Motor. Motorns utveckling. Ottomotor. '10 Allman motorteknik

Transkript

1 '10 Allman motorteknik Motor Motorns utveckling Ottomotor De lorsta anviindbam ldrbranningsmotorema paten_ terades 1875 av tyskarna N A Otto och E Langen. De var fyrtaktsmotorer som drevs med gas, va ijr det var niidvendigt med ett gasverk i nerheten. Dessa motorer anvdndes mest vid mindre indust er och hos hantverkare. Senare ercattes gasen av bensin som drivmedel, vilket gjorde att motorn kunde flyttas och ftck ett mycket stiirre anviindningsomrede. Ottomotom eller bensinmotorn som den ocksa kalas har sedan vidareutvecklats och finns i dag fremst i personbilar och vissa letta lastvagnar. Ottos och Langens fyrtaktsmotor

2 Aln'ran motortel'n k 11 Dieselmotot Namnet dieselmotor kommer fran dess uppfinnare RudolfDiesel, som 1892 lick patent pe en ny motortyp. Tanken bakom motorn var att den skulle d vas med ett billigare briinsle an bensin. Fran b6rjan var det meningen att den skulle drivas med ett fast bransle. kolpulver, men mycket snart under utvecklingsarbetet 6vergick Diesel till att driva den med flytande brensle, det som i dag aumant kallas lor dieselolja. Diesels motor 1893 Diesels motor var stor och klumpig och inte gjord fiir att s:ittas i nagot fordon. Det kom att drdja anda lram till biirjan av 1920-talet innan ett par tyska laslbilstillverkare installerade nagra tvecylindriga molorer. Motorema hade en effekt om ca 22 kilowatt (30 hk). I mitten av 30-talet anvande Volvo en motortyp som peminnerom dieselmotorn. Hesselmanmotorn som den hette kom?iven att kallas "halvdiesel". Den drevs med dieselolja men hade ett elektriskt tiindsystem levererade Volvo sin fij$ta personb,il med dieselmotor. Den gick att fa med fem eller sex cylindrar, och en cylinde olym pe ca 2 eller 2,41. Sexan har en effekt De 71 kilowatt (96 hk).

3 12 Alman motorteknrk Olika typer av motorer Radmotol Den vanligaste motortypen ar den ddr cylindrarna placerats i en rad efter vamndra, den kallas aven "rak motor", t ex B 4 B idr PV 444. B 2l lor 240 och B 204 Itir 740 med l6 ventiler och balansaxlar. B 30lor 164-serien en rak sexa.,so& V-motor Om cylindrarna placeras i tva rader i vinkel mot varandra, kallas motorn V-motor. Motortypen ar vanligast niir det ga er sttjrre motorcr, fren sex upp till sexton cylindrar, eftersom det ger en kofi och kompakt motor. Exempel pa Volvo-motorer B 27, B 28 och B280 (700-serien). Bensinmotor Boxef-motof Om cylindrarna ligger horisontellt mot varandra, kallas motom boxermotor eller flat motor. Den anvends mest diir man inte vill ha sa h6ga motore., tex Volkswagen - "Bubblan" - och Porsche. Wankelmotor I stellet for kolvar som liiper i cylindrar, har Wankelmotorn en rotor som snurrar i en oval cylinder. Under den fiirsta lredjedelen ar rarrer sugerolorn in luft i cylindern, liirbriinning sker i nesta skede och efter ytterligare ett tredjedels varv trycks avgaserna ut. Motortypen?ir dock ovanlig eftersom man alltid haft problem med slitag och att la absolut t:itt mellan rotorn och cylindems vaggar. Dieselmotor

4 Alman motortekn k 13 Bensinmotor Dieselmotor Motorns arbetssatt Principen liir den typ av kolvmotor som anvaints i de allra flesta bilar anda fram rill idag er ijver 100 ar gammal. Tekniskt sett har den dock utvecklats ocb finslipats undef arens topp. Motorn arbetar genom att en eller flera kol\ ar rcir sig j runda cylindrar. Kol!arna sstts i rdrelse aenom att man tilllor brensle och s.-yre och astadkommer en lorbr?inning. Gaser_ na som de biidas blir mycket varma och utvidgar sig. Kraften vid lijrbranningen liknar tryckvagen vid en explosion. Genom att Astadkomma menga explosioner per minut. eller litrbriinningar som vi fortsettninssvis kommer att kalla dem, kan man ii ut stor el-fekt ur en motor. Det finns oiika sett att astadkomma liirbranningar i en lijrbr:inninssmo_ tor. I eldre bensinmotorer blanr.lar man luft och bransle i en ldrgasare _ i nyare motorer sprutas brenslet in i rnloppsrtjret - och antander branslelullblandningen med el? e/ektr.lrt gr*ld. Varvtalet regleras genom miingden br?insle-luftblandning. I en dieselmotor pressar man ihop. komprimerar, luft tjll ett mrcket hcjet tryck i cyl;ndrarna. JLr hcigri rryck - som skapas, desto varmare blir den kompnmerade luften. Meningen ar all luften ska bli sa larm arr bianslet sj:ilvantends. ndr det sprutas Jn i cv_ ljndlatna. I en dirsclmotor tillfd6 AI tid lulten och bhnslel Mt fdt iip. Hastigheren. eller \ ar! talit pi iieselmolorn, regleras genom hur mycket briinsle som sprutas in i cyjindierna. Kot,,en suger in lika mlcket Iuft oavsett varvtalet.

5 14 Allmen motorteknik Da luften komprimeras till hiigt tryck i dieselmotorn staller det stora krav pa att den ar tiit. Det hiiga trycket innebar ocksa stora mekaniska pafrestningar inne i motorn. Detta gdr att dieselmotorn meste D.tggds my&et ba iigate enbensinmotorn. Den hiiga kompressionen ger ett battre utnyttjande av briinslet, dvs dieselmotorn lar en htig verkningsgrad. I princip kan man sega att motorns effekt star i proportion till cylindervolymen och kolvens slaglengd. Cylindervolymen er den volym, som kolven tranger undan pa sin veg lian den nedre vendpunkten (nedre dijdpuntt, ND) till den ttvre vendpunkten (ijvre dddpunkt, OD), multiplicerat med antalet cylindrar. MAttet anges avrundat i kubikcentimeter (cm') eller liter, t ex 2000 cmr eller 2liter (B 20.) Med siaglengd menas avstendet mellan OD och ND. Man brukar saga att en motor har kort eller leng slaglangd. Med kort slaglangd (vanligast idag) menas att slaglangden ar ungef:ir lika med cylinderdiametern. Kralten F get etl Kompression 8:1. Siftrcna visar l6he andet mellan volymen o.vanf6r kolven i ND och OD 0- odt ND o -8 NO Motor B Eftersom dessa typer av ftjrbranningsmotorer ar effektivare 5n andra altemativ, har de varit de mest anvenda under bilens hela utveckling. Men i och med att motofordonen blivit sa vanliga och en fdrbiinningsmotor avger skadliga avgaser, kommer fiirmodligen en utveckling att ske mot renare motoraiternativ.

6 Alman motorteknlk l5 M = LNnl Katten F get ett vidande moment M i vevaxeln Fyrtakts- och tuataktsmotor En fiirbranningsmotor kan arbeta enligt lyrtakts- eller tvataktspincipen. I en tvataktsmotor sker lorbrenning va.je gang kolven er itopplege, medan det i en fyfiaktare sker varannan gang. Kolvens riirelse 6verftirs via vevstaken till vevaxeln som setts i rotation. Br:inslets lag.ade energi har diirmed omvandlats till mekanisk energi. fl"o,tr-, En modern fyftaktsmotor har tva eller flera ventiler placerade i cylinderns topp. Ventilerna dppnar och stanger i takt med kolvens 16- relser. Motor B 234t 204 har tyra ventiler pet cylincler

7 16 Allmen motortekfik ottomotol Principen ftjr en fyrtakts ottomotor ar fijljande. L Inloppstakten Inloppsventilen 6ppnar samtidigt som kolven rijr sig neret. I ufl blandad med fiolijrdelad bensin qugs in i cylindem. 2. Komprcssionstakten Kolven vender och ger uppat samtidigt som inloppsventilen stanger. Br:insleluftblandningen komprrmera5 och i.lul.kedet er lemperaturen omkring 200'C och trycket omkring I MPa (ca 10 bar). 3. Fiirbriinnningstakten Ner kolven passerar sitt iive$ta lage, antander tandstiftet brensleluftblandningen som daexploderar och tvingai kolven med stor kraft neret. 4. UtbHsningstakten Ner kolven gar uppet igen dppnas avgasventilen och de lorbrenda avgas rna trycks ut

8 Allrnan motorteknik 17 Dieselmotor Principen fitr en fyrtakts dieselmotor ar loljande. I. Inloppstakten N:ir kolven biirjar riira sig nedet, itppnas inloppsventilen och ren luft sugs in eller trycks in med hjzilp av turboaggregat. 2. Kompressionstakten Kolven iir pi viig uppit och bade inlopps- och avgasventilema er stengda. Luftens temperatur och tryck stiger, mot slutet av komprgssionstakten iir lufttemperatdren ca 'C och trycket ca 2,5 MPa (25 bar). Alldeles innan kolven natt sitt hiigsta l?ige sprutas briinslet in. 3. Arbetstakten Branslet antands genom luftens hiiga temperatur och de utvidgande gaserna pressar ner kolven. Tempetaturen er i ftirbranningsiigonblicket ca 'C och trycket ca I I MPa (l l0 bar). 4. Utblisningstakten Alldeles innan kolven natt sin nedre vendpunkt iippnas avgasventilen. Under sin vag uppat i cylindern pressar kolven ut avgaserna. Fiirloppet biirjar sedan pa nytt med en inloppstakt.

9 18 Allmen motortekn k Motorkropp Konstruktion och funktion Volvos motorer bcstar i huvudsak av: 8234 FI2O4E

10 A man moto teknlk 19 Fijr att undvika att vibralioner fran motorn forlplantar sig till karossen star motorn pa tve gummikuddar' som samtidigtilinar som fis!en Inloppslufien gar jn och avgaserna ui.\'-ia de hopbyggoe inroon. e'inrorcr.om \lllel pa sldjn d\ C\l:nLleltruruoer. Rorer i,nn. iolrl; rrlfijl.lnden bcrocnde nj Iilrgasarcn. lnsplulnlngsmotorerna har separala ror' Mototfeste Sepatat Separat grcnrof Hopbyggt 9rcnrcr

11 I 20 A lman motortekn k Cylinderhuvud Cylinderhuvudet (topplocket) ar det lock som letar fbrbr:inningsutrymmets ijvre ende. Nar motorn gar sker standiga fiirbrenningarinuti cylindern, vilket staller stora krav pa tatningen mellan cylinderhuvudet och Cylinderblock cylinderblocket. Om tetningen inte fungerar, lorsvinner den kraft som erhalis vid lorbriinningen och motor blir svag. t c)'linderhuvudet sitter?iven inlopps- och avgasventiierna, vilka kontrollerar fliidet av bransleluftblandningen til I och avgaserna fren cylindrarna. Motorn ar uppbyggd runt cylinderblocket. Pa B l8 20 motorerna ar det, liksom pe de flesta Volvomotorerna, tillverkat av speciallegerat gjutjern och

12 Al nran motortekn 1 21 gjutcl i cll slyckc. fdr a!l lala de slofa peliestnrngar de! u!salls iijr. C_!linderloppen borrade dirckt i blocket. (Vissa motorcr har ett rno!orblock som ir gjlrte! i aluminium se 2,+0/ ) Fdrutom cylinderhalrunl en finns det gjutna kanalcr iijr k,rlvatskan och boffadc kanalcr Iijr alt nlotoroljan,ka Lurra r.r r. till 1'Llorr. rj ligau<li.r. Cylinderfoder Di c,vlindcrblockcr :ir avjarn skullc dct myckct snabbt slitas ner ar kol\'arnas f6felse upp oclr ner. om intc 16rbr:inningsutf_vmmcI vaf 16fstafkI nlcd lijse c)lindrar av sial. c)-lindcrlbdcr. An\iindningcn :r...linucr'lojer.rrrjerr.ittar Il.i rcnrr<ringar mororn. I stellet 16r att b,vta hcla c,vlindcrblockcl. b,vrs bara de fbrslitna c_vlinderfodren. BiLden r isar en motor med 'lata' cyllnderfodef. dvs c!linderfodret ir i direkrkontakt med k,"-lvitskan. Det frnns a\'en motorcr mcd "1orra" clllndcrlbdcr. Dcssa pfcssas da.ler i. lur"l rqa ic' ird( blu(((l o,l 5.rr 'r;<konlak! med k-vl\ atskan. Kolv Kolven er den rdrliga botlen i fbrbr:inningsutr_1mnrct. U1916pningen i kolrens topp dr sa utlorn1ad art luften ska lir\la.unt och blanda sig battre med branslet och derned ge en biillre fijrbriinning. Fdr ati inte kralicn i l6rbr:inningen ska smita mellan cylinderfodrei och kolven. har kolvcn ctt ental kolvringar. Dessa ;.ir&jorda i ett fi:idrande material se art de hela Iiden pressar mot c]llndcrtbdren. Vanliglvis er det tva kompressiorlsringaf saml en oljering sonl fordelar sndrjoljan pi c,vlindcrviiggen.

13 22 Allrnen motorteknrk d Vevstake Vevstaken iiverftir kraften frln kolven till vevaxeln. I sin dvre ande er vevstaken fastsatt i kolven med en kolvtapp och i sin nedre linde i vevaxeln med ett lagerdverfall. Lageroverfallet ar ett glidlager - vev' lager {ve!stakslager). Det er nijdvandist att!e\staken kan rdra slg L sldled i bede sin iivre och nedre infdstning, anna$ skulle kolven fastna i cylinderfodret. Vevaxel I cvlinderblockets undre del ligger vevaxeln' som ro_ teiar i ett antal glidlager (fyra ramlager, senare fem). Ner kolven aker ner \ id {iirbr?inningen biirjar revaxeln att vridas ("vevas") och pe detta sett iiverlors den samlade kraften fran alla cylindrarna till vevaxeln. Vevaxeln ar giord av hejarsmitt stal och har ett antal "vevslangar" diir vevstakama er fastsatta. Vevslanearna och deras motvikter maste vara noggrant hala;serade fiir atl del inle ska bli vibraiioner i motorn. De fiistpunkter diir vevaxeln er fastsatt i cylinderblocket kallas ramlager.

14 Alrnen motorteknlk 23 Svanghiul I vevaxelns bakre iinde sitter svenghjulet - ett tungtjarnhjul. Det er svenghjulets massa som med sin "levande kraft" ger kolven kraft att blesa ut avgaser, suga in luft och komprimera luften i cylindern. Sviinghjuletjamnar ut stdtarna fren fiirbrenningarna och ger motorn en j?imnare gang. Runt sviinghjulet finns ett kugghjul, startkransen, som startmotorn kuggar in i vid start. Tatningar i vevaxelns bada andar ser till att motoroljan inte lacker ut. Olietrag Pa motorblockets undersida sitter oljetraget (sumpen). Det utgiir vevhusets underdeloch tjanar samtidigt som behallare lor motoroljan. Det er av plet eller aluminium.

15 24 A lman motortehn k Transmission Fdr att moton ska fungela, mdste bla kytning, smijdning och briinslepump fungera. Dessa funktioner drivs av ett antal kugghiul som sltter framtill pa cylinderblockets nedre del. Kugghjulen er snedskurna lor att minska slitaget och fa en tystare geng. Kugghjulen drivs av vevaxeldrevet (r). Kamaxeldrevet (2) driver ventilmekanismen som dppnar och stanger ventilerna. Ventilmekanism Ventiler Ventilerna er montemde i cylinderhuvudet. Eitersom de ar en del av liirbranningsrummets tak, meste de hetla absolutett under arbetstakten. De ar tillverkade av en speciell stallegering fitr att tala de mycket hdga tempemturer de utsatts for. Fiir att iika precisionen pa \entilliitningen glider venlilerna ien ventilstyrning som ar inpressad i cylinderhuvudet. Pe turbomotorer anvends natriumkylda ventller. V ippa rm och venti ffi ede I Vipparmen, som ar fastsatt pa vippaxeln, trycker ner ventilerna ner de ska vara iippna. Mellan vipparmen och cylinderhuvudet sitter ventiliadrana som Iedra r l illbaka venlilerna till slangl lege. Pa vipparmen sitter enjusterskruv med vilken ven_ tilspelet justeras. Venti yftarc och stdtsteng Ventillyftaren och stdtstangen iiverfiir kamaxelns 16- relser till vipparmen. Ventillyftarcns botten ar gjord i ett kraftigt, hardat materialor att sie emot kraften

16 A lman motorteknik 25 hos ventitjadrarna och liirslitningen mot kamaxeln. Fijr att fa ner vikten pe de r(irliga delarna i motorn besrer slijlstiingerna ar e[ slarkt och lij rdr. stdt Kamaxel Aldte motol Kamaxeln styr ventilerna via stdtstanger och ser till att de dppnar och stanger vid exakt ratt tidpunkt i iiirhallande till kolvens riirelser. Kamaxeln sitter i motorblocket och drivs av vcvaxeln via kugghjul i motorns framkant. Kugghjulen tacks av en transmissionskapa. Pe kamaxeln sitter ett antal koniska upphtjjningar, "kammar". o,er Kammarna, som ar noggrant ber?iknade och utformarl!9:nd" de. lllter uenlillyfiaren i e\all re[ dgonblick lor atl ;iiji ijppna eller \t?jnga r enrilerna. Om kamareldre\ er (itter en kugge fel i transmissionen, kommer kolven att sle i ventilerna. venl Kamaxeln har en kam iijr varje ventil. Nar kamaxeln roterar lyfter kammen ventillyftaren och stijtstangen. Denna i sin tur paverkar en vipparm som trycker pe ventilen som de ijppnas. Niir kammen passerat upphiir trycket och ventileedern stenger ventilen. Moclen motor

17 26 Alman motorteknik I alla moderna bilar ligger kamaxeln ovanliir ventilmekanismen - dverliggande kamaxel - och drivs av en kedja eller en kuggrem finn vevaxeln. Beroende pe effektuttaget finns det olika utseenclen pe kammarna.. A-kam ar en "sne[" kam som ar avsedd lor standardmolorer med normalprestanda. B-. C- och D-kammar er avsedda lor standardmotoier med hijgre prestanda, tex dubbellorgasareller insprutnrngssystem.. K- och T-kammar ar avsedda ftr hiigeffektmotorer, tex turbo. Ventilkapa Over ventilmekanismen sitter ventilkipan med oljepafyllningslocket. Ventilkepan iir egentligen bara ett lock som hindrar damm och smuts fran att komma in i motom och den olja som smdder ventilmekanismen fran att stenka ut.

18 A lmen motorteknik 27 Smdrjsystem Allmant Smorjsystemcts uppgif! :ir att smdrja de rdrliga delarna i motorn. sa att friktionen och slitager blir sa litet sorn mojligt. Oljan ska ockse ta upp sttjtar. tex mcllan vevstake och vevaxel. och transportcra bo sol rill ardra re5ler.om l-lir (\.ir pi (vlind(.\jggafrd cfter fbrbranningen. Clylindcrfodret ar sa konstruerat att dei alltid blif lirc olja kvar pa v:iggcn. vilket hjalper kolvringafnatt tiita lijrbrinningsrummet. Oljan fiir ocksa bolt verme f1-en motoms inre. Motorolia Molorolja ir en gemcnsam beteckning fijr de smdrjoljor som :ir avsedda fdr fijrbranningsmotorcr. Dessa oljor ska dels genom grundegenskapcrna hos basoljan. dels genom olika tillsatser uppfylla bland annat lbljande krav.. God smiirjliir Aga mororoljans huvuduppgift lir att gcnom en sk)'ddande. hellbar film meuan mo, torns rdrliga delar minska ffiktionen och dafmed slitaget. S:irskilt de h6ga tcmperaturerna i cvlindrar och lager staller stora krav pli oljefilmcn.. God oxidationsbestandighet - detra ar nddviindigt ftjr god funkrion eftersom oxidation liitt uppslir vid htjga te peraturci vilke! skadar bland anna! genom haftsliknande avsattningar pa vitala motoroelar,. God renhallningslormaga gcnom att halla sot och andra fiirbr:inningsrester Iajsta och svavande i oljan lijfh indras skadligavlagringar. De oljor Volvo rekommenderaf ska anviindas. De finns fbrtecknade i servicehandb6ckcr och instruk-!ionsbdckcr. O felaktiga ol.jor anvands Kan motorn haverera. Volvos egna oljor fyller alla gellandc krav.

19 28 Alman motodeknik Smiiriolians vag genom motorn Oljepumpen som drivs av transmlsslonen, suger upp olja fren oljetreget. uellan oljirraget ocn pumpen passeraroljan en sil' Olian tncl's vidare lill reducering\\enlrlen Din olia som inle rinner tillbaka t ill oljetreget kom' mer tili oliekylaren dar sadan finns Darefter ;asserar olian genom oljefiltret FrAn filtrit trycks oljan vidare till stamoljeledningen som ar borrad genom cylinderblockets hela Ungd' Herifren gar en del av oljan genom borrade kanaler t ill ramlairen. FrAn ramiagren rrycks oljan r idare t ill vevaxeln. 1. Ollepump 2. Termosiat 3 Olielilter 4. Oljekyare (v ssa modelleo 7. OliekanaLer 5. Turbo (vissa modeller) 6 Mellanaxellor drivnrng av ollepump

20 Alrndn motorteknlk 29 Genom att det finns hel i vevaxeln kommer oljan upp genom vevstakarna och sm(trjea kolvtapparna. En del av oljan fran stamoljeledningen grir genom kanaler upp till vipparmsaxlarna. Pe detta s?itt smtjrjs iiven ventilmekanismen och kamaxeln, om den er iiverliggande. En speciell kanal ger upp tillturboaggregatet om sadant finns, som behiiver mycket olja da turbon arbetar med oerhiirt hiiga varv. Ett av dreven i transmissionen er genomborrat, pa se.)ll fiiirdelas olja rill de andra kugghjulen. Pe instrumentbredan finns antingen en vamingslampa eller n oljetrycksmatare som visar liiraren om systemet fungemr. Kolvsmdrining Kolven blir mycket het. Derliir kyls den med olja, dels genom trycksmijrjning i kolvtappen, dels genom att olja sprutas pa den undre delen av kolven. Pa sa siitt sprutas olja even pa cylinderns veggar, vilket dels hjalper kolvringarna att teta cylindrarna, dels sk6ljer bort det sot och den smuts som blir kvar efter forbranninsen.

21 30 Allmen motorteknik Oliepump Oljepumpen iir en kugghjulspump, som d vs via ett melland.ev i motorns transmission. Den bestar av tva kugghjul som roterar i ett tattslutande pumphus. Nar kugghjulen roterar, tmnsporterar de oljan mellan kugg_ luckorna och pumphusviiggen. Niir kuggarna sedan ger i kuggluckoma trycks oljan ut i smiirjsystemet. Innan oljan kommer in i pumpen Passerar den en sugsil. Reduceringsventil Fitr att oljetrycket inte ska bli for hiigt vid hiiga varvtal finns en reduceringsventil. Den dppnas ner trycket kommit upp till visst varde och den 6verflijdiga oljan rinner tillbaka till oljetreget. Olietryckskontakt Oljetryckskontakten varnar fdraren nar oljetrycket blir lor legt. Lagt oljetryck medlor motorhavei. Oliekylare En av smiirjotjans uppgifler?ir att leda bofl varme fran utsatta stellen I motorns inre. Oljan tar hand om ca l0-15q0 av v:itmen och avger den till oljekylaren. lnuti oljekylaren fi nns ett r6rpaket som lir anslutet till motorns kylsystem. Oljan cirkulerar runt r6rpaketet och avger vetme till kylvatskan.

22 A man motortekn k 31 overstrdmnlngsventll OUefilter Silen pi oljepurrpensugsida klarar inte ensam av att rena smdrjoljan. F6r att sk),dda motorn behdver man dessutom ett oljefilter. I de! pressas all olja genom en renarpatron av veckat papper. som ska b_vtas vid varje scrvicc. Om filtrct skulle bli se liiforenat all det slammar igen, finns cn dverstriimningsventil sorn oppnar och sliipper liirbi oljan sa att smdrjningen inte :iventl,ras. Sm6riolja Sm6rjolja framstalls genom upprepadestillation av raolja. vilkcl er ctt annat namn pa petroleum. N:ir smijrjoljan deslillerals fram, innehallcr dcn bestendsdelar som ar lett oxiderbara. Dessa neste avlagsnas genom raffinering. Alla motoroljor och andra hdgklassiga smtirjoljor raffineras. Dlircfter fofisetter processen med bland annat en )tters! noggrann filtrering innan smdrjoljorna slutligen blandas och iij6es med lijr varjc kvalitct speciella tjllsatser. vilka beror pd de1 avseddanviindningscmradct.

23 32 Allman motorteknik Kylsystem Allmant I kylsystemet ingar kylale, slangar, vattenpump och termostat. KybysEm 821 Dubbla r mmar pd nyare molo. Vattenpumpen pumpar nrnt kylvatskan i motorn tills den blivit tillrackligt varm. da iippnar sig termostaterna. Den varma vetskan kyls ner i kylaren och fortsetter tillbaka till vat- tenpumpen. Kylvatskan utvidgar sig av varmen och en del av den trycks in i expansionstanken. En del av den varma vetskan leds upp till kupevarmalen.

24 lf_-- Alrnan motorteknik 33 Briinslels lagradenergi omvandias 1il1 \iirme: 30i/0 av varmcn omvandlas I ill arbclc och dfivel bilcn liamit. 30 0/0 kyls bo.l i kylarcn cller ger viirrre i kupcn och :10'l) leds ut via a\gassvslemc!. Kvls\,stcmet ledcr bort dcn dcl av dverskotlsv;lmen som annars skulle skada motofn och smdrjoljan. Man kan antingcn kvla en motor t't1ed luft eller Ined Ietska. Den vanlrgaslc metodcn iir med v:iiska. Som kvlviilsk anv:inds cn blalndning a\ vat!en och gl_vkol med Iillsat-.(r.o1' ldt.rindrjr fr \,rl g o, lt.r.rbi dr - g, nro- IOr]1. I c\lindefblockct och runl cylindefloppen finns cn s k kr_lmantcl. dvs ett halrur]1 dar kvlv;itska cirkulcrar. Dcssuiom finns k!lkanaler i c)linderhuvudet. frjm'at rrolofn.i (t L\.Jfer. De.t be.tir.t\ (n m:ingd ccllcr som luften passerar igcnom. Lutlcn kommcr dcls fi-an dcn farlvind sonl uppster da bilen kdrs. dels iien den fl:ikt som siltef pa vatlenpumpcns EIt slulet k\ls!stem ril autid I,vll! ned k]'lverska. Va- 'rjlirnefnj(rlri t,kar.,u \rr. J;'n1-, rer e\fjnsionsrank som kvlarcn ster i fdrbindelse med. Termostat Tcrmoslalen bcster av en cylinder och en rdrlig kolv. N:ir vatskan l:in1nal vattcnpunpen och cirkulerar runt i molorn vdfms den upp ca l0 grader pll viig tillbaka lill k)-laren. PA vissa stallcn imotorn varms den n:istan inlc alls. medan den alldelcs lntill fdrbrinningsutrymmet mycket snabbt nar kokpunkten. Motorn bdr ha cn lemperatur omkring 80'C iijr alt arbera som b:ist. Fdr ait arbetstempcraturen ska vara sd lanln som mdjligt. oavsctl bclasl ning. vttertenperatur. nl m. sitter en termoslat iutloppe! fr:in motorn.

25 34 Almen motorteknik Den er helt stzingd tills motom nett sin arbetstempeetur. Vetskan fer da enbafi cirkulera i motorn och upp till kup6vermaren. Efter hand som kylvetsketemperaturen stig r 6ppnar termostaten passagen till kylaren. Vattenpump Vattenpumpen dtivs antingen av drivremmar fran den fremre delen av vevaxeln eller med kugghjul direkt fran tmnsmissionen. Pumpen har ett skovelhjul som pumparunt kylvetskan. Vatskan kommer in vid skovelhjulets centrum och pressas av centrifugalkraften ut mot pumphusets vaggar diir utloppel sitter. Pumptypen kallas cent fugalpump, har hiig kapacitet och ar mycket ddftsaker. Kall Kylare Till kylaren kommer uppvermd kylvatska fran motorn. Kylaren bester i princip av tre delar.. Overst en behallare lor den inkommande varma vatskan,. i mitten ett riirpaket som bestar av en mengd tunna rdr som hels samman av tunna pletlameller och. langst ner en behellare fiir den avkylda vetskan. Nar bilen kij$, strijmmar luft igenom r6rpaketet och ftir bort viirmen fren vetskan inne i rdren. Varmen fren 16- ren leds aven dver till plathmellerna och kontaktytan med den f6rbipasserande luften blir stii(e. Vatskan kyls ungefdr l0 grader ner den passetar kylaren.

26 A /man motortekn k 35 Kylflakt Under vissa lorhillanden r:icker inte fafivinden till lijr att ge en tillriicklig luftst16m genom kvlarcn. tex vid stadskdrning. Diirlijr finns en flakt bakom kylaren som dlivs nled drivrelnrnat frin vevaxeln. Fliikten Iar en hel dcl effekt iiin notorn. Fdr atfminska effektutlaget har de flesta motorer idag en termostatfliikt. Den fungerar si attju vafmare motorn blit. desto fortare snurrar llakten ochju kallare motorn blir, desto langsammare snurar den. Fdr att fa en batlre Iuftgcnoms!r-6mning. monteras en fliiktring eller en kapa runt flekten. Kup6vdrmare Den 6verskottsvarme som leds bort fren motom utnvttjas ftjr uppvlirmnrng av kup n. Den uppvermda k!,- larvetskan far passera ett vermeelement i bilens friskluftsintag. -e

27 36 Allman motorteknik M:ingden kylvatska som cirkulerar i vermeelementet kontrolleras av en vermeventil, som styrs fren bilens varmereglage. Expansionstank Kylvatskan utvidgar sig vid stigande temperatur och meste ha nagonstans att ta viigen, anna$ skulle den spr:inga de slangar som ldrbinder motorn och kylaren. Den kylvetska som blir dver ner motorn ar varm, strdmmar in i en expansionstank som sitter hiigst upp ikylsystemet. Pa expansionstanken, som oftast iir gjord i ett genomskinligt plastmateal, er rett kylvetskeniva markerad. Temperaturgivare Bredvid termostaterna i motorn sitter en temperaturgivarc, som antingen via en temperaturmiitare talar om lor Iiimren hur varm kylvatskan er, eller via en vamingslampa varnar liiraren nar motom ar ftir varm.

28 Allman molorteknik 37 Brdnslesystem Branslesystemets uppgift iir att liirse motorns cylindrar med den brensleluftblandning som kr?ivs for fiirbrenningen. Branslets vag Brenslet sugs upp fran brensletanken genom ett natfilter av pumpen. Diirefter trycks det upp till branslefiltren och till motorn. Komponenter i brensle sy stemet

29 38 Allman moiorteknik BdnslePumP Fdrgasarmotot I en-fiirgasarmotor blandas briinsle och luft i forgasarcn. Bransletanken siller baktill ibilen l tanken \irler en ii'"iiiai"ifi ""i.it.tur) qom pa elel'trisk vi; sr) r brenslemataren pe jnstrumentbraoan' En brzinslepump pe motorns vanstra sida suger via ett bransle16r bensln fran tanken, genom PLlmpen ocn trvcker brenslet upp till tittgasaren' PLrmpen dri'"s av en arm som-llgger an mot en kam Pa kamaxeln Nar kamaxeln roterar satts armen 1 roref se och peverkar ett membran r Pum_ Den. Tve ventiler ser till att pumpen iuger respektive trycker' Ner brlin\lel nir lorgasaren passerar del nalventilen :";;'.. ;' flortiir;. Flolriiren har I ill uppgifr alr 'r'lii. iii 'a." uia".t*i\ e i flotriirhuser-.sr iger nr! 6n nvter flottijren upp och slanger nalvent llen' lnsugning av bdnsle E Nar luflen Passerar ldrga' sarhalsen, uppster ett. undedryck som suger In bransle ilu{istrommen Nelventll B Floitor c. Venlurirdr D, Chokespiell E GassPjdll Inloppsventil

30 Alman motorteknik 39 Solex-Cisac+dryasate DVG-tdrgasarc '' Niir gaspedalen trycks ner iive it$ rdrelsen via lankarmar tjll gasspjellet som 6ppnas. Detta bestemmer luftmanr.den. InloDDsluflen suss (suocr aslao\oms a\ att tot\ en r molorn ror sig nerat i cylindern och inloppsventilen er iippen) da genom lijrgasarens inloppsport som har n lortrengnjng (lorgasarhals eller ventuririir). Dar uppstar da ett undertryck. t lortraingningen sitter ett munstycke (spridarrijr) och undertrycket giir att en finldrdelad strele bensin sugs in i lemplig proportion till den luftmangd som passerar, via en kanal fran flotttirhuset ut genom munstycket. Branslet blandas dar med luftstriimmen och leds diirefter via inloppsgrenrdret in i cylindrarna. Vid hiig belastning pe motorn, tex acceleration, uppstar ett kraftigare undertryck i fiirgasarhalsen och en stdrre mengd bransle sugs darmed in. Vid lullgasacceleration ser en accelerationspump till att en extra "dusch" briinsle sprutas in i liirgasarhalsen. Pumpen paverkas mekaniskt av gasreglaget. Nar gasspjallet er sdngt, dvs motorn gar pa tomgeng, leds branslet i stelet in via en kanal under spjallet. B*inslemengden och dermed tomgengsva et justeras med en tomgangssktuv, Om motorn er kall krever den en fetare blandning, dvs mer brensle en anna$. Nar chokereglaget pa instrumentbredan dras ut stangs chokespjallet i liirgasarporten. Detta gtjr att inloppsluften hindras, unde rycket 6kar och mer bransle sugs in.

31 40 Allman motorteknlk Insugning ay briinsle isu-l6ryasare Nar eassoiellel dppnas och undenrlckel ijkar lyll' ""f,.r'".[6i'"n i [brgasaren upp r arvid inloppsllrlien t"" ""it.i" fira",t*alen ef iiisl rkol!en och lijper i elt mun(tycke Ju hdgre kolven lylls deslo mer brensle sugs in i fiirgasarhalsen Del er \(terct vlktigl atl den luft com sug( In I motorn er helt iri frin lororenlngar. D;ffiir passerar clen genom ett luftfilter Pe lorgasaren Luttliftel BranslePumP Pumpens uppgift Zir att fitra brenslet fran ranken till motorn ltankenfinns en sil som renar brenslet lran. den smuts som kan komma meo vro tankningen *iinslepump

32 A lman motorteknik 41 Brensletank med givare Ftir att bilen ska bli sa saker som mtijligt placerar Volvo bransletanken pe en skyddad plats under bjlen. Vid pakiirning bakifren eller fran sidan ska tanken inte ga sdnder och o6aka brand. I tanken finns pump, filter, returledningoch avluftningsanordning. Dessutom finns en brdnslenivagivare som ar kopplad till brlinslemataren. Insprutnings- och dieselmotor BEnslefilter Bransletrycks vidare till brzinslefiltren, som har en insats av veckat papper. Det iir oerhiirt viktigr att branslet er absolut rent. Skulle negon smutspartikel lcilja med och ge en mikroskopi:k repa i in5prurning.- pumpen eller helt enkelt teppa till nagot av munstyckena i insprutarna, skulle det ge en felaktig inmatning av br:insietill lorbranningsrummet och motorn skulle ga daligt euer dra mer brensle.

33 42 Alman motortekn k lnsprutningspump Det renade branslet leds vidare till insprutningspumpen. Det finns tva olika typer av insprutningspumpar, elektrisk (bensin) och mekanisk, t ex till D24 (rotorpump). Insprutningspumpen er gjord med stor precision. Toleransen vid tillverkningen rdr sig om ca l/l 000 av ett herstra. Fijr att kyla ner och smitda briinslesystemets olika delar, skickar insprutningspumpen runt mer bl?insle an vad som lorbrukas vid fiirbrenninqen. dvs brenslet anvands som kylmedel. overskottet gar tillbaka till brensletanken och pa vagen dit kyls det av, Tryckrdr D 24 Tryckr6r - diesel Rijren fran insprutningspumpen pa en diesel till insprutarna 5r alltid av stel och har stor godstjocklek. Riiren flr namligen inte utvidga sig niir de utsetts liir pumptrycket 15 MPa (megapascal) (ca l50bar), lor da far motorn fel brenslemiingd.

34 A lman motortekn k 43 Tryckdr - bensin BrAnsleledningama fiir bensin ar gjorda av armerad gummislang. Trycket ar inte sa hitgt - ca 0,3 MPa (ca 3bar). lnsprutare - diesel Insprutaren sitter monterad pa cylinderhuvudet. Insprula ren. uppgift ar att under hdgl rryck spruta in finlordelat bransle i cylindem eller i ett rum i anslutning till cylindern tv irvelkam mare). fftersom in.prutarens ande sticker in en bit i cylindern blir den mycket het. F6r att leda bo den vermen er insprutaren omsluten av en kopparhylsa. lnsprutarc - bensin I en bensinmotor sitter insprutarna i kanalen liire inloppsventilen eller i inloppsgren16ret. Insprutningstrycket ligger betydligt lagre, ca 0.3 MPa (3 bar).

35 44 A lman motofteknlk Lul tm a n gd sm eta re t& i n sp rutn i n g s m oto I Dct 2ir av rttersta vikt ftir miljdn. kiirckononrin och motorns pres!andalt motorn far retl bransle-luft blandnins. F-iir ali beslamma riitt biinslemlingd vid olika kijrftjrhlllandel1 (belaslningar). ndtcr man upp den Luftmangd som kommer fran Luftfiltre! Det finns tre olika nlets,\stcn1 l'los volvo: Luftmengdsmetare Luftmassmdtare For -!lterligare inlbrmation - sc scfviceiitteraturen. avsni ttct B rii nsl cs,vstem.

36 Allman motorteknrk 45 Inlopps- och avgassystem * (3) och (a) endast Luftens vag Luften sugs in genom luftintaget (l) och gar vidare till luftfiltret (2). Den renade luften kommer till turbokompressom (3) och trycks vidare till laddluftkylaren (4)+. Inloppsgrenritret (5) lordelar luften till de olika cylindrarna och den lorbranda luften lrycks ut genom grenrijret (6). Avgasema far sedan vidare till turbon, men nu pe turbinsidan (3) och darefter via avgastryckregulatom (7) till ljudd?imparen (8) och ut i luften. Luftfilter Den luft som motorn behiiver maste vara absolut fri fren damm, sand eller andra paftiklar. Om man inte renade den fran sandkorn och damm, skulle dessa partiklar verka som ett slipmedel och mycket snabbt - ca I timme - slita ned cylinderloppet fullstandigt. F6r att fe luften ren far den passera genom filter av veckat papper. Det?ir mycket luft som ska renas, ca 5 kubjkmete. per minut till de stom motorcrna. Dii ii. blir den sammanlagda pappersytan i de stora filtren ofta mer an l0 kvadratmeter. Fdr att komma itien det damm som virvlar upp pe vagbanan, placeras luftintagen se hijgt upp som miijligt pe bilen.

37 46 AlLman motortel.nrk Turbokompressor En del motorer:ir idag utrustade med kompressor. Den pressar in mer luft i cylindrarna en vad kolvarna kan suga in. Ju mer luft som kan ptessas in, desto mer briinsle kan man forbdnna. Pa sa vis hijjs motorns effekt utan att man behiiver iika cylindervolymen. I dagligt tal kallas kompressorn lor trr"ro. Fdrdelen med turbo ar att den inte stjzil kraft fran motom lor att drivas. eftetsom den drivs av de utstr6mmande avgasema. Avgaserna driver ett turbinhjul som kommer upp i oerhdrt hdga varv. PA samma axel som turbinhjulel sitter ett motsvarande hjul som kallaskomprcssorhjul. Niir kompressorhjulet kommer upp i varv Astadkommer det ett ijvefiryck i forbiinningsrummet, den sk dverladdningen. Turbomotorn har en eflektivare fijrbrenning vilket g6r att den blir billiga.e att kitra lin en sugmotor med motsvarande effekt. Den effektivare lijrbranningen ger ocksa renare avgaser. Tutbon verkar even som en cxtra ljudd?impare, bide pi avgassidan och inloppsidan, och siinker ljudnivan hos motorn ganska avsevdrt.

38 A maf 'nolar -.kn ( 47 Laddluftkylare (lntercooler) \iif lrllcn pilssellf lurhon komprincras Ljen ocll tl'inperrtufcn stigcl. Dcrr LLpp\ rir lndr lulicn ulr idcas och innehillef dir.d nindrc srrc prr lilca. L)etl! nro(\ efktf s\ ll cl mcd t rlrhon sonr iifiltt 1rL in 5ii nt\ckct s\ t! jonr mdiligr. Dririir t:tr lullcn pr\\e fe gc orr cn speclcll\ ler e. \onr iiitcf fraullif d.n \ rrlrga k\ lar.l. ai. nom iltt mell!rk\ la (iltr.fcoolcr)lui' len pr derta siitt kln nritr oka cllcktcn mcd 10 I 5r)ir. Inloppsgrenrtir I rnloppsgfenfdfet tijr.lclas lr1r.n till dc olika ctlindfrrnr. Del lr Eurct i l.itlrnelell orh utlbrnat si atl dct skit ge frifsta nrojliga lrotstend liir der striilrlrilll(la Iullan. Grenrttr Fiief tofl)fiirrnineen i c\ I jrdefn prc\- sas a\ qaicl nll LIL igfcnforct. CrfnrG rcl airlill\crkat e\ cllm\clel \if]rctilgl metcrial. eftef\om a\gas.rne rir Inlcket heta nir dc kirnnxr c\lindcfd.,\\gaiclna strilinin!r scdan \ idafl. genonr\ga\rijjetill Iurbon..rr \u dan linns.

39 48 Allman motorteknik Avgassyste med liuddampare Avgasrdren er grova och ska ha mjuka kriikar lor unierliitta utstiiimmningen av avgaserna. Aven ljuddemparen ska ha ett lagt striimningsmotsdnd Det finns olika typer av ljuddempare.. Absorptionsljuddiimpare dar ljudet dempas med en tiock stenullsmatta runt ett perforerat rdr och r reflektionsljuddiimpare der avgasema fer passera genom ett laby ntsystem. q\ tl ( r'-,>-- utan katatysator - B 19t23 med kaelysator 827 utan katalysalor t=\ 5t... \@\r-" Absorplonsfuddampare Reflexionsljuddampare med koniskl utloppsr<ir

40 49 Volvo 444- och 544-serien, llnder \er.r e deler r\ rndrr \rirllls kriget (l()+i)b6r rde Vol\o r-irll\rf lri nlinc.i iof cli.rlrigstid..i lrte snlllbil.f I diirfrf' S.derr so.r \r'uilfc licl\ nlmll!'l P\' +++ Tllnkcf \ i1f irlt inlfodlr.cfr bil.f hilslcn I f.i.1. NIiln ilnrndc illr d.n 'LrLll. trlr LLnil dl mrn tilliimp.ldc amer ilrrsl.r hr!.cfrirodcr pu cr bil fred clrfop.isk sloflcl \lotom rir rr ftrr me(l totp\cntllcl orh iick beleckrifgcn B.lB. D. g.r J(l hk (19 ku ). tlilr'n ir hilkhjlrlsdfj \.n. d\5 nroroff lfrnr och dfi\l)tulcn l)lk. \:i\clllrdrn hilr 1r. \ii\]af nt.d dc 1\ ll hi!sllr \ ii\larnl i\ nkfonrsar irde. Krro\\er :ir \lijll bilfend. och tr)ggci dil. \ rlkct \ af.rt hclt ll\ 1l iill il1 lr\lge hilxf. lirligurc hildc nlllf hilil B1B