## Theorie

### Theorie lesstof

Doel

Na deze opdracht kun je:

- de onderdelen van een motor benoemen.

- beschrijven hoe een motor werkt.

- beschrijven hoe het komt dat een motor blijft draaien.

Inleiding

De reactie die je gezien hebt bij het aardappelkanon, is een reactie waarbij chemische energie omgezet wordt in mechanische energie. Dit lijkt een beetje op wat er gebeurt wanneer de motor van een auto gestart wordt. Dit type motor wordt ook wel verbrandingsmotor genoemd.

De verbrandingsmotor

Eén van de belangrijkste uitvindingen bij de ontwikkeling van auto’s is de verbrandingsmotor. Een verbrandingsmotor is klein genoeg om in een personenwagen te passen en als er genoeg brandstof aangeleverd wordt kun je er lange ritten mee maken.

1. Welke soorten brandstof worden gebruikt voor auto’s? Noem er drie.
   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

   De Duitser Nikolaus Otto (foto) was de eerste uitvinder die in 1876 een verbrandingsmotor maakte die echt werkte. De Otto-verbrandingsmotor komen we nu nog tegen in auto’s, maar dan in een modernere vorm.

Hoe werkt zo’n motor nu precies?

Stap 1.

De verbrandingsmotor krijgt een hoeveelheid chemische energie (brandstof met lucht). Deze brandstof komt in een afgesloten ruimte (de cilinders van de motor). De brandstof wordt in de cilinder gelaten door de inlaatklep.

Stap 2.

In de cilinders wordt de brandstof verbrand en er ontstaat hete lucht.

De chemische energie wordt dus omgezet in warmte (net als bij het aardappelkanon). Die warmte noemen we thermische energie.

Stap 3.

De hete lucht duwt tegen de zogenaamde zuiger in de cilinder aan, waardoor deze gaat bewegen.

De thermische energie zorgt er dus voor dat de zuigers van de motor gaan bewegen.

Die beweging noemen we mechanische energie.

Stap 4.

Aan het uiteinde van de zuiger zit een drijfstang. De drijfstang duwt tegen

de krukas. De krukas drijft de wielen aan en ... de auto gaat bewegen.

2) Vul het schema verder in.

Videofilm.

Bestudeer onderstaande uitleg over de onderdelen van de verbrandingsmotor. Dit is nodig om de videofilm die jullie van de docent krijgen te kunnen begrijpen. Aan de zuiger zit een stang vast (drijfstang). Die stang gaat met de zuiger mee omlaag. De stang zit vast aan een as (krukas). De as gaat daardoor draaien.

Bij jullie kanon steek je met de aansteker het gasmengsel aan. In de motor gebeurt dat door de bougie. Deze vonkt en daardoor explodeert het gasmengsel.

De explosie duwt de zuiger naar benden waardoor de krukas gaat draaien.

Deze beweging van de zuiger heet een slag.

In de motor zijn er meerdere slagen nodig om te kunnen blijven draaien. Deze krijgen jullie in de videofilm te zien.

Bekijk de film en maak eventueel aantekeningen.

Na afloop zetten jullie de Tv en de videorecorder weer op zijn plaats terug en geven de videoband aan de docent terug.

Jullie kunnen vragen stellen aan je docent als er iets van de film niet duidelijk was.

Het vierslagproces

In de film hebben jullie het vierslagproces gezien. Om dit proces soepel te laten verlopen, gebeuren er vier verschillende dingen in de motor. Het totale proces van deze vier dingen heet het vierslagproces of arbeidsproces. Dit proces bestaat uit:

• Een inlaatslag

• Een compressieslag

• Een arbeidsslag

• Een uitlaatslag

Tijdens de inlaatslag gaat de inlaatklep open en komen er brandstof en lucht in de cilinder. Dit zie je op afbeelding rechtsboven.

Tijdens de compressieslag gaat de zuiger omhoog en perst het mengsel van lucht en brandstof samen (zie afbeelding linksboven).

Net voordat de zuiger helemaal bovenaan is, zorgt een vonk van de bougie ervoor dat het mengsel van brandstof en lucht aangestoken wordt. Het mengsel ontbrandt, waardoor de zuiger naar beneden geduwd wordt. Dit is de arbeidsslag (zie afbeelding rechtsonder).

Tijdens de laatste slag, de uitlaatslag, gaat de uitlaatklep open. De zuiger gaat weer omhoog en duwt de verbrande gassen uit de cilinder (zie afbeelding linksonder).

Hierna begint alles weer van voren af aan, met een nieuwe inlaatslag.

werking 4-takt 1

Werking 4-takt 2