Cilinder

Onderwerpen:

Algemeen
Type cilinderbussen
Honen
Cilinderopstellingen
Ontstekingsvolgorde

Algemeen:
De ruimtes waarin de zuigers op en neer bewegen worden cilinders genoemd. De binnenzijde van de cilinder is niet helemaal glad, want dan zou de olie zich gemakkelijk langs de zuiger vanuit het carter naar de verbrandingsruimte kunnen verplaatsen. Er zijn daarom hoongroeven aangebracht. Het principe van honen wordt in verderop op deze pagina beschreven.
De grootte van de cilinders bepaald de cilinderinhoud van de motor. Bij elk type motor wordt er een cilinderinhoud gehanteerd van bijv. 1.6, 2.0 of soms wel 6.0 liter. Dat betekent (bij een 1.6) dat er in alle cilinderruimtes bij elkaar opgeteld ruimte voor 1,6 liter lucht is. De ruimte wordt gemeten tussen de zuiger die in het ODP staat (dus onderin staat en begint met de compressie- of uitlaatslag) tot aan de cilinderkop. Hoe groter de cilinderinhoud is, des te hoger / breder zijn de cilinders. Dit is ook afhankelijk van de boring (de diameter van de cilinder) en de slag (de hoogte van de cilinder).
De cilinderinhoud kan met de gegevens als boring x slagvolume berekend worden. Meer informatie over de cilinderinhoud en het boring x slagvolume staat op de pagina Cilinderinhoud berekenen.
Meer informatie over het 4-slagproces is te vinden op de pagina’s Benzinemotor en Dieselmotor.

Type cilinderbussen:
De cilinders kunnen direct in het motorblok zijn geboord, in één geheel als compleet motorblok worden gegoten, of ze kunnen uit losse ingeplaatste bussen bestaan. Bij geboorde, of in één geheel gegoten cilinders worden droge cilinderbussen genoemd en de losse cilinderbussen worden ook wel natte cilinderbussen genoemd. Natte bussen kunnen los vervangen worden en met de hand op de plaats worden gebracht. Ze komen rechtstreeks met de koelvloeistof in aanraking en hebben een dikkere wand dan droge bussen. Ze moeten uit zichzelf immers voldoende stevig zijn. Om te voorkomen dat er langs de natte cilinderbussen vloeistof in het oliecarter terecht komt wordt er gebruik gemaakt van extra pakkingen.
Bij motoren met luchtkoeling vormen de cilinders een afzonderlijk geheel, deze zijn voorzien van koelribben en worden op het krukashuis gemonteerd. Het oppervlak van de ribben is afhankelijk van de mate waarin de koeling nodig is.

Wanneer een cilinderkop van een motorblok met losse cilinderbussen gedemonteerd wordt, moet er zeer goed op gelet worden dat de bussen niet omhoog verschoven zijn. Bij het terugplaatsen van de cilinderkop kunnen er anders problemen ontstaan.
Om dit te kunnen controleren dient er een soort grote liniaal of een zuiver recht stuk ijzer over de gehele breedte van het motorblok worden geplaatst. Als er een cilinderbus uitsteekt zal dat direct opgemerkt worden. De cilinderbus kan dan met lichte krachtinspanning (voorzichtig!) naar beneden getikt worden.
De afbeelding rechts toont een motor met natte cilinderbussen en de onderstaande afbeelding een motorblok met gegoten of geboorde cilinders.
Tussen het motorblok en de cilinderkop zit de koppakking gemonteerd. De koppakking zorgt voor de afdichting tussen de cilinders en tussen de olie- en koelvloeistofkanalen.

Honen:
Een cilinderwand is aan de binnenkant niet mooi glad. Wanneer deze wel glad zou zijn en de zuiger hier in op-en-neer zou bewegen, zou er altijd een hoeveelheid smeerolie van de zuiger langs de cilinderwand, bovenin de verbrandingsruimte bij de zuiger komen. En dat is juist niet de bedoeling. Ook zou, wanneer de motor even stilgestaan heeft, er zich geen motorolie meer tussen de zuiger en de cilinderwand bevinden. De motor zou dan even “droog” draaien voordat er weer motorolie langs de zuiger omhoog kruipt. Om dat te voorkomen zijn er kleine hoongroeven in de cilinderwand aangebracht. (Ook aan de zijkant van de zuiger, maar dat wordt later besproken). Hoongroeven zijn niets anders dan kleine krasjes die onder een bepaalde hoek in de cilinderwand zijn aangebracht, waarin de olie deels in blijft hangen.

De hoongroeven worden meestal onder een hoek van 47 graden, of soms 90 graden van elkaar aangebracht met een speciaal hoongereedschap dat op een boormachine wordt geplaatst. In de onderstaande afbeeldingen zijn speciale hoongereedschappen afgebeeld.

Het honen van de cilinder moet zeer zorgvuldig gebeuren. Te weinig hoongroeven geeft meer olieverbruik en te veel geeft beschadiging van het beschermingslaagje in de cilinderwand.

Bij motorrevisie wordt soms ook de cilinder geboord en een overmaatse zuiger erin geplaatst. De totale cilinderinhoud wordt dan dus groter en er moet dan opnieuw gehoond worden. Ook bij motoren die veel last hebben van olieverbruik, waarbij de groeven glad zijn geworden, of bij motoren die een lichte kras in de cilinderwand hebben, kunnen met hoongereedschap weer hersteld worden. Wanneer er een diepe kras in de cilinderwand zit, van bijv. een voorwerp dat in de verbrandingsruimte terecht is gekomen, kan het zijn dat de kras dermate diep is, dat het honen geen zin meer heeft. Enkel de cilinderwand boren met een overmaatse zuiger heeft dan nog zin, of anders moet er een nieuwe motor geplaatst worden.

Ook in de zuiger moeten aan de zijkant lichte groeven zijn aangebracht. Ook deze hebben de taak om een beetje olie vast te houden voor de smering. Wanneer de zuigers glad zijn, en de hoonstructuur verdwenen is, kan het olieverbruik toenemen. De beste maatregel hiervoor is om de zuigers te vervangen en de hoongroeven in de cilinderwand te controleren.

De hoongroeven kunnen (sneller) slijten wanneer de rijomstandigheden niet optimaal zijn, denk aan:

Met koude motor te hard rijden: de zuiger wordt door de lijbaankracht hard tegen de cilinderwand aangedrukt, terwijl de motor nog niet op temperatuur is en de zuiger nog niet goed uitgezet is door de temperatuur. Meer informatie over het uitzetten van de zuiger staat op de pagina zuiger.
Gebrek aan smering, of veel te lang doorrijden met oude (dikke) olie en daarmee dus ook een smeergebrek.

Cilinderopstellingen:
Er zijn twee-, drie-, vier- vijf-, zes-, acht- tien- en twaalfcilinder. Bugatti heeft zelfs de zestiencilinder in de Veyron. De cilinders kunnen verticaal achter elkaar opgesteld zijn. Dit word dan een lijnmotor genoemd.
De cilinder kunnen ook in de V-vorm onder 60 of 90 staan. Dat zijn V-motoren. Zijn de cilinders horizontaal links en rechts van de krukas geplaatst, dan is dat een boxermotor.
Hoe meer cilinders een motor heeft, des te regelmatiger deze draait en hoe regelmatiger het geleverde koppel is. Er zijn immers meer arbeidsslagen verdeeld over twee rotatiefrequenties of 720 graden van de krukas. Ook kan het vliegwiel bij een een groter cilinderaantal lichter worden uitgevoerd. Balansassen die bij de 2 en 3 cilindermotoren noodzakelijk zijn om de motortrillingen die afkomstig zijn van de trillingen van de arbeidsslagen te dempen, zijn op een 8 cilindermotor niet nodig.

Lijnmotor: De cilinders staan verticaal achter elkaar opgesteld. Deze opstelling komt het meeste voor. Meestal bestaan de moderne lijnmotoren uit 4 cilinders, maar tegenwoordig komen ook de zuinige, milieuvriendelijke 3-cilinders voor in bijv. de VW Polo, en de 2 cilinders bij Fiat. BMW plaatst altijd de 6 cilinders in lijn, nooit in V-vorm.
V-Motor: De cilinders staan hier bij onder een hoek van 60 of 90 graden. De meest gebruikelijke motoren zijn hierbij de V6 en de V8 motoren.
Ook bestaan er V5, V10 en V12 motoren. Bij de V12 motor staan er 6 cilinders aan de ene kant van de V-vorm, en de andere 6 aan de andere kant.
VR-Motor: Een combinatie van lijn- en een V-motor. Dit wordt voornamelijk bij Volkswagen gebruikt, die bekend staat om de VR5 en VR6 motoren. In een Golf R32 staan de cilinders onder een hoek van 15 graden met elkaar. Daar worden de voordelen van de lijn- en V-motor samengevoegd. Bij een lijnmotor bestaat het voordeel dat de motor met 1 cilinderkop uitgerust kan worden en bij een V-motor kunnen de krachten vanaf de zuiger / drijfstang onder een grotere hoek ten opzichte van elkaar op de krukas overgebracht worden.

W-Motor: De cilinders staan in een W-vorm. Dit werd toegepast in de W12 motoren van de VW Touareg, de Pheaton, de Audi en de Q7.
Je kunt deze motoropstelling eigenlijk zien als twee V-motoren die aan één krukas geplaatst zijn. Het voordeel van een W-motor is dat, gezien het aantal cilinders, de lengte van het blok is afgenomen vergeleken met de V-motor. Tussen de radiateur en de paravanplaat zal iets meer ruimte zijn. Het betekent wel dat de ruimtes aan de zijkant van het motorblok tussen de dwarsbalken is afgenomen.
Reparatiewerkzaamheden en onderhoud (zoals het vervangen van de bougies) worden er niet gemakkelijker op. Om de cilinderkoppen te demonteren zal het noodzakelijk zijn om de complete motor uit de auto te demonteren.

Boxermotor: De cilinders zijn horizontaal onder een hoek van 180 graden geplaatst.
De cilinders zijn horizontaal tegenover elkaar geplaatst onder een hoek van 180 graden. De voordelen van deze platte motor is, dat het zwaartepunt van de auto hierdoor gelijk een stuk lager komt te liggen. Ook zal de motor minder last hebben van trillingen, omdat de zuigertrillingen elkaar opheffen. De motor is daardoor een stuk beter in balans en hoeft daar door geen gebruik te maken van aparte balansassen. Boxermotoren worden zowel in personenauto’s als in motorfietsen gebruikt. Subaru staat bekend onder het gebruik van boxermotor, evenals de Citroën 2CV en de oude VW Kever.

Ontstekingsvolgorde:
De ontstekingsvolgorde is de opeenvolging waarop in de cilinders na elkaar het mengsel tot ontbranding wordt gebracht. De ontstekingsvolgorde is afhankelijk van de bouwwijze van de motor en de vorm van de belastingsverdeling over de krukas. De tabel toont de gebruikelijke ontstekingsvolgordes.

Type motor:	Aantal cilinders:	Ontstekingsvolgorde:
Lijnmotor:	3	1-3-2
	4	1-3-4-2 of 1-2-4-3
	5	1-2-4-5-3
	6	1-5-3-6-2-4 of 1-5-4-6-2-3 of 1-2-4-6-5-3 of 1-4-2-6-3-5 of 1-4-5-6-3-2
	8	1-6-2-5-8-3-7-4 of 1-3-6-8-4-2-7-5 of 1-4-7-3-8-5-2-6 of 1-3-2-5-8-6-7-4
V-motor:	4	1-3-2-4
	6	1-2-5-6-4-3 of 1-4-5-6-2-3
	8	1-6-3-5-4-7-2-8 of 1-6-2-8-3-7-4-5 of 1-3-7-2-6-5-4-8 of 1-5-4-8-6-3-7-2 of 1-8-3-6-4-5-2-7
	10	1-6-5-10-2-7-3-8-4-9
	12	1-7-5-11-3-9-6-12-2-8-4-10 of 1-12-5-8-3-10-6-7-2-11-4-9
Boxermotor:	4	1-4-3-2
	6	1-6-2-4-3-5