voorstellen Nico Persoon Docent energietechniek

Transcriptie

1 Dieselmotoren

2 voorstellen Nico Persoon Docent energietechniek

3

4 Historisch overzicht 1680 Christiaan Huygens tracht arbeid te verrichten door kruit in een cilinder te verbranden Sterling beschrijft heteluchtmotor Ericson bouwt heteluchtmotor Patentaanvrage door Italianen Barsanti en Matteucci op dubbelzuigermotor Kolonel Drake verricht eerste olieboring te Titusville (Penn- sylvanië) Alphons Beau de Rochas publiceert over vierslagsysteem. Lenoir construeert dubbelwerkende gasmotor, met schuiven geregeld, elektrische ontsteking, rendement 4% Otto en Langen construeren verticale atmosferische gasmachine, vlamontsteking, rendement 15% Otto en Langen richten de Gasmotorenfabrik Deutz te Keulen op Gilles in Keulen vervaardigt dubbel zuigermotor Langen construeert vierslag motor met vlamontsteking Lucas dubbelzuigergasmotor Atkinson differentiaal dubbelzuiger gasmotor Herbert Ackroyd-Stuart neemt patenten op gloeikop motoren. Aanvragen lijken veel op de latere patenten van Diesel Auto met benzinemotor door Daimler en Maybach Robson vierslaggasmotor Patent van Oéchselhauser en Diesel op.2slag dubbel zuigermotor Brochure van Diesel: Theorie und Konstruktion eines rationellen Dieselmotors Eerste dieselmotor, werkend op arachideolie 1902 Werkspoor krijgt licentie van Diesel; roterende vliegtuigmotor van Manley J.Brons neemt patent op "Bronsmotor". Vliegtocht van gebroeders Wright Ricardo behandelt de detonatie. Büchi neemt patent op blower die door uitlaatgassengedreven wordt Junkers dieselmotor; eerste diesel in automobiel; Werkspoor hulp diesel in zeilvaartuig Werkspoor levert dieselmotor voor schip "Vulcanus", 450 pk, 6 cilinders 400 X 600 mm. Brown Boveri bouwt gasturbine, systeem Holzwarth. Sir James MacKenzie vraagt patent op drukverstuiving Voor het eerst wordt olie "gekraakt". Eerste Doxford dubbel zuigermotor; eerste Sulzer scheepsdieselmotor in M.S. Selandia Drukverstuiving wordt toegepast, Brown Boveri bouwt turboblower Brown Boveri bouwt uitlaatgassen turboblower voor drukvulling.

5 Principes Verdringermotoren Diesel(carnot) proces

6 Zuiger motor (verdringer) zuiger wegdringen door druk Arbeid W=F* ΔS F=p*A = p*¼ πd2 W=p*¼ πd2 * ΔS (p is gemiddelde druk) P=W/t t=tijd=toerental=n[omw/min] 1pk = 736 Watt

7 Compressieverhouding ε=vs+vc/vs Bij dieselmotoren is de compressieverhouding (12-24) aanzienlijk groter dan bij Ottomotoren (8-12,5).

8 Energie uit brandstof Ptoe = Φm br x Ho Ptoe =Toegevoerde vermogen Φm br = Brandstofverbruik kg/s Ho = Stookwaarde KJ/Kg diesel = 42.7 Mj/kg Koolzaadolie = 36 Mj/kg

9 Theoretisch pv-diagram diesel-cyclus 0-1 : inlaatslag 1-2 : lucht wordt adiabatisch gecomprimeerd 2-3 : diesel wordt isobaar verbrand 3-4 : verbrandingsgassen expanderen adiabatisch 4-1 : de verbrandingsgassen worden afgevoerd 1-0 : de zuiger beweegt van "1" naar "0"

10 Indicateur diagram Oppervlak van de banaan geeft de hoeveelheid opgewekte energie weer. Hoogte 4 is de compressiedruk en 5 is de verbrandingsdruk

11 Effectief vermogen Peff = M X ω Peff = effectief vermogen (aan de as) M = Motorkoppel (Fx r) ω = Hoeksnelheid (2 π r n/60)

12 uitvoeringen 4 takt motoren 2 taktmotoren

13 4-takt vier afzonderlijke slagen : inlaatslag; compressieslag; arbeidsslag (expansieslag); uitlaatslag. Dwz: 2 omwentelingen van de krukas voor een arbeidsslag

14 Het 4 takt principe

15 2-takt Bij de 2-takt motor worden twee afzonderlijke slagen onderscheiden: inlaatslag en compressieslag; arbeidsslag (expansieslag) en uitlaatslag. Dwz: 1 omwenteling van de krukas voor een arbeidsslag

16 2-takt principe 1 arbeidsslag per omwenteling Van de krukas

17 2 takt varianten Rondspoeling Langsspoeling wankelmotor

18 Rondspoeling

19 spoeling Langsspoeling (klep)

20 wankelmotor

21 constructies Trunkzuiger Kruishoofd dubbelzuiger Lijnmotor V motor Boxermotor Stermotor Staand/liggend

22 dubbelzuiger

23 lijnmotor

24 V-motor

25 Boxer motor

26 stermotor

27 cilinderstand

28 dieseltypen diesel Lage druk middeldruk Hoge druk gloeikop wervelkamer Directe inspuiting Tipverstuiver 50 bar Tapverstuiver 140 bar Direct bar Commonrail bar

29 gloeikop

30 Indirecte inspuiting

31 Directe inspuiting

32 bakjesknapper Brons verstuiver unit De werking: In de cilinder bevindt zich een niet gekoeld stalen bakje (B)met daarin enige gaatjes (A). De kegelvormige brandstofklep(c) wordt bediend door de inlaatklep via een hefboom (O). De klep is dus alleen tijdens de inlaatslag even geopend en laat dan een bepaalde hoeveelheid dieselolie in het bakje (B) lopen. Doordat dit bakje warm is ontstaat er wat dampvorming in dit bakje. Tijdens de compressieslag wordt de druk en dus ook de temperatuur veel hoger en zal dit brandbare mengsel een explosie geven in het bakje (B), waardoor de rest van de vloeibare diesel door de gaatjes (A) met kracht de cilinder in wordt geblazen (gasverstuiving). Direct daarna als de arbeidsslag begint verbrand ook dit mengsel en geeft de motor zijn arbeidsvermogen af.

33

34 brandstofpompen lijnpomp Roterende pomp Pompverstuiver commonrail

35 lijnpomp

36 Roterende pomp

37 verstuivers

38 Pompverstuiver

39 commonrail

40 Prestatie verbetering Inlaatdrukverhoging Waterinjectie Step injectie

41 Turbo

42 Roots blower

43 spoelzuiger

44 waterinjectie

45 motorkeuze Koppel Toerental moment

46