Verbrandingsmotor smeersysteem



1) Inlaatslag   2) Compressieslag   3) Arbeidsslag   4) Uitlaatslag
A inlaatklep
+ kantelarm
B klepdeksel
C inlaatpoort
D kop
E koelmiddel
F motorblok
G carterpan
H carterolie
I nokkenas
J uitlaatklep
+ kantelarm
K bougie
L uitlaatpoort
M zuiger
N zuigerstang
O drijfstanglager
P krukstang
De auto wordt dagelijks gebruikt, zou je dan niet wat meer willen weten van de verbrandingsmotor? Een algemene beschrijving is te vinden op "how a car engine works". De tribologie aspecten worden hier beschreven. De volgende onderdelen komen aan bod:

Het smeersysteem, de cilinder, de zuiger, de zuigerveren, de nokken en de nokkenas en de kruk- en drijfstanglagers.

Smeersysteem
Het smeersysteem zorgt er voor dat de olie op alle plaatsen in de motor komt waar gesmeerd moet worden. De belangrijkste onderdelen die gesmeerd moeten worden zijn de zuigers ( zuiger - cilinder contact) en de lagers (drijfstang- en nokkenaslagers). In de meeste motoren wordt de olie door een oliepomp uit het carter gezogen, door een oliefilter geperst om vuildeeltjes uit de olie te verwijderen, en vervolgens onder hoge druk in de lagers en tussen de zuiger en de cilinderwand geperst. Vervolgens druipt de olie terug in het carter.

Zuiger - Zuigerveer
Omdat de zuiger bij het op en neer bewegen telkens moet versnellen en vertragen, dat telkens energie kost, moet deze zo licht mogelijk zijn. Hoe lichter de zuiger is, hoe minder energie dit kost. Vandaar dat de zuiger van aluminium is. Door de kleine beweging tussen de zuiger en de zuigerveren ontstaat fretting slijtage. Omdat aluminium niet slijtvast is zijn er nieuwe lichte materialen ontwikkeld, zogenaamde MMC's. MMC's van Metal Matrix Composites bestaan uit een samenstelling van metaal, bijvoorbeeld aluminium, met daarin opgesloten een tweede materiaal, bijvoorbeeld kleine bolvormige keramische deeltjes. De keramische deeltjes zorgen voor een betere slijtvastheid. Voor de zuigerveren is gietijzer algemeen gebruikelijk.

Zuigerveer - Cilinderwand
Zuigerveren zijn in het algemeen van gietijzer. De zuigerveren zorgen voor een glijdende afdichting tussen de zuiger en de cilinder om te voorkomen dat:

  • Het brandstof mengsel of de verbrandingsgassen in de verbrandingskamer langs de zuiger in het carter terecht komt.
  • De carterolie in de verbrandingskamer komt, waar het zou verbranden en verloren zou raken.

Dit laatste is het geval bij oudere motoren die bijvoorbeeld iedere 1000 km een liter olie "gebruiken".

Bij een goed functionerende motor bestaat een dunne, hydrodynamisch opgewekte oliefilm tussen de zuigerveren en de cilinder. Hierdoor wordt slijtage voorkomen en is de wrijving minimaal. In het bovenste en onderste dode punt, waar de zuiger stopt en van richting verandert, blijft de smeerfilm behouden door het buffereffect.

Om een goede warmte-afvoer van de zuiger naar de cilinder te verkrijgen en een optimale afdichtfunctie te realiseren met een minimaal olie verbruik, is een zo dun mogelijke smeerfilm gewenst. De dikte van de smeerfilm wordt klein gehouden door het te veel aan olie met een zogenaamde olieschraapveer voor de zuigerveren weg te schrapen. De olieschraapveer is de onderste veer op de zuiger zodat  het te veel aan olie direct terug druipt in het carter.
 

www.tribologie.nl