Explosiemotoren - Beginsel: het ontwikkelen van de benoodigde warmte uit een of andere middenstof en het omzetten van deze warmte in arbeid geschiedt in één zelfde werktuig. Gas of vervluchtigde vloeistof (benzine, petroleum, gasolie, teerolie, enz.) wordt in een cilinder verbrand, de ontwikkelde verbrandingsgassen zetten door de ontwikkelde warmte sterk uit en drijven oen zuiger vooruit. Dit beginsel onderscheidt de explosiemotoren van de stoomwerktuigen, waarbij altijd een stoomketel noodig is om water door toevoeging van warmte om te zetten in stoom, die daarna in het werktuig in arbeid wordt omgezet. De hoeveelheden gas en lucht in den motorcilinder worden zoodanig gekozen, dat iets meer lucht wordt bijgevoegd dan voor de verbranding van het gas noodig is.
Deze verbranding verloopt daardoor betrekkelijk plotseling, als eene explosie, vandaar de naam explosiemotoren. Ten einde den invloed van de heete gassen op het cilinder- en zuigerlichaam tegen te gaan (verminderen van de sterkte daarvan, groote uitzetting, verbranding van de smeerolie e.a.), is de cilinder steeds van een koelmantel voorzien, d.i. een dubbele wand, waardoor het koelwater stroomt, terwijl voor het koelen van den zuiger in den regel een der cilindereinden open blijft. De koelmantel, hoewel dus een essentieel deel van alle explosiemotoren is een noodzakelijk kwaad, aangezien een deel van de warmte der explosiegassen aan het koelwater wordt afgestaan en dus eene overeenkomstige hoeveelheid arbeid verloren gaat. De Franschman Lenoir bouwde in 1860 de eerste bruikbare gasmotor. Deze machine was nog geheel gelijk gebouwd aan een stoommachine, met een aan weerszijden gesloten cilinder, terwijl het gasmengsel door middel van een gewone schuif beurtelings aan weerszijden van den zuiger werd toegelaten. Gedurende de eerste helft van den slag van de zuiger werd deze door het vliegwiel voortbewogen, waardoor de gevormde ruimte met een mengsel van gas en lucht werd volgezogen, dat halverwege den slag langs electrischen weg tot ontbranding werd gebracht. De spanning van de verhitte verbrandingsgassen steeg tot eenige atmosferen, waardoor de zuiger werd voortbewogen. Door het grooter worden van de ruimte achter den zuiger daalde de spanning, welke daling in de hand werd gewerkt door den koelmantel, zoodat aan het eind van den slag de spanning tot den atmosferischen druk gedaald was.
Door het verplaatsen van de schuif werd deze ruimte thans met de buitenlucht in verbinding gebracht, zoodat bij het teruggaan van den zuiger de afgewerkte gassen naar buiten werden gedrukt. Daarbij speelde zich aan den anderen kant van den zuiger het boven omschreven proces af. Deze machine voldeed goed, maar verdween door hoog gas- en smeeroliegebruik spoedig van de markt. In 1867 kwam de Duitsche firma Otto en Langen op de Parijsche tentoonstelling met eene z.g. atmosferische gasmachine. Deze was verticaal gebouwd, met den cilinder, die aan de bovenzijde geopend was, boven de as. Deze constructie hield verband met de bedoeling, den benoodigden arbeid door de buitenlucht te doen verrichten. Gedurende een deel van den opgaanden slag werd een mengsel van gas en lucht onder den zuiger aangezogen en op een bepaald oogenblik door een voortdurend brandende vlam tot explosie gebracht. Gedurende dezen slag had de zuigerstang geen verbinding met de krukas.
De hoeveelheid gasmengsel werd zóó bepaald, dat de druk onder den zuiger in den hoogsten stand in een onderdruk was overgegaan. De zuiger werd dus door den atmosferischen druk en het eigen gewicht naar beneden gedrukt, waarbij de zuigerstang in verbinding werd gebracht met de krukas. liet gasgebruik van deze motoren was gering. Door den betrekkelijk geringen (atmosf.) druk werden echter bij een eenigszins belangrijk vermogen de afmetingen zoo groot, dat ze slechts voor kleinere vermogens werd uitgevoerd. Bovendien maakte de motor een geweldig leven, zoodat het voorkwam, dat klachten wegens burengerucht stopzetten noodig maakte. In 1878 kwam Otto met een nieuwe constructie, die zoo goed doordacht en uitgevoerd was, dat tot op den huidigen dag principeele wijzigingen niet werden aangebracht. Deze machine onderscheidde zich in 3 hoofdzaken van de vorige:
le verdichting van het gasmengsel vóór de ontploffing;
2e aansteken van het mengsel in den dooden stand van den zuiger;
3e de z.g. viertactwerking.
Beschouwen we allereerst eene schematische schets van een gasmotor, zie fig. 1 en 2. In een meestal horizontalen cilinder beweegt een zuiger, die de as van de machine drijft door bemiddeling van de drijfstang (hier = de zuigerstang) P en de kruk K. Deze as rust in twee of drie kussenblokken en draagt aan haar uiteinden meestal twee vliegwielen (hier één) en een riemschijf, voor het aandrijven van een werktuig of een hoofdas in een werkplaats. Om den zuiger zoo koel mogelijk te houden, is hij als holle plunjer uitgevoerd. De aan de krukas-zijde geopende cilinder maakt het gebruik van een drijfstang overbodig, waardoor het werktuig een compacten bouw krijgt. Ten einde te voorkomen, dat de plunjer door den schuin werkenden tegendruk van den zuigerstang het cilinderlichaam zou uitschuren, is deze langer gemaakt dan een normale zuiger. Smalle veerende gietijzeren ringen, aangebracht in uitgedraaide groeven van het plunjerlichaam, verhinderen het weglekken van de saamgedrukte verbrandingsgassen tusschen plunjer en cilinderwand.
Het koelwater (gearceerd aangegeven )wordt zoo mogelijk aan de waterleiding onttrokken. Worden de daaraan verbonden onkosten te hoog (waterverbruik 30 a 40 Liter per paardenkrachtuur), dan wordt dikwijls een waterreservoir toegepast, dat door een buis onder en boven verbinding heeft met de in- en uitlaatflenzen van den koelmantel. Door het verschil van het water in reservoir en koelmantel, als gevolg van het verschil in temperatuur, zal de reservoirinhoud door den koelmantel worden gedrukt, waardoor een geregelde strooming ontstaat. De afmetingen van het reservoir moeten zoo groot zijn, dat de wanden evenveel warmte aan de omgeving afgeven als het koelwater opneemt. Voor grootere machines zouden deze afmetingen te groot worden, zoodat daarbij meestal een aparte circulatiepomp wordt toegepast.
We komen nu terug op de drie hoofdbeginsels, waarvan Otto partij trok. Hij liet den zuiger gedurende een vollen slag gas en lucht aanzuigen, waarna dit mengsel bij den teruggaanden slag werd gecomprimeerd. Het voordeel van deze compressie (dikwijls tot 6 atmosferen; bij groote machines met hoogovengassen dikwijls tot 10 a 15 atm.) bestaat in eene inniger menging van gas en lucht, waardoor de verbranding sneller en vollediger geschiedt. Het mengsel werd nu aan het eind van den tweeden slag tot explosie gebracht (in den z.g. dooden stand van den zuiger, wanneer zuigerstang en kruk in elkanders verlengde staan). De cilinderruimte is dan zoo klein mogelijk, zoodat niet alleen uit dien hoofde gevormde gassen een maximum-spanning zullen verkrijgen, maar ook, doordat ze met een zoo klein mogelijk deel van den cilinder in aanraking komen, waardoor een minimum hoeveelheid warmte door geleiding verloren gaat.
De viertactwerking stelde Otto in staat het aanzuigen en comprimeeren van het gasmengsel alsmede het verrichten van arbeid achtereenvolgens in een zelfden cilinder te doen plaats vinden. Ze komt in beginsel hierop neer, dat de elementen, die den in- en uitlaat van het gasmengsel beheerschen, hunne functie ééns per twee omwentelingen verrichten. Otto bereikte dit door de nokken, die de in- en uitlaatkleppen bewegen, op een nokkenas S aan te brengen, die haar beweging van de machineas ontvangt door eene tandwieloverbrenging met eene vertraging 2-1 op. Zie schets. Tijdens den zuigerslag, waarbij de cilinderruimte vol gasmengsel wordt gezogen, de z.g. aanzuigperiode, worden de gasklep a alsmede de zuigklep 6 door de hen beheerschende nokken open gehouden. Tijdens den terugslag, de z.g. verdichtingsperiode, hebben de nokken losgelaten, zoodat a en 6 door veerdrukking zijn gesloten. In den dooden stand van den zuiger wordt het gasmengsel ontstoken — waarover straks meer; in de schets schematisch voorgesteld door een gloeibuis met vlam — , waardoor de plunjer naar rechts wordt geslingerd, zijnde de z.g. arbeidsperiode. Bij den aanvang van deze derde periode had de machineas een volle omwenteling verricht; de nokkenas was evenwel nog slechts half rond gedraaid, zoodat de kleppen a en b nog gesloten blijven.
Aan het eind van deze periode wordt de uitlaatklep c door haar nok geopend, waardoor tijdens den vierden slag = uitlaatperiode de afgewerkte gassen naar buiten kunnen ontsnappen. De machine verricht dus slechts gedurende één van iedere 4 slagen arbeid, van daar de naam viertactmachine. Een nadeel, verbonden aan deze machine, spruit voort uit het systeem zelf. Aangezien toch slechts gedurende de arbeidsperiode arbeid wordt verricht, zal de beweging van de machineas gedurende de andere 3 perioden vertragen. Dit nadeel wordt zooveel mogelijk opgeheven door het aanbrengen van een of twee vliegwielen, waarin gedurende de arbeidsperiode een hoeveelheid arbeidsvermogen wordt opgehoopt, dat gedurende de andere drie perioden weder als arbeid aan de machineas wordt afgegeven, zoodat de vertraging binnen bepaalde grenzen kan worden gehouden, afhankelijk van de zwaarte der vliegwielen. In gevallen echter, dat prijs wordt gesteld op gelijkmatige beweging (electrisch licht, spinnerijen), komen viertactexplosiemotoren voor drijfkracht niet in aanmerking.
Enkele hoofdelementen van de gasmachine mogen hier iets nader worden beschouwd. In de plaats van de gasklep a en de daaronder geteekende luchtinlaatopening wordt veelal toegepast een z.g. mengklep of mengventiel, voorgesteld in fig 3. Dit ventiel, kenbaar in de fig. aan de lange geleidestift, dat normaal met zijn binnenste deel den gastoevoer en met den buitensten rand de luchttoevoeropeningen afsluit, wordt door de zuigwerking als gevolg van de voortgaandebewegingvan den zuiger tijdensde aanzuigperiode opgelicht, waardoor gas en lucht in den cilinder stroomen. Tijdens verdichtings- en arbeidsperiode wordt de klep door den druk in den cilinder gesloten, terwijl ze tijdens de uitlaatperiode door haar eigen gewicht gesloten blijft. Deze mengklep heeft het voordeel, dat de verhouding tusschen lucht en gas steeds dezelfde blijft, hoe lang en hoe hoog de klep ook is, zoodat de voor de verbranding meest gunstige mengverhouding onder alle omstandigheden gehandhaafd blijft.
De ontsteking noemt men de inrichting, die het gecomprimeerde gasmengsel tot ontploffing brengt. Oorspronkelijk gebruikte Lenoir eenige galvanische elementen, die op het bewuste oogenblik een electrisch vonkje moesten opwekken.
Deze inrichting, die ingewikkeld en onbetrouwbaar was, werd verdrongen door de schuifontsteking van Otto. Een holle heen en weergaande schuif, bewogen door de machine, die periodiek met gasmengsel werd gevuld, bracht in een bepaalden stand verbinding tusschen een voortdurend brandende vlam en den cylinderinhoud. Ook deze inrichting was niet eenvoudig en betrouwbaar genoeg. Tegenwoordig gebruikt men bijna uitsluitend de electromagnetische ontsteking, voorgesteld in fig 4. Het hoofddeel van deze inrichting is een kleine dynamo (anker a, draaibaar tusschen de polen van de hoefmagneet m), waarvan het anker een kleinen hoek gedraaid wordt, telkens als de nok n van de nokas het hefboompje b meeneemt. Deze hefboom wordt door de veer f2 teruggehaald, wanneer ze door nok n wordt losgelaten, waardoor het stangetje d doorschiet tegen den hefboom, aangebracht op de pool s2, die met de pool s1 door den cilinderkop heen steekt. De aan het eind van s2 bevestigde lip, normaal rustende op s1 wordt daardoor afgelicht, waardoor de dynamostroom, die door de polen s1 s2 was gesloten, verbroken wordt. De optredende verbrekingsvonk ontsteekt het gasmengsel.
De reguleering moet het aantal omwentelingen van den motor binnen zekere grenzen gelijk houden, onafhankelijk van de belasting. Dit geschiedt door ieder oogenblik het ontwikkelde arbeidsvermogen in overeenstemming te brengen met den van den motor gevraagden arbeid. Het essentieele deel van alle regelingsinrichtingen is de z.g. regulateur. Men onderscheidt 3 methodes:
De overslagregeling. Is de machine te licht belast, m. a. w. wordt de snelheid te groot, dan wordt onder invloed van den regulateur de gasklep gedurende een of meer op elkander volgende arbeidsperioden niet geopend. De cilinder zuigt dan enkel lucht, zoodat geen explosie plaats vindt en dus geen arbeid wordt verricht,waardoor de versnelde gang weder vertraagt. Om de machine in staat te stellen ook wat meer arbeid te verrichten dan overeenkomt met het normale vermogen, wordt ze zóó gebouwd, dat reeds bij ontwikkeling van het als normaal aangegeven arbeidsvermogen om de 8 a 9 touren eene lading uitvalt. Deze explosies kunnen bij zwaardere belasting het verrichte arbeidsvermogen tot boven het normale verhoogen.
De inrichting, welke de overslagregeling beheerscht, is aangegeven in fig. 5 en 6. De nokkenas drijft door eene conische tandwieloverbrenging den regulateur, welks gewichten bij rondwenteling wijder uit elkander worden geslingerd, zie fig. 5. Deze gewichten lichten daardoor de bus d, waardoor de bus H op de nokkenas naar links wordt bewogen. Op deze bus. die door een spil gedwongen is de draaiingen van de nokkenas mee te maken, is de nok n aangebracht, die door middel van een gebroken hefboom (zie fig. 5 en 6) de gasklep a beweegt. Wordt nu bus H ver genoeg naar links verschoven, dan zal nok n naast het uiteinde van den gebroken hefboom worden verplaatst, zoodat opening van de gasklep achterwege blijft. De uitlaatklep, die op overeenkomstige wijze door nok en hefboom wordt beheerscht, wordt steeds op het zelfde tijdstip geopend. Het nadeel van deze overslagregeling is, dat ze het hoofdgebrek van de viertactwerking, t.w. den onregelmatigen gang, accentueert.
De kwaliteitsregeling. Geeft men de nok op bus H een afgeschuinden vorm, zie fig. 7, dan zal zijwaartsche verplaatsing langer of korter geopend zijn van de gasklep tengevolge hebben, m.a.w. het mengsel wordt meer of minder rijk aan gas, de explosies worden (binnen zekere grenzen) heviger of minder hevig, de gang van de machine wordt dus versneld of vertraagd. Een nadeel van deze methode is, dat de nuttige werking van de machine daardoor beïnvloed wordt, aangezien de verbranding van een zekere hoeveelheid gas, onder overigens gelijke omstandigheden, bij één bepaalde verhouding van gas en lucht, een maximum hoeveelheid warmte levert. (Bij normaal steenkolëngas ongeveer 6 deelen lucht op 1 deel gas. In de praktijk is deze verhouding in den regel niet kleiner dan 7 op 1, aangezien bij de theoretisch juiste verhouding de explosie te heftig is).
De kwantiteitsregeling is de beste; dikwijls toegepast tegelijk met een mengventiel met gedwongen beweging, als schematisch voorgesteld in fig. 8. Door vroeger of later openen van de mengklep a b verandert de hoeveelheid gasmengsel; de samenstelling blijft onveranderd. Ook bij deze regeling zal het nuttig effect van den motor achteruitgaan, hoewel in mindere mate, doordat een geringere hoeveelheid mengsel minder hooge verdichting en daardoor minder volledige verbranding tengevolge heeft. Wegens overeenkomst met de ouderwetsche smoorklep van de stoommachine spreekt men ook van smoorklepregeling.
Invloed van de reguleering op het brandstofverbruik. — Thermisch rendement van de brandstof noemt men de verhouding van de hoeveelheid warmte, die in den cilinder in arbeid wordt omgezet tot de totale hoeveelheid warmte, aanwezig in de toegevoerde brandstof. Verkort Rth Deze verhouding is vrij klein, gemiddeld 0.25, als gevolg van verliezen door onvolkomen verbranding, afkoeling en ontwijkende heete verbrandingsgassen. — Mechanisch rendement van den motor noemt men de verhouding van den arbeid, die aan de riemschijf op de motoras nuttig wordt ontnomen, tot dien, welke in den cilinder wordt verricht. Verkort Rm. Deze verhouding, gemiddeld 0.80, wordt beinvloed door de wijzigingsverliezen in den motor zelf. — Totaal of industrieel rendement noemt men het product van Rth en RmHoe gunstiger dit is, des te kleiner het brandstofverbruik per nuttig verrichte arbeidseenheid. Meestal uitgedrukt in M2 gas per effectief paardenkrachtuur = per P.K. uur, aan de riemschijf ontnomen. 1 P.K. = het arbeidsvermogen, noodig om 75 K.G. in 1 sec. 1 M. hoog te lichten. 1 P.K. uur is in staat dien arbeid een uur lang te verrichten, is dus het arb. verm., noodig om 75 x 3600 K.G. in 1 uur 1 M. hoog te lichten. Door de reguleering bij verminderde belasting wordt de cilinder minder heet (door het geringer aantal explosies of door de minder hevige explosies), waardoor de lading minder goed wordt voorgewarmd of gemengd en dus de verbranding minder volledig verloopt. Hierdoor daalt Rth, Aangezien de inwendige wijzigingsverliezen, onafhankelijk van de motorbelasting, vrij wel gelijk blijven, daalt Rm eveneens. Te meer daalt het totale rend., m.a.w. het gasverbruik per E P.K. uur stijgt. — Is het gasverbruik per E. P. K. uur bij de volle belasting = g M3 dan bedraagt het bij 0.7 dier belast. 1.15 g, bij 0.3. belast. l2/3 g, bij 0.1 ruim het 3-voud.
Een gasmotor moet dus niet veel te groot worden gekozen, terwijl bij sterk wisselend bedrijf op een veel hooger gasverbruik per E.P.Kuur moet worden gerekend dan gegarandeerd voor volle belasting. Fig. 9 geeft een gravure van een gasmotor voor de kleinindustrie, zooals er duizenden in gebruik zijn. We onderscheiden cilinder, zuigerstang, het voorste kussenblok, waarin de hoofdas draagt, een spatscherm voor het wegslingeren van olie door de kruk, het vliegwiel en een riemschijf. Cilinder en kussenblokken zijn als één frame gegoten, dat vast op een steenen fundeering is bevestigd. Vooraan valt de nokkenas op met de (beschermde) tandwieloverbrenging van de hoofdas. Links op de nokkenas zitten de twee nokken voor inlaatklep (boven) en uitlaatklep (onder, onzichtbaar).
Rechts daarvan de schermkast voor de regulateur-tandwieloverbrenging. Achter den regulateur zit een cilindrische, zelfwerkende mengklep, in doorsnee voorgesteld in fig. 10, die geen verklaring behoeft. Aangezienze zelfwerkendis.is hierbij een afzonderlijke smoorklep toegepast, die door den regulateur wordt beheerscht.Vóór den cilinderkop zien we de ontstekingsmagneet. Links daarvan steken de twee polen (of electroden) door den cilinderkop, terwijl een derde nok op de nokkenas zichtbaar is, die het magneetanker periodiek zijn kleine beweging geeft. De hoofdas is aan den vóórkant verlengd met een vierkant gedeelte, waarop een veiligheidsslinger kan worden aangebracht om de machine in gang te zetten.
Het aanzetten van den motor gaat minder gemakkelijk dan bij de stoommachine, waar stoom in gespannen toestand in den cilinder wordt toegelaten, terwijl voor het aanzuigen, comprimeeren en ontsteken van het gasmengsel in den explosiemotor noodig is, dat deze werkt. Bij kleinere machines wordt daarvoor de machine eenige keeren uit de hand rondgedraaid door middel van een kruk, totdat de explosie de as een zoodanige snelheid geeft, dat de zuiger zonder hulp de volgende arbeidsperiode kan halen. Aangezien de compressie de beweging uit de hand tegenwerkt en zelfs verhindert, is de uitlaatnok tweedeelig en verschuifbaar op de nokkenas bevestigd; door bij het aanzetten de kleinste der twee nokken de uitlaat te laten beheerschen, blijft de uitlaatklep voortdurend iets geopend, waardoor het optreden van den lastigen compressiedruk wordt voorkomen. De motor kan daardoor niet onder volle belasting worden aangezet. Voor het aanzetten van grootere motoren werd vroeger veelal een kleinere hulpmachine gebruikt. Tegenwoordig benut men voor dit doel saamgedrukte lucht, die òf door een aparte pomp, òf, bij nieuwere inrichtingen, door de machine zelf in den z.g. drukketel wordt gepompt. Voor het aanzetten wordt de uitlaatklep geopend en het vliegwiel zoover rondgedraaid (door de z.g. torninrichting), dat de zuiger aan het begin van de aanzuigperiode wordt geplaatst. Bij toepassing van een aparte luchtpomp opent men daarna een kraan, die de druklucht uit den ketel voert naar het z.g. aanzetventiel, dat is eenklep, aangebouwd tegen den cilinderkop, die normaal door een veer gesloten wordt gehouden en alléén door druk van buiten kan worden geopend.
De lucht drukt den zuiger vooruit, waarna aan het eind van den slag de kraan wordt gesloten. Het verdere verloop is gelijk aan het aanzetten uit de hand. Bij nieuwere uitvoeringen is het aanzetventiel zoodanig als laadventiel uitgevoerd, dat het 3 standen kan innemen, uit de hand te regelen. In den eersten stand, dien het onder het bedrijf inneemt, is de klep vast op de zitting geklemd. Vóór de motor wordt gestopt, wordt de klep in den tweeden stand gebracht, in welken stand ze door druk in den cilinder kan worden geopend. Wordt de gaskraan nu gesloten, dan blijft de machine nog eenige slagen doorloopen, waarbij de lucht van de compressieperiode door de thans als laadventiel werkende klep in den drukketel wordt geperst. Vóór aanvang van het werk wordt het ventiel in den derden stand gebracht, die alléén lichten van de klep naar binnen door een druk van buiten toelaat en waarin het dus als aanzetventiel werkt. — Eenige hulpinrichtingen zijn voor de goede werking van den gasmotor onontbeerlijk of althans nuttig. Teneinde het verbruikte gas te kunnen meten, wordt het eerst door een gasmeter gevoerd.
Alvorens het vervolgens naar de machine te voeren, is het voor de meest nuttige werking van het werktuig aanbevelenswaard een gasdrukregulateur in de leiding te monteeren, die den gasdruk en daarmede de samenstelling van het gasmengsel gelijk houdt, zie fig 11. De klep g is op een as bevestigd, waaraan een vlotter e vast verbonden is, die door eenige schijven B is belast. Het gas ontwijkt door klep g naar rechts in de motortoevoerleiding, terwijl de gasdruk zich voortplant boven den vlotter, welks inwendige ruimte in gemeenschap met de buitenlucht staat. Wordt de druk in de leiding grooter, dan zou meer gas naar den motor toevloeien; het gas drukt evenwel den vlotter dieper in de vloeistof, waardoor de klep en dus de gasdoorlaat geknepen wordt. Omgekeerd wordt de klep meer geopend en dus de gasdoorlaat ruimer, wanneer de vlotter licht door afnemenden leidingdruk. Noodzakelijk is het aanbrengen van een gas zak, die voorkomt,dat het stootsgewijze ontnemen van gas aan de leiding een ongunstigen invloed heeft op toestellen, die in de buurt op dezelfde leiding zijn aangesloten.
Het is een caoutchouc zak, waarin de gastoevoerleiding van het net en de gasafvoerleiding naar den motor monden. Deze zak werkt als windketel, d.w.z. de motor onttrekt daaraan het benoodigde gas, waardoor de druk daarin vermindert en het gas uit de leiding toestroomt. Wanneer de zakinhoud groot genoeg wordt gekozen, zal het toevloeien van het gas, dat alléén beheerscht wordt door het drukverschil in leiding en zak, regelmatig plaats vinden zonder stoornis voor de omgeving. De ervaring leert, dat de zakinhoud daarvoor 12 a 16 maal het gasverbruik per arbeidsperiode moet zijn. — Een luchtpot of zuigpot wordt aangebracht aan het eind van de buis, waardoor de benoodigde lucht aangezogen wordt. De lucht, die door eenige openingen binnentreedt, ondergaat door de plotselinge verwijding een groote snelheidsvermindering, waardoor eventueel meegenomen stof of vuil kan bezinken. Mede wordt hierdoor het optreden van het vervelende geruisch voorkomen, dat ontstaat door het aanzuigen van lucht door een nauwe buis. — De knalpot of uitblaaspot vormt een verwijding van de uitlaatleiding om het bij de verbranding gevormde water alsmede fijne oliedeeltjes daarin te doen neerslaan, terwijl mede het scherpe geluid van onder druk door een buis ontwijkende gassen daardoor wordt getemperd.
Behalve met steenkolengas worden gasmotoren ook met andere soorten gas gedreven, als zuiggas (zie GENERATOR), hoogovengassen en cokesovengas. De bij een zuiggasmstallatie gebruikte gewone gasmotor wordt in dat geval wel zuiggasmotor genoemd. Het gebruik van hoogovengas, dat vroeger ongebruikt in de lucht ontsnapte en bovendien de omgeving verpestte, in speciaal daarvoor geconstrueerde groote gasmachines, maakte het mogelijk de voor het geheele hoogovenbedrijf benoodigde energie daaraan te onttrekken. Deze groote gasmachines worden in 3 constructies uit gevoerd.
а. Tweetactmachine,systeem-Öchelhäuser, schematisch voorgesteld in fig. 12. In een aan weerszijden geopenden cilinder bewegen 2 zuigers v en h in tegenovergestelde richting, die de krukas w aandrijven, zuiger v direct en zuiger h door de stangen s. In den cilindermantel bevinden zich 3 series openingen a, l en g, dit afwisselend door de heen en weergaande zuigers geopend en gesloten worden. In het verlengde van de cilinderas is een dubbelwerkende perspomp aangebracht, die mede gedreven wordt. Deze pomp perst aan één zijde van den zuiger lucht en aan den anderen kant gas in twee afzonderlijke reservoirs, die met de openingen l en g in verbinding staan. Bevinden zich de beide zuigers in hun binnensten dooden stand, dus zoo dicht mogelijk bij elkander, dan is de ruimte daartusschen, zooals we zullen zien, gevuld met samengedrukt gasmengsel, dat langs electrischen weg ontstoken wordt en de zuigers uit elkander drijft. Dicht bij den buitensten dooden stand opent eerst zuiger v de poorten a, waardoor de afgewerkte verbrandingsgassen in de buitenlucht ontsnappen.Dadelijk daarop opent zuiger h de poorten l, waardoor samengeperste lucht uit den luchtketel binnentreedt en den cilinder schoon spoelt. Het laatst opent h de poorten g, waardoor een nieuwe lading gas binnenstroomt. Wanneer na het weder na elkander toeloopen van de beide zuigers de verschillende poorten weder gesloten zijn, wordt het tusschen de zuigers opgesloten mengsel gas en lucht weder gecomprimeerd en inden binnensten dooden stand van den zuiger op nieuw ontstoken, waarna een nieuwe arbeidsperiode begint.
Iedere twee slagen van de zuigers brengen dus één arbeidsperiode; vandaar de naam tweetactmotor. De perspomp is noodig, omdat bij deze machines maar weinig tijd beschikbaar is voor het intreden van de benoodigde hoeveelheden lucht en gas. De reguleering geschiedt door het explosieve mengsel armer of rijker aan gas te maken, en wel door het automatisch veranderen (door den regulateur) van den druk in den gasresp. luchtketel. Deze machines hebben het voordeel, dat ze rustiger loopen dan de viertact en dat de kleppen zijn vervallen. Theoretisch zouden ze bovendien slechts de halve afmetingen behoeven te bezitten van viertactmotoren van gelijk vermogen en het zelfde aantal omwentelingen. Ten einde echter te voorkomen, dat het versche gas met de spoellucht naai. buiten zou verdwijnen, zoolang de poorten a nog niet zijn gesloten, moet het laden zooveel worden vertraagd, dat de cilinder nog slechts voor 75% gevuld is als de poorten a gesloten worden. Het vermogen van deze machines wordt dus belangrijk kleiner, dan het zou kunnen zijn; aangezien ook de perspomp vrij veel arbeid vraagt, komt in de practijk van de kleinere afmetingen niet veel terecht.
b. Dubbelwerkende tweetactmachine, systeem Körting, schematisch voorgesteld in fig. 13. In den geteekenden stand wordt een hoeveelheid gasmengsel rechts van den zuiger, na te zijn gecomprimeerd, ontstoken, waardoor de zuiger naar links wordt gedrukt. Zoodra de zuiger de poorten in het midden van den cilinder is gepasseerd, kunnen deverbrandingsgassen ontsnappen. Direct daarop wordt automatisch het rechtsche inlaatventiel, dat in de fig. niet voorkomt, geopend, waardoor de druklucht (van één der twee onderste perspompen) binnen treedt en den cilinder schoon spoelt. Links van den zuiger is middelerwijl eveneens een lading gecomprimeerd en geëxplodeerd, waardoor de zuiger weer naar rechts wordt geslingerd en de rechtsche helft van den cilinder weer van de buitenlucht afsluit. In deze ruimte wordt nu door het rechtsche inlaatventiel gas en lucht toegelaten, welk mengsel na het sluiten van die klep weder door den zuiger wordt saamgedrukt en in den rechtschen dooden stand ontstoken. Dit zelfde proces treedt periodiek ook links van den zuiger op. Iedere zuigerslag brengt dus één explosie, vandaar de naam ééntactwerking.
Fig. 14 geeft een gravure van een dergelijke ééntactmachine. De inlaatkleppen boven op den cilinder, de ringvormige verhooging in het midden van den cilinder, waarin de poorten monden, de regulateur en de twee compressiecilinders voor lucht en gas zijn duidelijk te onderkennen. Deze machine onderscheidt zich door haar rustigen gang. Een nadeel is het optreden van de pakkingsbussen, die bij de machine van Öchelhäuser niet noodig waren. Wanneer men in een aan weerskanten gesloten cilinder aan beide kanten van den zuiger een viertactwerking tot stand laat komen, heeft men een c. Dubbelwerkende viertactmachine, die ia hare werking overeenkomt met een tweetactmachine. Laat men twee dergelijke cilinders achter elkander met een verlengde zuigerstang op een gemeenschappelijke krukas werken, met verspringende arbeidsperioden, dan ontstaat een dubbelwerkende viertact-tandemmachine, die in het wezen der zaak overeenkomt met een ééntactmachine. Bij deze viertactmachines vervallen de spoel- en laadpompen, zoodat de constructie zeer wordt vereenvoudigd. Het totale rendement van deze machines is dan ook veel grooter dan bij de beschreven twee- en eentactmotoren.
Vergelijking tusschen gasmotor en stoommachine. — Aangezien een gasmotor weinig bediening behoeft, terwijl de bij een stoommachine behoorende ketel voortdurend toezicht en bediening van een stoker vereischt, is in het klein-bedrijf de stoommachine vrijwel volkomen door den explosiemotor verdrongen. In het groot-bedrijf is dit den gasmotor, wegens de hooge exploitatiekosten als gevolg van het gasverbruik, niet mogen gelukken. Een zuinig werkende stoommachine toch gebruikt per effectief paardenkrachtuur 0.6 K.G. kolen, ad 1.25 cent per K.G. = 0.76 cent, terwijl de gasmotor per zelfde arbeidseenheid 0.45 M3 lichtgas gebruikt, ad 5 cent = 2.25 cent. Op zijn beurt heeft de gasmotor in de laatste jaren het op de stoommachine veroverde terrein weer prijs moeten geven aan den electromotor, die, even eenvoudig in de bediening, nog minder toezicht vereischt. In het groot-bedrijf, speciaal in de hoogoven- en cokesovenbedrijven, zal de gasmachine nog lang de concurrentie tegen andere vol kunnen houden wegens het nuttig gebruik van de anders minder doelmatige te benutten afvalgassen.
Explosiemotoren voor vloeibare brandstoffen, hebben het voordeel, dat ze niet aan een gasfabriek zijn gebonden ais de gasmotoren (uitgezonderd de zuiggasmotoren, waarbij het gasontwikkelingsapparaat een deel uitmaakt van de installatie). Daarom veelvuldig gebruikt voor landbouwwerktuigen, auto- en vliegmotoren en scheepsmotoren. Er is onderscheid te maken tusschen benzine-, spiritus- en petroleummotoren eenerzijds, genoemd naar de daarin als drijfkracht gebruikte brandstoffen, die in inrichting en werkingswijze geheel met de gasmotoren overeenstemmen, en de motoren met langzame verbranding, als Diesel- en Bronsmotoren.
De Benzinemotor werd ongeveer 1876 op de markt gebracht. Een deel van de benoodigde lucht werd door een laag benzine heengezogen en met benzinedamp verzadigd. Voor hare toetreding in den cilinder werd de benoodigde overmaat van lucht toegevoegd, waarna het explosieve mengsel op dezelfde wijze hare werking vervulde als het gas-luchtmengsel in den gasmotor. Deze eenvoudige vergassingsinrichting had het nadeel, dat de benzine, een uit ruwolie verkregen destillatieproduct van 80 tot 100° C., allereerst haar lichtere bestanddeelen verloor, waardoor de zwaardere deelen achterbleven en de verzadigingsgraad van de lucht met benzinedampen op den duur afnam. Ze is dan ook bij alle motoren van deze tweede groep vervangen door eene inrichting, waarbij de benoodigde hoeveelheid brandstof telkens door middel van een pompje of op andere wijze in fijn verdeelden toestand met de aangezogen lucht wordt vermengd. Deze methode, waarbij eene gelijkmatige samenstelling van het gasmengsel is verzekerd, vereischt nauwkeurige en gevoelige inrichtingen. Een dergelijke vergasser, zooals tegenwoordig veel gebruikt bij motoren, gedreven met benzine, benzol en spiritus, is voorgesteld in Fig. 16. Links bevindt zich een vat met vlotter, rechts de eigenlijke vergasser of carburator. (Benzine is een verbinding van koolstof en waterstof.
Met benzine verzadigde lucht heet daarom gecarbureerd, d. i. van koolstof voorzien). In den bodem van de vlotterkamer bevindt zich een conische regelklep, die geopend wordt wanneer de met den vloeistofspiegel dalende vlotter door middel van twee hefboomen de klepstang opwaarts drukt. Rijst de vlotter door de in het vat vloeiende benzine, dan wordt de klep door haar eigen gewicht gesloten. Deze inrichting houdt dus den vloeistofspiegel op constante hoogte in het reservoir en dus ook in het communiceerend daarmee verbonden buisje, dat eindigt in den vergasser. Deze laatste ruimte, waarin de luchtaanvoerbuis mondt, staat in verbinding met den cilinder. Boven het eind van het communiceerend buisje, dat door een geperforeerd plaatje is afgesloten (vandaar de naam sproeier of verstuiver) bevindt zich een kegelvormig stuk. Gedurende de aanzuigperiode ontstaat in den vergasser een drukverlaging, waardoor de benzine met kracht als een fijne regen uit den verstuiver wordt gedrukt en door het kegelvormige lichaam zijwaarts wordt weggekaatst. Daar wordt ze meegenomen en opgelost door den luchtstroom uit de luchtbuis, waarna het explosieve mengsel in den cilinder treedt, waar het op de gewone wijze in arbeid wordt omgezet.
Deze motoren zijn steeds als viertactmotoren uitgevoerd; hunne constructie is eenvoudig, waarvan een groote bedrijfszekerheid het gevolg is. Met het oog op het licht brandbare bedrijfmiddel verkiest men de magneetelectrische ontsteking boven die met een gloeibuis. De benzinemotor vindt enorme toepassing in de automobiel- en vliegtechniek. De koeling van den cilindermantel wordt daarbij in den regel verkregen door aangegoten ribben op het cilinderlichaam, waarlangs een luchtstroom wordt geleid, opgewekt door een luchtschr ef, welke vanaf den motor wordt bewogen. Bij grooter capaciteit (meer dan 25 a 30 P.K.) is de luchtkoeling onvoldoende en moet waterkoeling worden toegepast, welke inrichting schematisch voorgesteld is in fig. 16. Het behoeft geen nader betoog, dat bij deze inrichting hetzelfde water beurtelings de warmte moet opnemen van de cilinderwanden en afgeven aan de buitenlucht. Het water verricht onder invloed van een centrifugaalpompje p een kringloop van het reservoir c door de pomp naar den radiator r q p en vandaar door de cilindermantels a en b en verbindingsbuis 5 weder naar c. De radiator is eene lange ijzeren buis, van ribben voorzien, die voor beter koeling van het doorstroomende water weder door een luchtstroom wordt getroffen, die door een luchtschroef wordt opgewekt. De Spijkerauto’s bevatten een z.g. honingraat-radiator, die bestaat uit een groot aantal korte roodkoperen pijpjes, waardoorheen de lucht stroomt, terwijl het koelwater om de pijpjes circuleert.
Ook worden bij auto’s waterkoelinrichtingen gebruikt zonder pomp, zooals we die bij gasmotoren leerden kennen, waarbij het verschil in soortelijk gewicht van warm en koud water de strooming moet opwekken. Deze inrichting heet thermosyphon. Fig. 17 stelt een automotor voor, ééncilindrisch. De cilinder, het vliegwiel en de magnetodynamo met de geleidingsdraden naar den cilinder vallen duidelijk in het oog. Fig. 18 stelt den z.g. Gnômemotor voor als voorbeeld van een vliegtuig-motor. Deze motor vertoont de eigenaardigheid, dat de 7 cilinders in een gemeenschappelijk frame zijn saamgebouwd, dat door middel van twee kogellagers draaibaar is om krukas 4. Aan dat frame is de luchtschroef bevestigd. De cilinders draaien dus om de as en doen alzoo dienst als vliegwiel. Om de exentrische kruktap 3 is een kogelkop draaibaar, waaraan de 7 stuks drijfstangen 2 zijn bevestigd.
Iedere drijfstang draagt aan het eind een zuiger 1. Draait het cilinderframe nu om de krukas, dan bewegen de cilinders zich beurtelings van en naar de kruktap, terwijl de zuigers t. o. van dat element hun zelfde plaats behouden, m.a.w. de zuigers bewegen in de cilinders op en neer. De krukas, kruk en kruktap, die hol zijn, vormen één doorloopend kanaal, waarin de benzine door een pomp wordt geperst. In de kruktap bevindt zich een opening, die de benzine gelegenheid geeft, achtereenvolgens in de verschillende holle drijfstangen te vloeien, waarna zij door den eveneens doorboorden zuiger en de inlaatklep 6 in dien zuiger de cilinderruimte kan bereiken. De voor de verbranding noodige lucht komt door een klep in het cilinderdeksel binnen. Heeft de explosie plaats gehad door de opgewekte vonk (de stroom wordt door de leidingen 7 geleid), dan kunnen de afgewerkte gassen gedurende de uitlaatperiode door de uitlaatklep 9 ontsnappen.
De nokken, die deze kleppen beheerschen, zijn aan den linkerkant van de krukas zichtbaar. De motor wordt in gang gezet door de schroef met een forschen ruk rond te draaien. Een gevaar voor de benzinemotoren schuilt in de enorme brandbaarheid van benzine. Men heeft daarom getracht, behalve bij auto’s en vliegtuigen, waar de bedrijfszekerheid hoofdvereischte is, de benzine door minder brandbare resp. vluchtige brandstoffen te vervangen. Bij de benzinemotoren zelf heeft men het gevaar tot een minimum gereduceerd door het gebruik van onontplofbare tanks.
De Petroleummotoren komen in hoofdzaak met benzinemotoren overeen. Het bezwaar, aan deze motoren verbonden, vindt zijn grond in de mindere vluchtigheid van petroleum (destillatie-product van ruwolie tusschen de temperaturen 170 en 300° C.). Op den betrekkelijk kouden zuiger, die telkens gedeeltelijk den cilinder verlaat, slaat petroleumdamp neer, die in de buitenlucht verdampt; vandaar de onaangename reuk, die dezen motoren eigen is. Verder geeft het neerslaan van petroleum met verbrandingsresten aanleiding tot vervuilen van de machine, zoodat de bedrijfszekerheid minder groot is dan bij de benzinemotoren. Ook komt, als bij laatstgen. motoren, het vervluchtigen van de brandstof niet zonder hulp tot stand. Bij iederen petroleummotor behoort dan ook, behalve eene inrichting (hoog reservoir of beter pomp), beheerscht door een regulateur, die periodiek de benoodigde hoeveelheid brandstof afzondert en perst door den verstuiver, een verdamper, die in de plaats treedt van den vergasser bij de benzinemotoren, waarin de fijn verdeelde petroleum tegen heete wanden (minstens 300° C.)' wordt gespoten, waardoor ze in dampvorm overgaat. Fig. 19 geeft een verstuiver met verdamper zooals veelvuldig wordt toegepast. Wanneer de nok links boven in de fig. naar beneden is gericht, zuigt de kleine plunjer k petroleum uit de aanvoerleiding, welke hoeveelheid door den neerwaarts bewegenden plunjer door middel van den verstuiver a als een cilinder van petroleum in den verdamper b wordt gedreven. Door het neerdrukken van de klep c komt de cilinderruimte in verbinding met den verbrander, zoodat de voortsnellende zuiger lucht door de klep g aanzuigt.
Deze lucht treft den petroleumcilinder en verstuift hem tot fijne druppels, die door aanraking met de door de vlam verhitte wanden in damp overgaan en met de lucht het explosieve mengsel vormen, dat door c in den cilinder treedt, waar het de bekende viertaktwerking weer verricht. Vóór de verbrandingsgassen van de vlam in den dubbelen wand van den verdamper verdwijnen, verhitten ze de gloeibuis, die straks aan het eind van de compressieperiode het gecomprimeerde mengsel van lucht en petroleumdamp zal explodeeren. De oudere viertactmachine wordt hoe langer hoe meer vervangen door den in tweetact werkenden z.g. Gloeikopmotor, die vooral als scheepsmotor toepassing vindt. De 3 figuren 20 geven schematisch het beginsel dezer motoren weer. Het frame vormt om de krukas een luchtdicht gesloten kast, waarin rechts beneden een klep zichtbaar is, die door druk van de buitenlucht naar binnen kan openen. Over een deel van den wand is de koelmantel links onderbroken door een inlaat- en rechts door een uitlaatopening. De cilinder is boven kegelvormig uitgebouwd, waarin het pijpje van de brandstofpomp mondt. Deze uitbouw, de gloeikop, is om warmteuitstraling te voorkomen door een kap omgeven.
De eerste der 3 figuren stelt den zuiger voor in opgaande richting. De uitlaatopening is afgesloten, zoodat de lucht boven den zuiger wordt samengedrukt. Aan den onderkant zuigt de plunjer lucht naar binnen door de klep in de framekast. Even vóór het eind van den slag (zie 2e fig.) wordt een brandstoflading in den gloeikop gespoten, waar ze verdampt en met de lucht wordt vermengd, waarna door de hitte van den gloeikop een explosie plaats vindt, die den zuiger naar beneden slingert. De lucht onder den zuiger wordt een weinig saamgedrukt (ongeveer tot l/4 atm. overdruk) zoodat, wanneer na het vrijkomen van de uitlaatopening de linksche inlaatopening vrij komt, lucht uit de framekast de in den cilinder achtergebleven verbrandingsgassen naar buiten spoelt, zie 3e fig., waarna hetzelfde proces weer aanvangt. Deze motoren hebben dus iedere omwenteling een explosie. Om den motor aan te kunnen zetten moet de gloeikop van te voren met een daarvoor bestemde lamp worden voorgewarmd. Ten einde oververhitting van den gloeikop te voorkomen, waarvan vóórexplosies het gevolg zouden kunnen zijn, wordt bij iedere omwenteling water in het inlaatkanaal gespoten, dat ten koste van een deel der warmte van de gloeikopwanden verdampt.
De hoeveelheid water wisselt met de belasting. Bij grootere machines wordt weer druklucht toegepast bij het aanzetten, zooals we dat bij de gasmotoren hebben gezien. Ook de kwestie van het koelwater is op dezelfde wijze opgelost. Een uitstekende scheepsmotor is de Kromhoutmotor. De eigenlijke gloeikop is hier vervallen, ten einde het injectiewater overbodig te maken.
Boven op den cilinder is nog een afzonderlijke verbrandingskamer gebleven, waarvan de wand evenwel gekoeld wordt behoudens het deksel, waaraan de zoogenaamde verbrandingsplaat bevestigd is, welke in de verbrandingskamer vrij hangt. Door het inspuiten van de brandstof op het allerlaatste oogenblik wordt het optreden van vóórexplosies voorkomen. Deze motoren bezitten steeds kwaliteitsregeling, in dier voege, dat de brandstofpomp (bij meer cilinders één per cilinder) beheerscht wordt door een nok,waarvan de slag onder invloed van een regulateur wordgewijzigd. De smering geschiedt meestal door een centrale smeerpomp, bestaande uit evenveel aparte plunjers met smeer leidingen, als er verschillende smeerpunten zijn. De slag van iederen plunjer is uit de hand verstelbaar.
De gloeikopmotor van Körting wordt als viertactm. uitgevoerd. Deze werkt gelijk een viertact-gasmotor, met dien verstande, dat de gloeikop hier de plaats van de electrische ontsteking inneemt. Deze motoren werken ook met ruwolie. In het landbouwbedrijf zijn de petroleummotoren veelvuldig verdrongen door de spiritusmotoren, die wegens het meer vluchtige karakter van deze brandstof, minder last van vervuiling hebben, terwijl mede als gevolg daarvan de verbranding bijna volkomen plaats vindt, zoodat de uitlaatgassen bijna reukeloos zijn. Een bepaalde verdamper is hier niet noodig. Het is voldoende de lucht of het laadmengsel door buizen te leiden, die door de heete uitlaatgassen of door het betrekkelijk heete koelwater worden omgeven.
Dikwijls ziet men geheel af van een bijzondere voorwarming, daar het gasmengsel op zijn weg naar den cilinder voldoende warmte opdoet, om de spiritus te verdampen. Bij het aanzetten van spiritusmotoren laat men den kouden motor eenige oogenbliken met benzine werken, welke brandstof, zooals we zagen, in ’t geheel geen vóórwarming noodig heeft om te verdampen. Zoodra de cilinder voldoende warm is, wordt de voeding van benzine op spiritus overgebracht. Een bijzonderheid van deze motoren is de hooge compressie (tot 15 atm.), die mag worden toegelaten vanwege de minder sterke explosieve mengsels, die hierbij optreden. Ze hebben daardoor een gunstig thermisch rendement. Tegenover alle voordeelen staat het nadeel van den hoogen prijs van spiritus, waardoor de kosten per verrichte arbeidseenheid vrij groot worden.
Motoren met langzame verbranding, gelijkdrukmotoren, het eerst gebouwd door Diesel (einde vorige eeuw), vandaar Dieselmotor. Komt in bouw overeen met den expl. mot., maar wijkt in werking daarvan op belangrijke punten af. In de eerste plaats door de hooge verdichting, tot. 35 atm., (bij den gasm. niet hooger dan 15 atm., om vóórtijdige explosie te voorkomen), waardoor het therm. rend. gunstig uitvalt. Diesel bereikte dit door gedurende de eerste twee perioden alléén lucht te laten aanzuigen en comprimeeren. Door de sterke compressie stijgt de temp. tot ± 600° C, voldoende om de brandstof te verbranden, zoodat een bijzondere ontstekingsinrichting overbodig is. Een derde voordeel levert de geleidelijke verbranding van de brandstof. Deze wordt n.l. gedurende het eerste tiende deel van de 3de periode in de cilinderruimte gespoten, waardoor, aangezien de zuiger onderwijl het volumen gevormd tusschen zuiger en cilinderdeksel, vergroot, de druk in den cilinder gelijk blijft; vandaar ook gelijkdrukmotor. De verbrandingstemp. stijgt daardoor lang niet zoo hoog als bij den expl. mot., waardoor minder warmte door afkoeling verloren gaat.
Een vierde voordeel is verbonden aan de voortreffelijke reguleering. De brandstofpomp, die wordt beheerscht door den regulatuur, voert bij wisselende belasting eenvoudig gedurende korter of langer tijd brandstof toe. De hoeveelheid lucht en dus ook de ontstekingstemp. blijft steeds dezelfde. Bij afnemende belasting komt dus de brandstof in aanraking met een betrekkelijk grootere hoeveelheid lucht, waardoor de verbranding meer volkomen plaats vindt en het thermisch rendement stijgt. Het mech. rend., dat kleiner wordt, zal bij toenemende belastingafname den doorslag geven, zoodat bij sterk verminderde belast, ook bij deze motoren het tot. rend. geringer wordt; bij kleine belast, afname is het evenwel gunstiger dan bij volle belasting. Ongeveer geldt, dat bij 0,8 der volle belast, het brandstof-verbr. per E-P. Kuur 0.93 is van dat bij volle belast., bij 0,6 v.b. bedraagt dit verhoudingscijfer 1, bij 0,1 ruim 3. De Dieselmotor leent zich dus bij uitstek voor wisselend bedrijf. Bij vrijwel constant bedrijf wordt ze geëvenaard door benzinemotoren en overtroffen door zuiggasmotoren.
Fig. 21 geeft een schema van een Dieselmotor; de koelmantel is niet geteekend. Een luchtpomp pompt lucht in het inblaasvat 6 en door het openen van den afsluiter, ook in het aanzetvat d. De luchtdruk is ± 50 atm. Gaat zuiger 2. naar beneden, dan wordt lucht uit de gesloten framekast door buis c en luchtinlaatklep o in den cilinder gezogen. Gedurende de 2de periode zijn alle kleppen gesloten en wordt de lucht samengeperst tot ± 35 atm. Opgemerkt zij, dat de kleppen een gedwongen beweging hebben, d.w.z. dat ze van af een nokkenas worden geopend. Door die compressie stijgt de temp. tot ongeveer 600° C, dat is hooger dan de aanstekings-temp. van vloeibare brandstoffen. Gedurende het eerste tiende deel van den 3den slag pompt de brandstofpomp p. brandstof uit het brandstofreservoir r in de ruimte t boven de brandstofnaald U, welke gedurende dien tijd van haar zitting wordt gelicht. De druklucht uit 5 krijgt daardoor gelegenheid brandstof in den cilinder te blazen.
Ten einde deze zoo fijn mogelijk te verdoelen, is om de naaldklepstang een z.g. plaatverstuiver aangebracht, waarin de brandstof door fijne openingen wordt geperst, zoodat ze in verstoven toestand in den cilinder treedt. Hier vindt ze de benoodigde lucht, verhit boven de vereischte ontbrandingstemp., waardoor ze op volkomen wijze verbrandt. Gedurende het resteerende deel van den slag zetten de onder hoogen druk opgesloten verbrandings-gassen zich uit, waardoor de zuiger verder wordt voortgedreven. Tijdens den 4den slag worden de afgewerkte gassen door de geopende uitlaatklep u. verwijderd. Bij het aanzetten van de machine doet de lucht uit het aanzetvat d. dienst, die door het openen van den afsluiter op den kop van dit vat boven klep m.wordt toegelaten. De brandstofklep moet dan gesloten blijven. De luchtpomp wordt bij nieuwere machines veelal tweedeelig uitgevoerd,met dien verstande, dat de lucht achtereenvolgens in twee cilinders tot den hoogen druk wordt verdicht; om de daarbij optredende hooge temp. te voorkomen, wordt ze tusschen de twee bewerkingen gekoeld.
Een voordeel van den D.-motor is nog, dat ze voor verschillende minderwaardige en dus goedkoope brandstoffen geschikt is. Behalve gewone petroleum komen als brandstof in aanmerking: ruwolie, teerolie, verkregen bij de gasbereiding uit steen- of bruinkolen en uit petroleum, naphtaline, benzol e. a. Het hoofdgebrek van den D.-motor zit in de viertactwerking. Door den hoogen compressiedruk zou de beweging zeer onregelmatig worden, waardoor zware vliegwielen noodig zijn. Mede maken de hooge drukkingen, ook in de luchtpomp, een krachtige constructie van de heele machine noodig, waardoor wrijvingsverliezen ontstaan, die het mech. rend. drukken. Voor kleinere vermogens zijn ze dan ook niet rendabel. Ze worden, evenals de grootere gasmachines, ook liggend gebouwd als tweelingtandemmachine.
In den jongsten tijd vinden D.motoren veelvuldig benutting als scheepsmachine. Een Nederlandsche vinding, de Br ons motor, vinde hier nog met een enkel woord vermelding. Gedurende de aanzuigperiode wordt brandstof in een met den cilinder verbonden ruimte gezogen. Aan het eind van de compressieperiode vindt in deze ruimte een explosie plaats, die bij den aanvang der 3de periode de overige brandstof in den cilinder perst, waar ze evenals bij de D.-motor verbrandt. Het inblaasvat en de brandstofpomp zijn dus overbodig, waardoor de motor eenvoudiger is en voordeeliger werkt.
