhoudsfiche Rupskettingen Schakels Pennen en bussen Rupsplaten Rollen Spanwielen/spancilinder Aandrijfwielen (sprockets) 3. Aandrijving van de rupsmachines Opmerkingen: Olie in de versnellingsbak Olie in de tussenbak Remolie Rijreducties Merk van de olie: Type: Bedrijfs- en parkeerremmen 4. Transmissie remmen Opmerkingen: Scheuren en oppervlaktebeschadigingen aan: - stempels of schommelas 5. Onderwagen rupsen/banden o blokkering Opmerkingen: 20

21 4. onderhoudsfiche MotorenlEER Chassis en cabine Scheuren en oppervlaktebeschadigingen aan: - stuurhut, verwarming, ventilatie, bestuurderszetel - ruiten - spiegels Draaikrans Aandrijvingmechanisme Reductie van het oliepeil, ontluchter Zwenkblokkering Merk van de olie: Type: Giekarmen Oppervlaktebeschadigingen aan: - pennen en bussen - cilinders Graafbak verbinding/overbrenging Oppervlaktebeschadigingen aan: pennen en bussen Bijzondere uitrustingen Hijshaak/hijsoog 6. Bovenwagen stuurhut uitrusting o smering o werking o bevestiging o afstelling o dichtheid o afstelling o smering o bevestiging o smering o bevestiging Opmerkingen: Opmerkingen: 7. Hydraulisch systeem Vervangen controleren reinigen Olie in de hydraulische tank Opmerkingen: Filterelementen Aanzuigzeef Tankontluchter Slangen en leidingen Cilinders en zuigerstangen Bedieningshendels/ ventielblokken/pompen/ o werking motoren 21

22 MotorenlEER 4. onderhoudsfiche Luchtcompressorriemregelaar Luchtdruktank/wateraflaat en leidingen Antivriesreservoir 8. Pneumatisch systeem Opmerkingen: Zekeringen 9. Elektrisch systeem Opmerkingen: Alle aangeduide scharnierpunten (pennen en bussen) 10. Smeren 22

23 4. onderhoudsfiche MotorenlEER 4.4. Smeerfiche smeerinterval 1. motorolie 2. koelvloeistof 3. vet 4. vet 5. vet 6. hydraulische olie 7. transmissieolie (rijgedeelte) 8. hydraulische oliefilter (zuigfilter) 9. hydraulische oliefilter (hoofdfilter) 10. hydraulische oliefilter (stuurdruk) 11. hydraulische oliefilter (ontluchting) 12. motoroliefilter 13. tandwielolie (transmissie) 14. brandstoffilter 15. elektromagnetische brandstofpomp 16. transmissieolie (zwenkgedeelte) 17. luchtfilter 23

24 24

25 5. MOTORKOeliNG MotorenlEER 5. MotorkOELing 5.1. Waterkoeling Waterkoeling is een koeltechniek die gebruikt wordt in de mechanica en scheikunde. Door de motorkoeling wordt vooral warmte afgevoerd die ontstaan is door verbranding en inwendige wrijving. Dit komt neer op een energiehoeveelheid van 1/3 van het totaal, of bijna evenveel energie als nodig is om te werken. In de natuur is water de beste koelstof, omdat het veel warmte kan opnemen. Het enige nadeel van water is de ongunstige kook- en vriestemperatuur. 1) Thermostaat 2) Drukventiel 3) Radiator 4) Waterpomp Tegenwoordig is waterkoeling de meest gebruikte manier om motoren te koelen. Hierbij komt het koelwater in de radiator, waar het afgekoeld wordt en daarna terugstroomt naar het reservoir. Opgelet Controleer of de koelvloeistof vriesbestendig is. Het symbool voor de temperatuur van de koelvloeistof vind je op het monitorpaneel. Voordelen van waterkoeling: De koelvloeistofmantel zorgt voor een goede demping van het geluid. Bij vloeistofkoeling komen weinig grote temperatuurverschillen voor. Nadelen van waterkoeling: De koelvloeistof moet regelmatig ververst worden. De koelwaterslangen zijn onderhevig aan veroudering. De koelvloeistofpomp kan gaan lekken. De radiator kan verstoppen langs de binnenkant en de buitenkant. 25

26 MotorenlEER 5. motorkoeling 5.2. Luchtkoeling Bij sommige motoren wordt luchtkoeling toegepast. Hierbij worden de verbrandingskamer en een deel van de cilinder van koelribben voorzien. Door middel van een ventilator wordt koellucht over de motor geblazen. Voordelen van luchtkoeling: licht van gewicht geen koelvloeistof nodig geen lekken De motor bereikt de gewenste temperatuur sneller. Nadelen van luchtkoeling: beperkt in vermogen veel lawaai Het is moeilijk om de lucht overal even goed te laten stromen. De temperatuursverschillen veroorzaken grote materiaalspanningen. 26

27 6. motorsmering MotorenlEER 6. MotorsMERing 6.1. Functie van de smeerolie De smeerolie in de motor dient vooral om de verschillende bewegende delen te smeren. Daarnaast moet de olie ook: koelen afdichten vuil afvoeren krachten overbrengen geluid dempen 1. oliefilter 2. oliedrukcontact 3. hydraulische klepstoter 4. sproeier 5. oliecarter 6. olieaanzuigbuis 7. oliepomp Smeren Twee vlakken die elkaar raken en ten opzichte van elkaar bewegen, veroorzaken wrijving. Hierdoor ontstaat warmte, waardoor de vlakken op hun beurt uitzetten, vreten en uiteindelijk vastlopen. Om de warmteontwikkeling en slijtage zoveel mogelijk te beperken, wordt een smeermiddel aangebracht tussen de vlakken. Daardoor ontstaat een oliefilm, die de vlakken van elkaar scheidt, zodat er geen metaalcontact kan ontstaan en wrijving tussen metalen oppervlakken voorkomen wordt. Koelen De olie moet motorwarmte gedeeltelijk afvoeren. Hiervoor moet ze door de motor stromen en de warmte van de motoronderdelen opnemen. De zuiger wordt gekoeld met spatolie. De warmte uit de lagers van de krukas en nokkenas wordt onder druk afgevoerd. De warmte van de olie wordt via het carter of de oliekoeler afgevoerd naar de buitenlucht. Afdichten Als er zich een laagje olie tussen twee onderdelen bevindt, vult dit de ruimte op en vindt er een zekere afdichting plaats. Bij een motor wordt onder andere de ruimte tussen de zuigerveren en de cilinderwand op deze manier afgedicht. 27

28 MotorenlEER 6. MOTORsmering Vuil afvoeren Het vuil in de motor blijft in de smeerolie zweven en wordt door de oliefilter uit de olie verwijderd, waardoor de motor langs de binnenkant schoon blijft. Wanneer de olie en het oliefilter vervangen worden, wordt het vuil mee afgevoerd. Krachten overbrengen Motorolie moet ook krachten kunnen overbrengen. Een voorbeeld hiervan is de hydraulische klepstoter. Geluid dempen Olie kan ook gebruikt worden voor geluidsdemping, wat onder andere nodig is bij de distributieketting, de eindaandrijving en in het carter. naar oliecircuit drukzijde aanzuigzijde binnentandwiel oliepompas drukbegrenzingsklep buitentandwiel aanzuiging van de olie 28

29 7. luchtinlaat en TURBO MotorenlEER 7. Luchtinlaat en turbo Een luchtfilter in een motor dient om zand en vuil tegen te houden. De filter zuivert de inlaatlucht en zorgt ervoor dat minerale stoffen en deeltjes niet in de motor en de motorolie terechtkomen. Hierdoor vermindert de slijtage van o.a. de lagers, de zuigerveren en de cilinderwand. Bij dieselmotoren wordt de lucht die nodig is voor de verbranding gescheiden van de brandstof die aangevoerd wordt via de luchtfilter. Deze filter moet regelmatig vervangen worden. Anders kunnen er problemen ontstaan met de lucht/ brandstofverhouding in de motor. 29

30 MotorenlEER 7. luchtinlaat en TURBO 7.1. Turbo Een uitlaatgasturbo bestaat uit twee stromingsmachines: een turbinewiel en een compressorwiel, die op een gemeenschappelijke as zijn gemonteerd. Van alle drukvullingsprocessen wordt de drukvulling met een turbo het meest gebruikt. Met deze manier van drukvulling kunnen motoren met een klein slagvolume ook een hoog koppel, een hoog vermogen en een goed rendement hebben. De turbo wordt toegepast om het maximumkoppel bij lage en gemiddelde toerentallen te verhogen. 1. uitlaatgasinlaat 2. uitlaatgasturbine 3. schoepen 4. onderdrukaansluiting 5. verstelring 6. smeerolieaansluiting 7. luchtinlaat 8. luchtuitlaat Samen met het uitlaatgas van de verbrandingsmotor, dat heet is en onder druk staat, gaat een groot deel van de energie verloren. Een deel van deze energie wordt gebruikt om de turbo aan te drijven. Het toerental van de turbo is niet afhankelijk van het motortoerental, maar van het debiet van de uitlaatgassen. Aandachtspunten: Een turbo kan tot ongeveer toeren per minuut draaien. Bij het opstarten van een motor moet het toerental laag gehouden worden, omdat de turbo gelagerd wordt met de oliedruk van de motor. Als je de motor stopzet, kan je hem het best twee minuten op een lager toerental laten draaien om de olielagering van de turbo tijdens het uitlopen te verzekeren en de turbo te laten vertragen en afkoelen. Voordelen: meer vermogen doordat de cilinderruimte beter gevuld is gratis aandrijfenergie betere verbranding, dus minder verbruik van diesel minder verlies van vermogen in functie van de hoogte 30

31 8. CARTerventilatie MotorenlEER 8. Carterventilatie Toevoer frisse lucht van luchtfilter membraanklep olie-afscheider kunststofslang Na de verbranding blijft er nog wat uitlaatgas in de cilinder achter. Door de carterventilatie kunnen olie en onverbrande koolwaterstoffen niet in de buitenlucht terechtkomen: de ventilatie zuigt extra frisse lucht aan, zodat het carter beter ontlucht wordt, er minder aanslag ontstaat en de oliekwaliteit en de bevriezingsweerstand duidelijk verbeteren. De carterventilatie is gebaseerd op drie mechanismen: vermindering van de zuurstofconcentratie in de verbrandingsruimte vermindering van de uittredende uitlaatgasstroom temperatuurdaling door de hogere warmteopnamecapaciteit 31

32 32

33 9. uitlaat MotorenlEER 9. Uitlaat De uitlaat is het deel van de verbrandingsmotor waardoor de uitlaatgassen afgevoerd worden. Functie: het geluid dempen restgassen in de eventuele katalysator bewerken tegendruk geven aan de cilinder, zodat de uitlaatgassen de cilinder gelijkmatig verlaten De uitlaat is opgehangen aan een aantal rubbers, die de trillingen van de uitlaat isoleren van de machine. Onderdelen: uitlaatspruitstuk geluidsdemper eventueel katalysator uitlaatpijp/regelklep 33

34 34

35 10. brandstoftoevoer MotorenlEER 10. BrandsTOFTOEVOER Het brandstoftoevoersysteem van een dieselmotor verschilt sterk van dat van een benzinemotor. Bij een dieselmotor worden de luchttoevoer en de brandstoftoevoer volledig van elkaar gescheiden Het dieselbrandstofsysteem Het dieselbrandstofsysteem bestaat uit: het lagedrukgedeelte het hogedrukgedeelte het retour- of lekgedeelte Het lagedrukgedeelte Brandstoftank Hierin bezinken eventuele grove vaste bestanddelen. De tank voert ook de brandstof voor de motor aan. Brandstofleidingen Naast stalen leidingen kunnen ook flexibele, moeilijk brandbare leidingen met een stalen mantel gebruikt worden. Aandachtspunten bij de montage: Vermijd mechanische beschadigingen, zodat druppelende brandstof zich niet kan verzamelen of kan ontsteken. De brandstofleidingen mogen niet in hun werking belemmerd worden wanneer de motor beweegt. Alle brandstofleidingen moeten beschermd worden tegen storende warmte. 35

36 MotorenlEER 10. brandstoftoevoer Dieselbrandstoffilter Deze filter dient om de verontreiniging van de brandstof te verminderen. Hij zorgt voor een reine brandstof, en dit ten behoeve van slijtagegevoelige componenten. Als een filter verstopt is, vermindert de toevoer van brandstof en neemt het motorvermogen af. Bij nieuwe motoren is de zuiverheid van de brandstof heel belangrijk: er worden de hoogste eisen aan gesteld, zodat de motor langer meegaat. Het is ook belangrijk dat altijd de juiste brandstoffilter wordt gemonteerd. Bij een graafmachine worden altijd twee soorten filters gemonteerd: een grove filter met een waterafscheider een fijne filter Waterafscheider Condenswater verzamelt zich in de opslagruimte en moet af en toe verwijderd worden. Soms is er een geleidingssensor gemonteerd. Aandachtspunten: Na afloop van de werkzaamheden moet altijd getankt worden om condensvorming te voorkomen. Brandstofvoorverwarming Dankzij brandstofvoorverwarming stolt de brandstof niet bij vriestemperaturen. De opwarming gebeurt elektrisch, door middel van de koelvloeistof of via de brandstofretourleiding. Opvoerpompen Een opvoerpomp zorgt ervoor dat de benodigde brandstof tot bij het hogedrukgedeelte komt. De pomp dient om het systeem te vullen en te ontluchten nadat de filters vervangen zijn. Soorten opvoerpompen: elektrisch aangedreven pompen mechanisch aangedreven pompen 36

37 10. BRANdstoftoevoer MotorenlEER Het hogedrukgedeelte Brandstofinspuitpomp Deze pomp pompt de brandstof op het juiste moment naar de verstuivers door middel van een klein, ingebouwd nokkenasje. De juiste hoeveelheid wordt bepaald door de stand van het gaspedaal en door een regulator die de hoeveelheid brandstof aanpast aan de hoeveelheid lucht in de cilinder. Als er te veel brandstof naar de verstuivers gepompt wordt, kan niet alle brandstof verbranden en zal deze overblijvende brandstof als zwarte rook uit de uitlaat komen. 1. brandstoftank 2. brandstoffilter 3. inspuitversteller 4. inspuitpomp 5. brandstofopvoerpomp 6. toerentalregelaar 7. gaspedaal 8. brandstofleiding 9. verstuiver 10. retourleiding 11. gloeistift 12. gloeitijdregelapparaat 13. batterij 14. contactslot 15. dieselmotor 37

38 MotorenlEER 10. brandstoftoevoer Common-railbrandstofinspuiting Dit systeem werkt bij een druk van 1800 bar. Door aangescherpte milieueisen zijn alle motoren die de fabriek verlaten, uitgerust met het common-railsysteem. Hierbij worden zeer hoge drukken toegepast, zodat de brandstof zeer fijn verneveld kan worden. Door de combinatie daarvan met een elektronische aansturing kan de verbranding in stappen verlopen en kan het tijdstip ervan erg nauwkeurig bepaald worden. Voor common-railsystemen is meer kennis op het gebied van elektronica nodig dan voor andere manieren van brandstoftoevoer. Herstellingen moeten dan ook altijd uitgevoerd worden door een vakman. Steeds meer dieselmotoren zijn standaard uitgerust met drukvulling en directe inspuiting. Hierdoor is het brandstofverbruik nog verder gedaald en is het vermogen verhoogd tot waarden die vroeger enkel benzinemotoren konden behalen. Ondanks deze maatregelen verbruikt een dieselmotor veel meer brandstof dan een benzinemotor. Toekomsteisen van de klant en de wetgever aan diesel: het brandstofverbruik verlagen de prestaties verbeteren het comfort verhogen de uitstoot verlagen de kosten/batenverhouding verbeteren Minder brandstofverbruik zorgt voor een hoger rendement. Veiligheid en milieu Vloeistoffen onder zeer hoge druk zijn gevaarlijk! Er mag nooit aan de brandstofkring gewerkt worden terwijl de motor draait. Nadat de motor stilgelegd is, moet je altijd 30 seconden wachten tot de druk tot een veilige waarde gedaald is. 38

39 10. brandstoftoevoer MotorenlEER Ontluchten van het hogedruksysteem De ontluchting gebeurt automatisch: als de motor na enkele seconden niet aangeslagen is, zet het stuurapparaat de injectoren wat langer open. Hierdoor wordt de lucht uit de rail verwijderd en ontlucht het lagedrukgedeelte zichzelf via de opvoerpomp in de tank. Werkingsprincipe hogedruksysteem De hogedrukpomp levert de noodzakelijke druk. De rail is aangesloten op de HD-pomp, die als accumulator werkt. De verstuivers zijn aangesloten op de rail. Hogedrukleidingen Elke cilinder bevat één hogedrukleiding. Alle leidingen zijn precies even lang en dik. Zo worden drukverschillen voorkomen. 1. voeler 2. stekker 3. brandstoftoevoer (hoge druk) 4. brandstofretour 5. houder 6. verstuiverhuis 7. verstuiver Verstuivers In elke cilinder bevindt zich een verstuiver die de brandstof vernevelt en onder hoge druk in de cilinder spuit. De verstuiver wordt dichtgehouden door een zware veer, die een naald in het onderste gat van de verstuiver duwt. Wanneer er een drukgolf komt vanaf de brandstofinspuitpomp, duwt de aanwezige brandstof onder hoge druk de verstuiver open. Zo wordt brandstof in de verbrandingsruimte gespoten. 39

40 MotorenlEER 10. brandstoftoevoer Het retour- of lekgedeelte Dit systeem voert overtollige brandstof terug naar de tank. De brandstofopvoerpomp pompt veel meer brandstof naar de motor dan eigenlijk nodig is voor de verbranding. De overtollige brandstof koelt en smeert de onderdelen, maar voorkomt ook terugval in druk of lucht in het systeem. Vaak wordt 80% van de opgepompte brandstof weer teruggebracht in de tank. De retour- en lekleidingen halen de brandstof weg bij de fijnfilters, de brandstofinspuitpomp en de verstuivers. Onderhoudswerkzaamheden aan brandstofsystemen voor dieselmotoren zijn: water aftappen van de brandstoffilter de brandstoffilter vervangen de brandstofsysteem controleren op lekken Vervangen van de brandstoffilter Voor iemand de brandstoffilter kan demonteren, moet de filter afgetapt worden. Soms moet er bij het aftappen een ontluchtingsschroef worden losgedraaid, zodat de brandstof kan wegstromen. Zorg er altijd voor dat de uitstromende brandstof opgevangen wordt. Aftapschroef Plaats een lekbak en breng een slang aan op de aftapschroef. Open de ontluchtingsschroef op de brandstofinspuitpomp. Tap het filter af. Verwijder de slang en het filter. Reinig het aanlegvlak van het filterhuis. Smeer de afdichtring van het nieuwe filter in met olie. Monteer het nieuwe filter en zet het handvast. Draai het filter daarna nog ¾ omwenteling verder. 40

41 10. brandstoftoevoer MotorenlEER Ontluchten van het brandstofsysteem Vaak staat er een handbediende pomp op het filterhuis. Daarmee kan het brandstofsysteem ontlucht worden nadat er een nieuwe filter is aangebracht. Op de afbeelding hiernaast zie je een brandstoffilter met een handpomp (1), ontluchtingsschroef (2) en aftapschroef (3). Werkwijze: Open de ontluchtingsschroef op de brandstofinspuitpomp. Plaats een slang op de ontluchtingsschroef en hang ze in een opvangbakje. Bedien de pomp net zo lang tot er brandstof zonder luchtbellen uit de ontluchtingsschroef komt. Draai de ontluchtingsschroef dicht. Pomp nog enkele keren tot je weerstand voelt. Start de motor en controleer of er geen lekken zijn. Pomp Ontluchtingsschroef Brandstoffilter Brandstofleidingen controleren op lekken Er mag geen brandstof lekken. Anders is er: brandgevaar milieuvervuiling Daarom moeten de brandstofleidingen regelmatig worden gecontroleerd op: lekken droogtescheurtjes slijtplekken 41

42 MotorenlEER 10. brandstoftoevoer Roetfilter Waar diesel wordt verbrand, ontstaan uitlaatgassen. Uitlaatgassen van dieselmotoren staan al enige tijd ter discussie, omdat ze veel roet- en stikstofoxiden (NO x ) bevatten Soorten roetfilters Gesloten roetfilter Bij een gesloten roetfilter stromen de uitlaatgassen door een systeem waarvan ieder kanaal aan één zijde afgesloten is. De gassen worden naar een kleine doorlaat geleid, waar het roet niet kan passeren en achterblijft. Dit type filter neemt tot 90% van alle roetdeeltjes op. Open roetfilter Deze filter heeft een duidelijk lagere filtercapaciteit en een open structuur. In het gunstigste geval filtert hij 60% van de roetdeeltjes. Regeneratie Als al het roet in het filter zou achterblijven, zou iedere filter na ongeveer 70 draaiuren verstopt raken. In de praktijk is dit echter niet het geval. Het roet wordt namelijk herverbrand en omgezet in onschadelijke koolstofdioxide. Dit herverbranden noemen we regenereren. De regeneratie vindt plaats bij relatief hoge temperaturen (minstens 550 C), zodat het roet kan verbranden. Deze temperaturen kunnen alleen bereikt worden door bijvoorbeeld extra brandstof in de uitlaatslag in te spuiten of door het roetfilter elektrisch te verwarmen. 42

43 10. brandstoftoevoer MotorenlEER Katalysator Omdat dieselmotoren moeten voldoen aan de geldende eisen met betrekking tot de emissienormen voor dieselmotoren, zijn ze voorzien van een katalysator. Deze katalysator bevindt zich dicht bij de motor en is rechtstreeks aangesloten op de turbocompressor. Zo wordt het rendement in koude toestand verhoogd Diesel bij vriesweer Bij koud weer moet diesel verwarmd worden, zodat de gasolie niet uitvlokt en het brandstoffilter niet verstopt raakt. De brandstofverwarming wordt geregeld door een bimetaalstrip (thermostaat), die het verwarmingselement inschakelt bij een brandstoftemperatuur van minder dan -2 C en weer uitschakelt bij meer dan +3 C. 1. aftapschroef 2. elektrische brandstofvoorverwarming 43

44 MotorenlEER 10. brandstoftoevoer Soorten diesel Tegenwoordig mag rode gasolie niet meer gebruikt worden en moet alle dieselolie voldoen aan de norm EN-590, die vanaf 2000 toegepast wordt naar aanleiding van de emissieeisen Euro 3. De rode dieselolie of huisbrandolie haalde het vereiste kwaliteitsniveau niet, omdat ze te veel zwavel bevatte, waardoor brandstofpompen en verdelerinspuitpompen beschadigd konden raken. Brandstofmaatschappijen voegen nog een additievenpakket toe aan de dieselolie die momenteel gebruikt wordt. Dit pakket bevat reinigende producten, antischuimvoegingen en soms ook verbrandingsverbeteraars. Info Je kan wel rijden met dieselolie die niet aan de norm EN-590 voldoet, maar dan zullen de emissie- en levensduureisen niet gehaald worden Doel van de additieven nodig voor de katalysator van belang voor het milieu een lager verbruik hogere prestaties betere koude start De additieven zijn belangrijk bij het tanken en om het systeem te smeren en schoon te houden. 44

45 10. brandstoftoevoer MotorenlEER Voorgloei-installatie Om ervoor te zorgen dat een dieselmotor bij een koude start vlot aanslaat, is een voorgloei-installatie nodig. Deze installatie zorgt ervoor dat de aangezogen lucht wordt verwarmd, waardoor de compressie-eindtemperatuur hoger wordt en de ingespoten brandstof gemakkelijker ontbrandt. De motor start vlotter bij lage buitentemperaturen. Vooral bij indirect ingespoten dieselmotoren is de temperatuur van de samengeperste lucht bij een koude start niet hoog genoeg. Dit komt doordat de samengeperste lucht in de voorkamer of wervelkamer in contact komt met een groot koelend oppervlak. Pas als de motor draait, komt er bij de verbranding zo veel warmte vrij dat voorverwarming niet meer nodig is. Als het contact wordt aangezet, schakelt de gloeitijdregelaar of het gloeirelais de gloeistiften of het verwarmingselement enkele seconden in. Afhankelijk van de motortemperatuur wordt de motor korter of langer (of helemaal niet) voorgegloeid. Info Het uiteinde van de gloeistift bereikt zeer snel een temperatuur van C. 45

46 MotorenlEER 10. brandstoftoevoer Soorten gloeisystemen Uitvoeringen met gloeistiften De gloeistift bestaat uit een hittebestendige gloeibuis met daarin een gloeispiraal die voor de verhitting zorgt. Als het voorgloeisysteem defect is: slaat de motor niet aan bij een koude start; ontwikkelt er zich veel rook onmiddellijk na de koude start. Gloeistiften kunnen defect raken door: veroudering mechanische defecten Als een defecte verstuiver de brandstof bijvoorbeeld rechtstreeks op de gloeistift spuit, gebeurt de afkoeling te snel ineens. Speciale voorgloeisystemen Gloeielement Bij grotere motoren met directe inspuiting wordt meestel gewerkt met een gloeielement in het inlaatspruitstuk. Zo n gloeielement wordt enkel gebruikt bij vrij lage temperaturen. Vlamstart Een andere mogelijkheid is een vlamstartinrichting. Motoren met een dergelijke inrichting werken met een gloeibougie die aan een brandstofleiding gekoppeld is. De brandstof komt met een kleine overdruk van de opvoerpomp. Eerst wordt de motor voorgegloeid. Zodra hij gestart wordt, spuit er dieselolie op het gloeilichaam, zodat hij half vergaste brandstof en verwarmde lucht aanzuigt. 46

47 11. elektrisch systeem MotorenlEER 11. Elektrisch systeem De accu Algemeen In een accu wordt elektrische energie opgeslagen in de vorm van chemische energie. Deze chemische energie kan op zijn beurt opnieuw omgezet worden in elektrische energie. Accu s zijn opgebouwd uit afzonderlijke cellen. Elke cel bestaat uit een bak, die gevuld is met een vloeistofmengsel van accuzuur of elektrolyt en gedemineraliseerd water. In deze vloeistof zijn twee platen ondergedompeld, een positief en een negatief geladen plaat. De positief geladen plaat bestaat uit loodoxide en is donkerbruin. De negatief geladen plaat bestaat uit zuiver lood en is grijs. De platen worden gescheiden door een schot, de zogenaamde separator. Controleer regelmatig het vloeistofniveau van de bak Opbouw 1. Plaatrooster 2. Microporeuze separator 3. Positieve plaat 4. negatieve plaat 5. Positieve platengroep 6. Poolbrug voor parallelschakeling van platen met gelijke polariteit 7. negatieve platengroep 8. Platenblok 9. Celverbinding 10. Accubak met bodemlijst 11. Monotop-deksel met pool-tules 12. Accustop Info Pluspool rood of + Minpool groen of blauw of De polen: Elke accu heeft een pluspool en een minpool, die boven het deksel uitsteken. Om een verkeerde aansluiting te voorkomen is de pluspool dikker dan de minpool. De polen zijn vaak met een kleur of een plus- of minteken aangeduid. 47

48 MotorenlEER 11. elektrisch systeem Verwijderen en voorkomen van corrosie aan de accupolen Corrosie kan je eenvoudig verwijderen met een vochtige (warme) doek. Daarna kan je de polen en klemmen verder reinigen met een speciale frees of schuurpapier. Na de montage worden de klemmen ingesmeerd met batterijvet of vaseline Gebruik van startkabels Werkwijze: 1. Koppel de hulpaccu aan. 2. Start de motor. 3. Laat de motor 10 minuten draaien. 4. Leg de motor stil. 5. Ontkoppel de hulpaccu. 6. Laat de motor op eigen kracht starten. Als dit lukt, is alles in orde. Als dit niet lukt, moet je alles herhalen of een nieuwe accu monteren. Startkabels kan je gebruiken om een ander voertuig te helpen bij het starten. Ze moeten in een bepaalde volgorde aangebracht worden om een explosie te voorkomen. De eerste klem breng je aan op de pluspool van de ontladen accu, de tweede op de pluspool van de geladen accu (de hulpaccu), de derde op de minpool van de geladen accu en de vierde op het motorblok van het defecte voertuig. Ontkoppelen doe je in de omgekeerde volgorde. Opgelet Koppel de accu enkel af wanneer het sleutelcontact uitstaat! Let op dat je niet geëlektrocuteerd wordt. Neem altijd beschermingsmaatregelen als je een accu vervangt, want accu s bevatten zuren! 48

49 11. elektrisch systeem MotorenlEER Zekeringen Zekeringen vormen zwakke schakels in de stroomkringen die een graafmachine van elektrische energie voorzien. Ze dienen om de elektrische onderdelen en de bijbehorende kabels te beschermen tegen te grote stroomsterktes. Waar de zekeringskast zich bevindt, vind je terug in het handboek van de machine Zekeringen controleren Als je een zekering tegen het licht houdt, kan je meestal zien of ze doorgeslagen is: in dat geval is de draad of strip gebroken. Als je een zekering vervangt, moet je altijd het handboek raadplegen en rekening houden met de raadgevingen van de constructeur. 49

50 50

51 12. airco MotorenlEER 12. Airco Doel: Een aircosysteem verhoogt het comfort: Bij hoge omgevingstemperaturen of bij sterke zonnestraling koelt het de lucht. Het droogt de lucht en reinigt hem met een pollenfilter. Het systeem kan ingeschakeld worden als de motor draait en werkt onafhankelijk van het toerental van de motor. Het moet regelmatig nagekeken worden. 51

52 52

53 13. milieuaspecten MotorenlEER 13. MilieuaspecTEN In garages komen heel wat verschillende afvalstoffen vrij, waaronder veel gevaarlijke afvalstoffen. De opslag en verwijdering ervan is strikt gereglementeerd: voor gevaarlijke afvalstoffen bestaat een specifieke reglementering. Ze moeten opgehaald worden door een erkende ophaler. Verder moeten garagisten alle afvalstoffen die in hun garage ontstaan, melden bij OVAM. De gevaarlijkste producten in garages zijn: smeerolie en afgewerkte olie, koelvloeistof, remvloeistof, batterijzuur, solventen, gasolie en stookolie. Al deze producten vallen onder de wetgeving in verband met gevaarlijke producten. Vooral een goede opslag van deze producten is belangrijk om de risico s op milieuvervuiling te beperken en de veiligheid te verhogen. Opslag van gevaarlijke producten: aandachtspunten Centrale opslagplaats voor vaten Richt een centrale opslagplaats in. Zorg voor een vloeistofdichte inkuiping in de opslagplaats. Sla niet meer dan de noodzakelijke hoeveelheden op. Bovengrondse en ondergrondse tanks Controleer zelf regelmatig of de tanks niet lekken. Plaats een afdak boven de inkuiping van alle bovengrondse tanks die buiten staan. Opslag op de werkvloer Hou de werkvloer netjes en laat geen producten rondslingeren. Sluit vaten met solventen altijd af als ze niet gebruikt worden. 53

54 MotorenlEER 13. milieuaspecten Algemene aanbevelingen Afgewerkte olie Remvloeistof, koelvloeistoffen en solventen horen niet thuis bij afgewerkte olie. In de meeste gevallen kan afgewerkte olie het best opgehaald worden door een erkende ophaler of een geregistreerd vervoerder. Solventen Laat gebruikte solventen altijd ophalen. Meng nooit verschillende solventen met elkaar. Laat nooit een vat solvent open staan. Vervang solventen zo veel mogelijk door detergenten. Koelvloeistof, remvloeistof Sla deze producten apart op en meng ze niet met afgewerkte olie. Accu s Plaats accu s in een zuurbestendige bak. Oliefilters, poetsdoeken, zagemeel in olievaten Ook deze afvalstoffen worden beschouwd als gevaarlijk afval en moeten opgehaald worden. Remvoering Sla ook remvoering apart op. Gebruik een stofmasker of afzuiginstallatie als je remvoering verwijdert. Wrakken Plaats wrakken op een vloeistofdichte vloer. Niet-verontreinigd afval Sla dit afval apart en ordelijk op. Laat het regelmatig verwijderen door de bevoegde instantie. 54

55 13. milieuaspecten MotorenlEER Praktische oplossingen Om te voldoen aan de lozingsnormen moet het garageafvalwater behandeld worden in een slibput en een oliewaterafscheider. Bij een groot waterverbruik is ook een controleput nodig. Aanbevelingen Verminder het waterverbruik. Gebruik kort emulgerende detergenten. Grote garagebedrijven: overweeg een emulsiescheider. 55

56 56

57 14. grootste dieselmotor MotorenlEER 14. Grootste dieselmotor Op de foto hiernaast zie je de grootste en sterkste dieselmotor ter wereld. De motoren zijn leverbaar van 6 tot 14 cilinders. De veertiencilinderversie heeft een totaalgewicht van ton; de krukas alleen weegt 300 ton. De motor is 27,5 meter lang en 13,5 meter hoog. Het maximumvermogen bedraagt pk bij 102 toeren per minuut. De bevestigingsstangen van de cilinderkop zijn bijna even groot als een persoon. Op volle kracht verbruikt deze motor liter zware stookolie per uur. 57

58 MotorenlEER NOTITies NOTITIES 58

59 NOTITies MotorenlEER NOTITIES 59

60 MotorenlEER NOTITies NOTITIES 60

61 fvb ffc Constructiv Koningsstraat 132/5, 1000 Brussel t f fvb.constructiv.be fvb@constructiv.be fvb ffc Constructiv, Brussel, Alle rechten van reproductie, vertaling en aanpassing onder eender welke vorm, voorbehouden voor alle landen 61

62 Modulaire handboeken bouwplaatsmachinisten Motorenleer Fonds voor Vakopleiding in de Bouwnijverheid Fonds voor Vakopleiding in de Bouwnijverheid Fonds voor Vakopleiding in de Bouwnijverheid BOuwpLaaTsMachiNisTEN MOTORENLEER DIESELMOTOREN Bouwplaatsmachinisten motorenleer VERBRANDINGSMOTOREN - MOTORONDERDELEN BOuwpLaaTsMachiNisTEN MOTORENLEER BENZINEMOTOREN Dieselmotoren Verbrandingsmotoren - Benzinemotoren Motorenonderdelen Andere boekdelen: Praktijk bouwplaatsmachines Bouwplaatsmachines Bouwtechnologie Toegepaste technieken Fonds voor Vakopleiding in de Bouwnijverheid