Moderne dieselmotor van de auto: efficiëntie en werkingsprincipe

Heel wat bestuurders die reeds geopteerd hebben voor een voertuig met dieselmotor zijn goed op de hoogte van hun voordelen en bijzonderheden. Mensen die echter net starten met het gebruik van dit soort motoren kunnen heel wat vragen hebben. We proberen deze in ons artikel te behandelen.

Dieselmotor: de geschiedenis

De vermogenseenheid op diesel werd voor het eerst bedacht in 1824, toen de Franse fysicus en wiskundige Sadi Carnot met de theorie kwam dat, om een verwarmingsmechanisme efficiënter te maken, het werkmedium binnenin verhit dient te worden tot zijn ontbrandingspunt door snelle compressie. Dit principe werd later gebruikt als fundering voor de eerste dieselmotor.

Over de jaren zouden er verschillende wetenschappers aan het ontwerp van de dieselmotor werken, waaronder Herbert Akroyd-Stuart en Gustav Trinkler. Het duurde echter tot 1887, toen Rudolf Diesel erin slaagde het eerste praktisch toepasbare en efficiënte prototype te bouwen.

De uitvinder geloofde oorspronkelijk dat de beste brandstof voor zijn motor kolengruis zou zijn, maar door zijn schurende eigenschappen en de complicaties om dergelijke brandstof aan de cilinders te leveren, had hij het idee opgegeven. Diesel's uitvinding werkte daarentegen wel goed op plantaardige olie en lichte olieproducten.

Dieselmotoren werden sindsdien voortdurend verbeterd en bijgewerkt. Heel wat moderne personenwagens en vele commerciële voertuigen worden uitgerust met deze krachtige, betrouwbare en efficiënte vermogenseenheden.

Werkingsprincipe dieselmotoren

Personenwagens worden vandaag meestal met viertakt motoren geleverd. Hun werkcyclus bevat 4 fasen:

1. Inlaat, overeenkomstig met het draaien van de krukas van 0 tot 180°. In deze fase stroomt er lucht in de cilinder via een open klep.
2. Compressie: Tijdens deze slag reist de krukas van 180 naar 360°. De zuiger zorgt ervoor dat de lucht die zich reeds in de kamer bevindt 16-25 keer samengeperst wordt, en de temperatuur stijgt tot 700–900 °C.
3. Ontbranding: In deze fase wordt er, overeenkomstig met de beweging van de krukas van 360 naar 540°, brandstof geïnjecteerd die ontsteekt. De stoffen die als resultaat geproduceerd worden, doen de zuiger zakken.
4. Uitlaat: Terwijl de krukas van 540 naar 720° reist, gelijk aan zijn startpositie, beweegt de zuiger omhoog, en worden de verbrande gassen afgevoerd.

In dieselmotoren wordt de brandstof geleverd via een injectiepomp. Er worden verschillende soorten brandstofpompen gebruikt in moderne voertuigen:

• In-Line. Deze bevatten plunjerparen gelijk aan het aantal motorcilinders. De nokkenas, verbonden aan de krukas, zorgt ervoor dat de plunjer beweegt, die afwisselend de inlaatopeningen opent en sluit. Als resultaat wordt er druk gecreëerd om de injectieklep te openen, en stroomt er brandstof in de overeenkomstige injector. Deze pompen zijn erg betrouwbaar, maar worden voornamelijk geïnstalleerd op vrachtvoertuigen: fabrikanten stopten in 2000 met het uitrusten van personenwagens met in-line pompen.
• Verdeelpompen. Hun constructie biedt één of twee plunjers die draaiende en zuigende bewegingen maken, zodat de brandstof over alle cilinders verdeeld wordt. Dit garandeert een meer gelijkmatige verdeling van brandstof, maar verslijt de componenten. Daarom worden verdeelpompen voornamelijk geïnstalleerd op personenwagens.
• Hogedruklijnpompen. Deze worden gebruikt in Common Rail brandstoftoevoersystemen en dienen om brandstof in de brandstofrail te pompen waar de druk op elk moment behouden wordt, ongeacht de modus van de motor. Het gebruik van dit systeem laat toe om het motorkoppel te verhogen met 25% bij een laag toerental, en het brandstofverbruik te verminderen met 20%.
• Pompverstuiver. Een pompverstuiver met compressie- en injectiefuncties komt overeen met elke cilinder. Door dit systeem te gebruiken wordt de brandstofefficiëntie van het voertuig verhoogd en de giftigheid van de uitstoot verlaagt, aangezien het injectieproces zelf in 3 fasen gebeurt. Voorinspuiting garandeert een vlotte ontbranding, terwijl na-inspuiting de regeneratie van de roetfilter bevordert.

5 belangrijke voordelen van dieselmotoren

1. Ze verbruiken aanzienlijk minder – gemiddeld 30% minder - brandstof in vergelijking met benzinemotoren. Dit komt door de hoge druk in de ontstekingskamers, het ontwerp van de motor, het werkingsprincipe en een aantal andere factoren. Daarnaast kost diesel in de meeste landen minder dan benzine.
2. In dieselmotoren brandt de brandstof voortdurend nadat deze binnenin wordt geleverd, wat een hoog koppel garandeert bij een laag toerental. Dit verbetert de tractie, de dynamische prestatie en de besturing van het voertuig.
3. Ze hebben een hoge efficiëntie die soms tot 50% bereikt.
4. Dankzij de gloeibougies en de verwarmde injectoren starten dieselmotoren vlot, ongeacht de omgevingstemperatuur.
5. Ze gaan bijna twee keer zo lang mee als benzinemotoren.

Dieselmotoren: 9 gebruiksregels van AutoDoc experten

Volg deze simpele regels om regelmatige reparaties aan de motor en het brandstofsysteem te voorkomen:

1. Vervang de brandstoffilter en de brandstof-waterafscheider op tijd. Dieselcomponenten zijn erg gevoelig voor mechanische deeltjes en water. Vanwege hun ingewikkelde constructie raken injectoren en componenten van de pomp gemakkelijk verstopt, terwijl de zwavel van de brandstof mengt met het water en converteert in zwavelzuur, wat een schadelijk effect heeft op de componenten van de motor.
2. Zorg ervoor dat u kwalitatieve brandstof gebruikt. Een hoog zwavelgehalte in brandstof van lage kwaliteit verlaagt de levensduur en de efficiëntie van motorolie, en kan ervoor zorgen dat de roetfilter faalt.
3. Vermijd het rijden aan een hoog toerental: dit creëert extra belasting op de motor.
4. Zorg ervoor dat uw brandstof steeds overeenkomt met de omgevingstemperatuur. Diesel bevat paraffine die bevriest bij lage temperaturen. Daarom is het in de winter aan te raden om winter- (voor temperaturen tussen -25 °C en 0 °C) of pooldiesel (die de viscositeit behoudt bij temperaturen tussen -35°C en 0°C. Servicecentra geven gewoonlijk het temperatuurbereik op van de brandstof die ze verkopen.
5. Selecteer ook grondig de additieven voor dieselbrandstof. Indien u in gebieden met een streng klimaat rijdt, zijn antivriesformules een goede keuze voor uw wagen. Er bestaan ook additieven die het motorkoppel en de capaciteit bevorderen door de ontbrandingsefficiëntie van de lucht-brandstofmengeling te verhogen, evenals reinigingsmiddelen voor de motor en brandstofleidingen.
6. Wissel af tussen stedelijke ritten met uitjes door het landschap om de motor af en toe aan 2500 rpm te laten draaien. In deze rijmodus branden roet- en koolstofafzetting weg, zodat het risico op verstopping van de injectoren, vastzitten van de zuigerring, en falen van de katalysator afneemt.
7. Een turbomotor mag niet meteen uitgeschakeld worden na het tot stilstand brengen van de wagen; laat het voertuig 2-5 minuten draaien in stilstand zodat de turbine kan afkoelen.
8. Koop steeds de motorolie die aangeraden wordt door de fabrikant van uw wagen, en meng nooit smeermiddelen met een verschillende viscositeit.
9. Start langzaam om schade aan de bussen in de turbine te vermijden.

Besluit

Moderne dieselmotoren zijn economisch en krachtig. Ondanks de stereotypes, zijn ze milieuvriendelijk en geruisloos. Auto's uitgerust met dieselmotoren zijn perfect geschikt voor vlotte ritjes door het platteland; ze zijn handig voor grote groepen en families, en falen zelfs niet bij frequent gebruik. Ze zijn erg betrouwbaar op ruw terrein. Daardoor zijn ze erg populair onder fans van vissen, jagen en kamperen Indien u echter steeds de voorkeur geeft aan een sportwagen, of indien u vaak plots afremt of versnelt tijdens het rijden, is een wagen met dieselmotor niet geschikt voor u: een agressieve rijstijl zorgt voor een te hoge belasting op de motor.

Een dieselmotor repareren is kostelijk. Door de bovenstaande tips op te volgen komt de noodzaak tot reparatie echter niet vaak voor.