- Verschillen tussen 2-slag - en 4-slag dieselmotoren

- Arbeidsproces 2-slag dieselmotor - Arbeidsproces 4-slag dieselmotor - Verschillen tussen 2-slag - en 4-slag dieselmotoren Samengesteld door : R. van Aalderen Docent scheepswerktuigkundige vakken Noorderpoort Eemsdollard; Energy & Maritime 1

2-SLAG DIESELMOTOREN Kleine 2-slag dieselmotor 2

2-SLAG DIESELMOTOREN Grote 2-slag dieselmotor 3

2-SLAG DIESELMOTOREN Bij het 2-slag proces wordt het volledige arbeidsproces in 2 op- en neergaande bewegingen doorlopen ofwel in 2 slagen. Dit komt neer op één omwenteling van de krukas. Tweeslag proces 4

2-SLAG DIESELMOTOREN compressieslag arbeidsslag Compressieslag en Arbeidsslag 5

2-SLAG DIESELMOTOREN Dwarsspoeling bij 2-slag motoren: - de luchtstroom tijdens de spoeling is in de cilinder overwegend langs de dwarsas gericht - spoelpoorten en uitlaatpoorten liggen tegenover elkaar - de spoellucht wordt tijdens de opgaande slag van de zuiger via het carter aangezogen - de spoellucht wordt tijdens de neergaande slag via de spoelpoorten in de cilinder geperst - de zuiger is voorzien van een bult, waardoor de lucht enigszins naar boven de cilinder in wordt gericht - wordt alleen toegepast bij kleine motoren met een kleine zuigerslag N.B.: dit is een benzinemotor - dit type spoeling is niet heel erg efficiënt Dwarsspoeling 6

2-SLAG DIESELMOTOREN Lusspoeling bij 2-slag motoren: - de luchtstroom tijdens de spoeling is in de cilinder ten dele langs de dwarsas en ten dele langs de langsas gericht - de spoellucht wordt onderin de cilinder toegelaten via de spoelpoorten - de uitlaatgassen worden onderin de cilinder afgevoerd via de uitlaatpoorten - de uitlaatpoorten bevinden zich direct boven de spoelpoorten - de spoellucht beschrijft een lus in de cilinder van beneden naar boven en weer naar beneden - dit type spoeling is efficiënter dan dwarsspoeling Lusspoeling 7

2-SLAG DIESELMOTOREN Langsspoeling bij 2-slag motoren: - de luchtstroom tijdens de spoeling is in de cilinder overwegend langs de langsas gericht van onder naar boven - de spoellucht wordt onderin de cilinder toegelaten via de spoelpoorten - de uitlaatgassen worden bovenin de cilinder afgevoerd via 1 of meer uitlaatkleppen - de spoellucht drijft de uitlaatgassen min of meer voor zich uit - dit type spoeling is efficiënter dan lusspoeling en het beste spoelingstype voor 2-slagmotoren - dit type spoeling wordt tegenwoordig bij alle grote 2-slag scheepsdieselmotoren toegepast Langsspoeling 8

2-SLAG DIESELMOTOREN spoelpoorten Cilindervoeringen voor 2-slagmotoren: spoelpoorten uitlaatpoorten Cilindervoering voor 2-slag motor met langsspoeling Cilindervoering voor 2-slag motor met lusspoeling Cilindervoeringen voor 2-slagmotoren 9

2-SLAG DIESELMOTOREN Welk spoeltype heeft deze motor? - deze motor heeft een uitlaatklep i.p.v. uitlaatpoorten - dit is dus een motor met langsspoeling Welk spoeltype? 10

2-SLAG DIESELMOTOREN uitlaatklep uitlaatgassenleiding verstuiver zuiger drijfstang toevoer verbrandingslucht hoge druk brandstofpomp nokkenas Onderdelen 11

2-SLAG DIESELMOTOREN 1 2 3 E: zuiger gaat omhoog C: spoelpoorten worden afgesloten A: uitlaatklep sluit 4 D: druk en temperatuur lopen op 5 B: brandstof wordt ingespoten Volgorde van gebeurtenissen tijdens compressieslag vanaf ODP 12

2-SLAG DIESELMOTOREN 1 2 D: druk en temperatuur lopen snel op B: gassen expanderen 3 4 E: zuiger wordt met kracht naar beneden gedrukt A: uitlaatklep opent 5 C: spoelpoorten komen vrij Volgorde van gebeurtenissen tijdens arbeidsslag vanaf BDP 13

2-SLAG DIESELMOTOREN N.B.: benzinemotor i.p.v. dieselmotor Arbeidsproces 2-slag motor 14

2-SLAG DIESELMOTOREN Arbeidsproces 2-slag motor 15

2-SLAG DIESELMOTOREN compressie inspuiting Compressieslag 2-slag dieselmotor 16

2-SLAG DIESELMOTOREN spoelpomp vooruitlaat spoeling Arbeidsslag 2-slag dieselmotor 17

2-SLAG DIESELMOTOREN Functies van het spoelproces: - uitdrijven van de uitlaatgassen - koelen van de motoronderdelen (zuigerkroon, verbrandingsruimte (voering en kop) en indien aanwezig uitlaatklep) - toevoeren van verse verbrandingslucht spoeling Functies van het spoelproces 18

4-SLAG DIESELMOTOREN Kleine 4-slag dieselmotor 19

4-SLAG DIESELMOTOREN Grote 4-slag dieselmotor 20

4-SLAG DIESELMOTOREN inlaatklep Kenmerken 4-slag dieselmotor: - inlaatklep i.p.v. spoelpoorten - nokkenastandwiel 2x zo groot als krukastandwiel - toerental nokkenas de helft van toerental krukas nokkenastandwiel krukastandwiel 4-slag dieselmotor 21

4-SLAG DIESELMOTOREN inlaatslag compressieslag arbeidsslag uitlaatslag De 4 slagen van een 4-slag dieselmotor 22

4-SLAG DIESELMOTOREN Arbeidsproces 4-slag dieselmotor 23

4-SLAG DIESELMOTOREN inlaatslag compressieslag Inlaatslag en Compressieslag 24

4-SLAG DIESELMOTOREN arbeidsslag uitlaatslag Arbeidsslag en Uitlaatslag 25

4-SLAG DIESELMOTOREN topspoeling aanzuigen lucht Inlaatslag 4-slag dieselmotor 26

4-SLAG DIESELMOTOREN compressie lucht inspuiting ontsteking Compressieslag 4-slag dieselmotor 27

4-SLAG DIESELMOTOREN ontsteking expansie gassen vooruitlaat Arbeidsslag 4-slag dieselmotor 28

4-SLAG DIESELMOTOREN uitdrijving gassen topspoeling Uitlaatslag 4-slag dieselmotor 29

4-SLAG DIESELMOTOREN Arbeidsproces 4-slag dieselmotor 30

DIESELMOTOREN ZONDER TURBO max. verbrandingsdruk max. verbrandingstemp. ca. 1500-1600 C 45-50 bar (met zuigvulling) eindcompressiedruk eindcompr.temp. ca. 550-600 C 35-40 bar (met zuigvulling) Eindcompressiedruk en maximale verbrandingsdruk 31

4-SLAG DIESELMOTOR MET TURBO max. verbrandingsdruk max. verbrandingstemp. ca. 1600 C ca. 200 bar eindcompressiedruk eindcompr.temp. ca. 750 C ca. 150 bar bij een vuldruk van 2,5 bar Eindcompressiedruk en maximale verbrandingsdruk 32

2-SLAG DIESELMOTOR MET TURBO max. verbrandingsdruk max. verbrandingstemp. ca. 1500 C ca. 150 bar eindcompressiedruk eindcompr.temp. ca. 650 C ca. 100 bar bij een vuldruk van 2 bar Eindcompressiedruk en maximale verbrandingsdruk 33

2-SLAG & 4-SLAG DIESELMOTOREN Type motor Eindcompressiedruk Eindcompressietemperatuur Maximale verbrandingsdruk Maximale verbrandingstemperatuur Motoren zonder turbo (bron: Van Maanen) 35 40 bar ca. 550 600 C 45 50 bar ca. 1500-1600 C 4-slag motor met turbo ca. 150 bar bij een vuldruk van 2,5 bar ca. 750 C (vulluchtemp.50 C) ca. 200 bar ca. 1600 C 2-slag motor met turbo ca. 100 bar bij een vuldruk van 2 bar ca. 650 C (vulluchtemp.50 C) ca. 150 bar ca. 1500 C Eindcompressiedruk en maximale verbrandingsdruk 34

4-SLAG DIESELMOTOREN compressieslag door ontsteking van brandstof drukstijging in cilinder einde inspuiting 15 na BDP arbeidsslag begin inspuiting 15 voor BDP compressie van lucht expansie van gassen arbeidsslag zonder brandstof inspuiting BDP Begin- en einde brandstofinspuiting 35

2-SLAG DIESELMOTOREN compressieslag door ontsteking van brandstof drukstijging in cilinder einde inspuiting 20 na BDP arbeidsslag begin inspuiting 10 voor BDP compressie van lucht expansie van gassen arbeidsslag zonder brandstof inspuiting BDP Begin- en einde brandstofinspuiting 36

4-SLAG DIESELMOTOREN inlaatklep verstuiver uitlaatklep cilindervoering zuiger hoge druk brandstofpomp drijfstang krukwang Onderdelen 37

4-SLAG DIESELMOTOREN nokkenastandwiel nokkenas t.b.v. kleppen nokkenas t.b.v. hoge druk brandstofpomp krukastandwiel nokkenasaandrijving Nokkenasaandrijving 38

2-SLAG vs 4-SLAG MOTOREN 2-slag 4-slag krukastandwiel nokkenaskettingwiel nokkenastandwiel krukaskettingwiel nokkenaswiel even groot als krukaswiel nokkenaswiel 2x zo groot als krukaswiel Vergelijking nokkenastandwielen van 2-slag en 4-slag dieselmotoren 39

4-SLAG DIESELMOTOREN nokkenastandwiel nokkenas brandstofpompnok uitlaatklep nok inlaatklep nok Nokkenas 40

4-SLAG DIESELMOTOREN Draaiende opengewerkte 4-slag dieselmotor 41

2-SLAG vs 4-SLAG MOTOREN N.B.: benzinemotoren i.p.v. dieselmotoren 2-slag 4-slag Vergelijking arbeidsproces 2-slag en 4-slag motor 42

2-SLAG vs 4-SLAG MOTOREN 2-slag Bij een dieselmotor wordt er vermogen geleverd tijdens de arbeidsslag - bij een 4-slag is er 1x per 2 omwentelingen een arbeidsslag; dus wordt er 1x per 2 omwentelingen vermogen geleverd 4-slag N.B.: benzinemotoren i.p.v. dieselmotoren - bij een 2-slag is er elke omwenteling een arbeidsslag; dus elke omwenteling wordt er vermogen geleverd - voor het leveren van hetzelfde vermogen heeft een 4-slag motor dus een hoger toerental nodig Vergelijking arbeidsproces 2-slag en 4-slag motor 43

Bron: o.a. Dieselmotoren I & II (K. Kuiken) 44