Aandrijflijnen

VoorwoordVoordat wij begonnen waren we van mening dat er niet zo’n groot verschil zou zitten tussen verschillende systemen. Onze gedachten aan het begin waren ook dat wij uitermate goed waren in plannen. Wij zouden graag een woord van dank willen uiten aan onze begeleider Meneer Heijnen voor zijn bijdrage aan ons profielwerkstuk en Meneer van den Brand die ook nog heeft bijgedragen aan ons onderzoek. Natuurlijk hadden we het ook nooit voor elkaar kunnen krijgen zonder het glorieuze internet.

InhoudsopgaveVoorwoord 2

Inhoudsopgave 3

Inleiding 5Hoofdvraag 5Hypothese 5

Deelvragen 6Hoe werkt de aandrijving? 6

1. Hoe werkt een verbrandingsmotor? 62. Hoe werkt een elektromotor? 11

2. Hoe werken Transmissiesystemen? 13Waar is een transmissiesysteem voor nodig? 132. Hoe werkt een manueel transmissiesysteem? 163. Hoe werkt een automatisch transmissiesysteem? 17

3. Hoe werken koppelingen? 214. Hoe werkt de overbrenging naar de wielen? 23

Wat doet de cardanas? 232. Hoe werkt een differentieel? 253. Hoe werken wielaandrijvingen? 28

Praktisch deel 29

Conclusie 31

Discussie 31

Nawoord 31

Bronnenlijst 32

Logboek 36

InleidingDe reden dat dit werkstuk gaat over aandrijflijnen is omdat er zoveel verschillende systemen zich hierin bevinden en onze nieuwsgierigheid hierdoor werd gewekt over hoe dit systeem optimaal gebruikt kan worden. Om hierachter te komen hebben we eerst bekeken hoe deze systemen werkte om achter de verschillende voor- en nadelen van de onderdelen van een aandrijflijn te komen. We hebben om beter inzicht te krijgen ook motorblokjes gedeconstrueerd en de kennis die we hieruit hebben vergaard toegepast om een ander motorblokje te repareren en hiermee verschillende situaties uit te proberen.

HoofdvraagHoe optimaliseer je een aandrijflijn?

HypotheseOnze hypothese is dat verbrandingsmotoren een hoger rendement zouden hebben, omdat deze al langer bestaan en er dus ook al langere tijd onderzoek naar gedaan zal zijn en dat een automatisch transmissiesysteem optimaal zal zijn, omdat deze altijd op het juiste moment zal schakelen. Het differentieel zal niet veel uitmaken, want dat is een relatief simpel en irrelevant onderdeel.

Deelvragen

1. Hoe werkt de aandrijving?

1. Hoe werkt een verbrandingsmotor?De aandrijving begint bij de motor, hier wordt kinetische energie opgewekt uit een andere vorm van energie. Wij hebben om te bekijken hoe motoren werken eerst een viertakt quad motorblok opengeschroefd. Toen hebben wij

de verschillende onderdelen bekeken en bestudeerd. Tezamen met verscheidene bronnen zijn wij tot de conclusie gekomen dat

verbrandingsmotoren de chemische energie van de brandstof, in dit geval benzine, gebruiken om bewegingen te creëren. Dit gebeurt doordat het mengsel van brandstof en lucht via de carburateur of directe injectie door de inlaatklep de cilinder in wordt gebracht. Hier wordt het mengsel samengedrukt door de zuiger. Bij een brandstof en een lage ontstekingstemperatuur, zoals diesel, ontbrandt het mengsel spontaan door de druk en de warmte die ontstaat wanneer het mengsel wordt samengeperst. Bij ons quad (Bougie) blokje die op benzine loopt is hier een bougie voor nodig (zoals links te zien). Een bougie zorgt voor een vonk in de

cilinder, waardoor het mengsel ontploft. Deze ontploffing vindt idealiter plaats wanneer de zuiger tot enkele millimeters voorbij het bovenste dode punt is.

Door de kracht van die ontploffing wordt de zuiger naar beneden geduwd. De op en neer gaande beweging van de zuiger wordt daarna door een krukas omgezet in een draaiende beweging. Aan de krukas bevindt zich aan de ene kant een vliegwiel en aan de andere kant een tandwiel. Het vliegwiel zorgt ervoor dat de motor minder vlug wordt afgeremd en goed doordraait. Volgens de Eerste wet van newton is massa traag, er zal een grotere kracht nodig zijn om een grotere massa van snelheid te veranderen. In het roterende vliegwiel wordt kinetische energie opgeslagen deze kinetische energie zorgt er op zijn beurt weer voor dat de zuiger de volgende slag kan maken en niet abrupt te stilstand komt bij minder gas. Buiten de extra massa die het vliegwiel toevoegt zorgt het ook voor de ontsteking. Aan de binnenkant van het vliegwiel zitten magneten, het vliegwiel draait om een spoel. In die spoel wordt door middel van inductie elektriciteit opgewekt. Deze elektriciteit wordt gebruikt voor de ontsteking bij de bougie. Het tandwiel dat aan de andere kant van de krukas zit drijft de nokkenas en de versnellingsbak aan. Op de nokkenas zitten de nokken die ervoor zorgen dat de kleppen op het juiste moment open en dicht gaan. De Uitlaatklep gaat open tijdens de uitlaatslag de inlaatklep tijdens de inlaatslag en verder zijn ze gesloten. Zo’n dergelijke viertakt motor hebben wij dus opengeschroeft en bestudeerd, dit is echter lang niet de enige mogelijke variant op een verbrandingsmotor. Ook hebben wij een 125cc tweetakt motorblok uit een honda cr van 1996 uit elkaar gehaald en weer in elkaar gezet. Hier zijn ons een aantal verschillen aan opgevallen. Zo heeft de cilinder geen kleppen maar in- en uitlaatpoorten. De uitlaatpoorten hebben echter wel een zogenaamde “powervalve”. Deze schuifjes passen de uitlaattiming aan het toerental. Wanneer het toerental toeneemt neemt ook het volume van de uitlaatpoort toe. Op die manier komt er meer vermogen vrij in het midden toerengebied. Tweetakt motoren hebben namelijk de eigenschap dat hun vermogen pas bij hoge toeren vrijkomt veel hoger dan een viertakt. Als voorbeeld de grafiek hieronder, deze

vergelijkt een Yamaha YZ 125 met een yamaha YZ 250F. De YZ125 is een tweetakt met 125cc de YZ250F een viertakt met 250cc. Zoals te zien heeft de tweetakt een veel steilere grafiek dan de viertakt. De YZ125 haalt overigens een hoger maximaal vermogen dan de YZ250F ondanks dat het een cilinder heeft met half zoveel inhoud. De oorzaak hiervan is dat een tweetakt twee keer zoveel arbeidsslagen maakt als een viertakt. De zuiger van een tweetakt ondervindt om de slag de kracht van een ontploffing waar een viertakt elke vierde slag een ontploffing heeft. Tweetakt motoren gebruiken echter meer brandstof dan viertakt motoren met een vergelijkbaar vermogen. Het rendement dat een tweetakt uit de brandstof haalt is dus ook lager dan een viertakt.

(Energieverdeling van een benzine gedreven auto)Zoals te zien is, heeft een auto die op benzine rijdt maar een gemiddeld rendement van 16 tot 25 procent.Buiten deze twee meest bekendste manieren om verbrandingsmotoren vorm te geven zijn er velen geweest die getracht hebben een hoger rendement te behalen door van het oude vertrouwde af te wijken. Zo heeft Felix Wankel een heel ander concept gebruikt (Wankelmotor)voor zijn verbrandingsmotor. Door de verbrandingsenergie direct om te zetten in een draaiende beweging in plaats van eerst een zuiger op en neer laten gaan en daarna die beweging om te zetten in een roterende beweging, hoopte hij een hoger rendement te behalen. Door de wijze waarop direct een roterende beweging ontstaat is er een minimum aan bewegende delen en trillingen. Hij plaatste een bij benadering driehoekige rotor in een trichoïde behuizing. De rotor scheidt de trommel in drie kamers, die elk vergroten en verkleinen met de beweging van de rotor. In alle drie de kamers vindt tegelijkertijd een andere slag plaats, dezelfde slagen als bij een reguliere 4-takt zuigermotor. Een Een wankelmotor met een rotor heeft dus drie kamers tegenover de ene kamer die een enkelzuiger viertaktmotor, de arbeidsslagen per omwenteling van de rotor vinden bij de wankelmotor dus 3 arbeidsslagen plaats bij een 4 takt motor is er slechts 1 arbeidsslag per 2 omwentelingen van de krukas.

(Werking van een wankelmotor)Dit is een groot voordeel, ook is de wankelmotor een stuk compacter dan een reguliere zuigermotor. Dat deze motor nooit de standaard is geworden komt voornamelijk omdat het ongelofelijk veel brandstof verbruikt. Door de vorm van de cilinder wordt vaak niet alle brandstof in de cilinder verbrandt, bij hoge toeren vergroot het volume van de verbrandingskamer namelijk vlugger dan het ontstoken mengsel. Zo kan het voorkomen dat autos met wankelmotoren vlammen uit de uitlaat spuwen, zoals bij de mazda rx-8 op het plaatje. Ook verbrandt de wankelmotor olie, er wordt namelijk olie bij de cilinder ingespoten om ervoor te zorgen dat afdichtingen op de hoeken niet te veel slijten. Bovendien heeft deze motor lage compressieverhoudingen. Dit alles leidt er toe dat de de wankelmotor zeer onzuinig met brandstof omgaat, waardoor dit nooit de standaard is geworden. Mazda heeft echter aangekondigd de kleine wankelmotoren te gebruiken als Range extender voor hun elektrische autos. Een range extender is een motor die ze laten draaien om de accu van een elektrische auto bij te laden om zo de actieradius te vergroten. Zoals audi al in hun A1 e-tron heeft gedaan. Rolls Royce is bezig geweest een wankelmotor op diesel te laten lopen. Dit leek aanvankelijk niet mogelijk omdat compressieverhoudingen hoog genoeg voor een diesel nog niet gehaald waren. De compressieverhouding van een motor is de verhouding tussen het volume wanneer de de inlaatkamer op zijn grootst is, bij een zuigermotor dus op het onderste dode punt, en wanneer het mengsel volledig gecomprimeerd is, bij een zuigermotor het bovenste dode punt. Om bij een zuigermotor de compressieverhouding, ε, te berekenen deel je het slagvolume opgeteld bij het compressievolume door het compressievolume. dat levert deze formule: ε= (Vs+Vc)/Vc .Vs wordt berekend door 1/4π te vermenigvuldigen met de boring in het kwadraat en de lengte van de slag, Vc is door de lastige vorm echter moeilijk te bereken en wordt daarom vaak direct gemeten door bijvoorbeeld te meten hoeveel van een vloeistof in de cilinder past wanneer de zuiger op het bovenste dode punt is. als oplossing op de te lage compressieverhouding liet Rolls Royce een tweede rotor meedraaien die enkel draaide om de lucht te comprimeren. De kleinere hoofdrotor druk de lucht nog verder samen en in de ontbrandingsruimte wordt direct diesel geïnjecteerd. Deze motor haalde echter nooit de productie. Een hogere compressie zorgt er ook voor dat de motor efficiënter en dus optimaler met zijn brandstof om kan gaan. bij een

hogere druk kan een motor namelijk meer energie uit zijn brandstof halen. Het verhogen van de druk brengt echter wel een probleem met zich mee, namelijk het gevaar op pingelen. Pingelen is wanneer het mengsel ongecontroleerd en te vroeg ontbrand waardoor de motor gaat kloppen, er treed dan veel verlies van vermogen op. Deze te vroege ontbranding vindt plaats wanneer de temperatuur door het samendrukken van het mengsel zo hoog wordt dat het lucht-brandstofmengsel spontaan ontbrandt. Bij een beter gekoelde cilinder is de kans op pingelen dus ook kleiner en kan dus hogere compressieverhoudingen hebben. Daarom worden de meeste cilinders tegenwoordig nog watergekoeld en niet meer luchtgekoeld zoals vroeger de standaard was.

Vooral in vliegtuigen worden straalmotoren vaak gebruikt als aandrijving. Straal motoren zorgen voor een stuwkracht achter de motor. De draaiende schoepen aan het begin van de motor zuigen lucht aan en persen dit samen waarna er brandstof aan wordt toegevoegd en dit ontbrand. De uitlaatgassen draaien de schoepen van een turbine aan die via de hoofdas in verbinding staat met de compressor en propellor aan de voorzijde en genereren zo een stuwkracht. Een straalmotor is echter niet effectief te gebruiken op de weg. Dit type motor is echter zeer effectief bij hoge snelheden, voornamelijk rond of boven de geluidssnelheid en bij een lage luchtdichtheid. ‘Je kunt een bepaalde stuwkracht maken door een kleine massa lucht een grote versnelling te geven, of je kunt een grote massa lucht wat minder versnellen,' zegt Joris Melkert, docent luchtvaarttechniek aan de TU Delft. 'Het laatste is efficiënter.' daarom is januari 2016 de eerste airbus verkocht met een vertraging tussen de turbine en de propellor. Omdat de propellor langzamer draait kan deze groter zijn en meer lucht verplaatsen, daardoor kan de nieuwe straalmotor 17% op zijn brandstof kan besparen.

(elektromotor)

2. Hoe werkt een elektromotor?Mede omdat broeikasgassen een steeds groeiend probleem zijn wordt er veel naar elektromotoren gekeken als vervanging voor verbrandingsmotoren. elektromotoren worden al tijden toegepast in verschillende gereedschappen zoals boormachines, slijptollen maar ook in wasmachines, droogtrommels, liften en dergelijke. Een elektromotor zet elektrische energie om in kinetische energie en warmte. Een elektromotor bestaat uit een rotor en een stator. de

stator is een magnetische koker waarin de rotor moet rond kunnen draaien. Door met afwisselende polen stroom door de rotor te sturen zal deze in de stator rond gaan draaien en zo een roterende beweging creëert. Als er geremd wordt is het mogelijk om met de elektromotor stroom op te wekken door de magneten te laten draaien met de beweging van de wielen waardoor er elektriciteit ontstaat. Hoe sneller de polen wisselen, hoe sneller de rotor zal gaan draaien. Een elektromotor kan een toerental van 0 tot 18000 creëren en de beweging zal automatisch een draaiende beweging zijn in tegenstelling tot verbrandingsmotoren die deze beweging via een ander systeem moet maken, met uitzondering van wankelmotoren. Hierdoor zal de elektrische motor een soepelere beweging leveren. Elektromotoren liggen normaal gesproken achterin en de batterij over de gehele bodem van de auto. Over het algemeen zijn elektromotoren ook lichter, waardoor het ook minder energie kost om de auto een zelfde versnelling te geven. De stroom waardoor deze motoren lopen wordt geleverd door een accu. In nieuwere auto’s is de accu niks anders dan een verzameling lithium-accu’s. Dit zijn de accu’s die tegenwoordig voor de meeste elektrische apparaten worden gebruikt, zoals telefoons en laptops. Het voordeel van een hoop kleine accu’s in plaats van een aantal grote, zoals eerst werd gedaan, is dat kleine accu’s makkelijker te koelen zijn door het grotere oppervlak. Deze koeling wordt geregeld met buizen die koelvloeistof bevatten door deze tussen de buizen door te laten lopen. De koelvloeistof loopt daarna naar de voorkant van de auto en kan hier makkelijk afkoelen door de wind die tegen de voorkant van de auto komt. Voor een elektromotor is wisselspanning nodig, maar een accu kan alleen gelijkspanning leveren. Om deze verandering mogelijk te maken wordt ook een (Energieverdeling van een elektrische auto)

omvormer ingebouwd. Deze omvormer

kan ook de frequentie van de wisselstroom bepalen. Zo wordt ook het toerental geregeld en is er nog maar één versnelling nodig, dus ook maar een transmissiesysteem met drie tandwielen om de energie door te geven naar het differentieel. Zelfs om achteruit te kunnen rijden is geen aparte versnelling meer nodig, omdat de richting van de vermogens fase en dus de draairichting ook omgedraaid kunnen worden door de omvormer. De ene versnelling heeft als enige functie nog om de snelheid te verminderen en koppel te vermeerderen. In een aantal elektrische auto’s kunnen zelfs mechanische systemen als een LSD of een torsen differentieel vervangen worden door software die de toevoer naar een wiel af kunnen kappen. Nadelen die elektromotoren nog kunnen hebben is dat het opladen van de accu’s aanzienlijk langer duurt dan even snel tanken en het bereik vaak ook lager is. Het gemiddelde rendement van een elektromotor ligt tussen de 77 en 82 procent. Wel moet er rekening mee worden gehouden dat deze elektriciteit ook ergens vandaan moet komen en hoewel dat deels groene stroom is, komt het grootste deel nog van elektriciteitscentrales. Kolencentrales hebben gemiddeld een rendement van 32 tot 48 procent. Dat van gascentrales kan variëren tussen de 32 en 60 procent. Dit is natuurlijk onder verschillende omstandigheden die ook nog verbeterd kunnen worden, maar het moet wel mee worden geteld. Zo kan het minimale en maximale rendement van fossiele energie naar gebruikte energie worden uitgerekend.0,77 * 0,32 * 100% ≈ 25%0,82 * 0,60 * 100% ≈ 49%Niet alle energie komt van fossiele brandstoffen, wat wel het rendement weer iets omhoog haalt.

2. Hoe werken Transmissiesystemen?

1. Waar is een transmissiesysteem voor nodig?Om dit te beantwoorden moet je eerst weten dat een motor een ideaal toerental, heeft. Hoe hoog dit aantal is verschilt per motor, maar moet binnen een bepaald bereik blijven om de motor zo min mogelijk te verslijten en zo efficiënt mogelijk met brandstof om te kunnen gaan. Daar is het transmissiesysteem voor nodig, om de motor zo dicht mogelijk bij de ideale rpm te houden en toch de benodigde kracht naar de wielen over te brengen. Aangezien dat je bij het wegrijden meer trekkracht nodig hebt voor een grotere versnelling volgens de tweede wet van Newton, F = m * a, en op andere momenten heb je een hogere topsnelheid nodig. Een versnellingsbak zorgt ervoor dat een motor bij zijn ideaal toerental verschillende snelheden naar de wielen kan brengen. zou een motor namelijk een hoge topsnelheid

moeten kunnen behalen terwijl het geen vorm van versnellingsbak heeft zal het bij het optrekken een dusdanig laag toerental moeten gebruiken dat de motor schade oploopt, om dit te voorkomen is in de meeste motoren een afslagbeveiliging ingebouwd, de motor zal afslaan als deze het te zwaar krijgt. Hiervoor worden overbrengingsverhoudingen gebruikt. Bij tandwieloverbrenging is dit vrij simpel. De eerste voorwaarde bij tandwielen is dat de tanden onderling even groot zijn zodat ze goed in elkaar passen. Om de verhouding te berekenen moet je de straal of het aantal tanden van het aandrijvende tandwiel delen door die van het aangedreven tandwiel. Bijvoorbeeld 30/7,0 ≈4,3, In dit geval zal het aangedreven tandwiel ongeveer 4,3 keer vaker rondgaan per tijdseenheid en dus zal deze een hogere snelheid doorgeven. Eventuele tandwielen die ertussen zitten, zoals bij de achteruitversnelling vaak het geval is, omdat de verhouding tussen het hulpwiel en de andere twee tandwielen elkaar weer zal opheffen. De algemene formule om de snelheid te bepalen kan dan weergegeven worden als V1 * r1 = V2 * r2, met V1 de snelheid van het aandrijvende tandwiel ,V2 de snelheid van het aangedreven tandwiel, r1 het aantal tanden van het aandrijvende tandwiel en r2 het aantal tanden van het aangedreven tandwiel.

(voorbeeld van tandwielverhoudingen)Dit werkt hetzelfde bij een kettingoverbrenging en riemoverbrenging. Het enige verschil is dat bij riemoverbrenging het natuurlijk niet mogelijk is om met het aantal tanden te rekenen, want die zijn er geen in dit systeem, dus moet men in dit geval de straal gebruiken van de wielen waar de riem op ligt. Bij een tandwiel en kettingoverbrenging is het ook mogelijk om met de straal te werken. Dit is het geval omdat de tanden van de tandwielen in een mechanisme over het algemeen in dezelfde verhouding als de straal voorkomen. Als dat niet zou zijn, zou er geen constant gelijke overbrenging nodig zijn, maar zouden er regelmatig intervallen tussen zitten.Qua tandwielen zijn er een scala aan mechanismen mogelijk waaronder het planetaire tandwielmechanisme wat veel gebruikt wordt in transmissiesystemen. Deze bestaat uit drie onderdelen, het zonnewiel, dat is

een tandwiel in het midden, het ringwiel, een grote holle ring met de tanden naar binnen en een aantal planeetwielen, waarbij het aantal gevarieerd kan worden. Zoals hieronder te zien is, staat het zonnewiel in het midden met daaromheen de planeetwielen en aan de buitenkant het ringwiel. Als alleen het zonnewiel draait moet het planeetwiel aan die kant dezelfde snelheid hebben en aan de andere kant stilstaan, anders zouden de tanden niet goed

in elkaar vallen en zou het hele systeem vastlopen. Om dit te bereiken moet het planeetwiel gaan draaien om zijn eigen as en om het zonnewiel heen, aangezien het draaien om zijn eigen as zorgt dat de richting (Planetair tandwielmechanisme) aan de kant van het zonnewiel precies tegenovergesteld is met de richting aan de kant van het ringwiel, terwijl het draaien om

het zonnewiel aan allebei de kanten dezelfde snelheid oplevert. Aan de kant van het ringwiel heffen deze snelheden elkaar op, omdat ze tegenovergestelde richtingen opgaan en aan de kant van het zonnewiel versterken ze elkaar omdat ze dezelfde richting op gaan. De snelheid van de planeetwielen is groter als alleen het ringwiel draait, de reden hiervoor is dat de straal van het ringwiel groter is. Een voorwaarde van een planetair tandwielset is dat het aantal tanden in een bepaalde verhouding moet voorkomen, dat is te berekenen met de formule R = 2*P + Z , waarbij het aantal tanden van het wiel wordt aangegeven met de eerste letter van dat wiel. Wel moet er hier rekening mee worden gehouden dat voor P het aantal tanden van één planeetwiel moet worden gepakt en niet van allemaal samen. Als we dan voor Tr de aantal rotaties van het ringwiel pakken en voor Tz het aantal rotaties van het zonnewiel en ook nog Tp voor het aantal rotaties van een planeetwiel om het zonnewiel draait. Kunnen we de rotaties in de formule (R + Z) * Tp = R * Tr + Tz * Z . Aangezien in automatische transmissies vaak een wiel stil wordt gehouden door lamellenkoppelingen en de aandrijfas verbonden zit aan de planeetwielen, is het handig om de Tp te isoleren. Als bijvoorbeeld het ringwiel stil wordt gehouden, net als in de eerste versnelling, kunnen we Tr als nul stellen, waardoor Tr en R allebei wegvallen. We houden dan (R + Z) * Tp = Tz * Z over, dit kan dan omgeschreven worden naar Tp = Tz * Z/(R + Z). Zo kun je zien dat het verschil in de rotatiesnelheid in dit geval afhangt van Z/(R + Z). Als het ringwiel wordt stilgezet kun je het dus omschrijven naar Tp = Tr * R(R + Z) en dus hier het verschil afhangt van R/(R + Z).

2. Hoe werkt een manueel transmissiesysteem?Transmissiesystemen zijn ervoor bedoeld om verschil te maken tussen de snelheid van de ingaande as en die van de uitgaande as. Bij een auto wordt dit gebruikt om de snelheid van de as naar de wielen lager te houden dan die van de krukas, omdat anders de auto gelijk af zou slaan. Zoals hieronder te zien, wordt de beweging van de motorkrukas, de groene as, naar de hulpas en daarna naar de aandrijfas doorgegeven door middel van tandwielen. Deze tandwielen hebben bepaalde verhoudingen, waardoor het mogelijk is een verschil in snelheid en in kracht te maken tussen de verschillende assen.

Doordat deze vaker rond gaat zal de bevestigde as ook sneller gaan draaien. De tandwielen op de aandrijfas, blauw, zitten niet vast maar bewegen er juist los overheen, hierdoor kunnen de tandwielen constant in verbinding blijven in plaats van steeds in elkaar

geschoven te moeten (Manueel transmissiesysteem bij achterwielaandrijving)

worden, wat een hoop slijtage bespaart. Natuurlijk heb je niks aan tandwielen die niet vast zitten, daarom zitten er ook tanden op de as, die met een sleeve verbonden kunnen worden met de aangedreven tandwielen door de sleeve als het ware er overheen te schuiven. Deze verbinding zorgt ervoor dat de aandrijfas ook werkelijk in beweging komt. Om de sleeve soepel over de tandwielen heen te krijgen is de synchronisatie ring, paars, nodig. De synchronisatiering wordt tegen het tandwiel aangedrukt door de sleeve en doordat er tijdens het schakelen het tandwiel tijdelijk niet wordt aangedreven en door de hoge weerstand tussen de synchronisatiering en het tandwiel gaan de as en het tandwiel synchroon lopen. Vervolgens kan de sleeve verder over de synchronisatiering en het tandwiel worden geschoven en is de verbinding gemaakt. De sleeve wordt bij een handgeschakelde auto door de bestuurder bedient. Bij een auto met voorwielaandrijving ontbreekt de hulpas. (Manueel transmissiesysteem bij voorwielaandrijving, schematisch)

Het voordeel van de hulpas is dat de motorkrukas en de aandrijfas op een lijn liggen, hierdoor bespaar je ruimte en komt het zwaartepunt lager te liggen, wat vervolgens ervoor zorgt dat de auto stabieler is. Normaal gesproken hebben de eerste drie versnellingen een verhouding kleiner dan de ingaande as, de vierde heeft een gelijke verhouding en de vijfde en zesde, indien aanwezig, een grotere. De R of achteruitversnelling maakt gebruik van een systeem met drie tandwielen waardoor de uiteindelijke draairichting verandert. Ook wordt bij de R in sommige gevallen een van de tandwielen, degene die niet aan een as verbonden is, tussen de andere twee geduwd en fungeert alleen als middel om de richting om te draaien. Omdat het tandwiel ertussen wordt geplaatst, is er geen synchronisatiering aanwezig en moet de as en daarmee dus ook de auto volledig stilstaan om deze in zijn achteruit te zetten.

3. Hoe werkt een automatisch transmissiesysteem?

Een automatisch transmissiesysteem zit een stuk anders in elkaar. Zo heeft deze geen gewone tandwielen, maar planetaire tandwielsets. Het automatische transmissiesysteem werkt met drie van deze sets achter elkaar gezet waarbij de planeetwielen van de eerste set verbonden zijn met het ringwiel van de tweede set en hetzelfde tussen de tweede en derde set. Uiteindelijk is de aandrijfas verbonden met alledrie de planeetwielen van de derde tandwielset en bepaalt de snelheid van die planeetwielen dus ook de uitgaande snelheid van het hele systeem. Ieder ringwiel kan met een aantal lamellenkoppelingen vastgezet worden, zodat deze niet meer kunnen draaien, in de afbeelding aangetoond met C3, C4 en C5. Ook zit er tussen het zonnewiel en de motorkrukas een verbinding die er voor zorgt dat het zonnewiel van de eerste tandwielset altijd op dezelfde snelheid draait als de motorkrukas, deze kan vastgezet worden aan de planeetwielen van de tweede set met de verbinding C2. Er is nog een verbinding meer tussen de motorkrukas en de aandrijfas, aangegeven met C1. Waar het manuele transmissiesysteem berust op de verhoudingen tussen de tandwielen, is dat bij het automatische systeem op de snelheid van de planeetwielen, die weer worden veroorzaak door de snelheden van het ringwiel en het planeetwiel van de derde set. Uiteraard kan er ook gevarieerd worden in snelheid van het ringwiel en zonnewiel met behulp van de eerste twee tandwielsets. Bijvoorbeeld door ze allebei op dezelfde snelheid te laten draaien als de motorkrukas, waardoor de planeetwielen op dezelfde snelheid zullen draaien en de ingaande snelheid hetzelfde is als de uitgaande snelheid, ook wel bekend als de vierde versnelling. In de bron hieronder staat de figuratie om achteruit te rijden weergegeven, omdat C3 gesloten is zullen de bijbehorende planeetwielen met de richting van de motorkrukas mee draaien om het zonnewiel, vervolgens gaat het ringwiel van de volgende set ook die kant op

draaien, maar omdat C5 gesloten is kunnen de (Werking automatisch transmissiesysteem)

planeetwielen alleen om hun eigen as draaien en zorgen op deze manier ervoor dat het zonnewiel, in dit geval ook de hulpas, de tegenovergestelde richting op draait. Daarna zullen de planeetwielen van de derde set dezelfde kant op gaan en om die reden zal de aandrijfas ook de tegenovergestelde richting opgaan in vergelijking tot de motorkrukas.

Om dit allemaal voor elkaar te krijgen moeten wel al de lamellenkoppelingen op het juiste moment tegen elkaar gedrukt moeten worden. Vroeger werd dit door een hydraulisch circuit met kleppen onder invloed van regeldruk geregeld. Een probleem hierbij was dat de transmissie olie niet te warm mocht worden, aangezien vloeistoffen uitzetten als ze opwarmen, wat ook de druk beïnvloedt. Tegenwoordig gebruiken ze nog steeds oliedruk om de lamellenkoppelingen vast te zetten, maar worden de kleppen elektronisch bestuurd. Een nadeel van dit automatische systeem is dat er gebruik wordt gemaakt van een koppelomvormer, hoewel dit zorgt voor een soepelere rijervaring omdat, in tegenstelling tot manuele transmissiesystemen, de verbinding tussen de motor en de transmissie niet verbroken hoeft te worden. Waar de koppelomvormer in het nadeel is, is dat er veel energie verloren gaat, omdat tijdens het schakelen de motor niet stopt, maar de energie ook niet naar het transmissiesysteem toe kan, gaat deze verloren. De koppelomvormer werkt met het idee dat de motorkrukas, via de impeller, een vloeistof binnenin de koppelomvormer op gang brengt. Die vloeistof brengt de energie van de motor over door de hulpas, via de turbine, op gang. Als de

hulpas dan stil wordt gezet hoeft de motor niet te stoppen, omdat de onderdelen via een vloeistof en niet vast zijn

verbonden. De hulpas draait standaard ook iets trager dan de motorkrukas, door energie die verloren gaat naar de vloeistof. Er zit ook nog een pomp, in de afbeelding de stator, tussen de twee onderdelen. De pomp kan maar één richting op draaien en heeft een aantal schijven met een bepaalde hoek. Als de impeller gaat draaien duwt deze de vloeistof naar buiten en naar de turbine toe, die vangt deze vloeistof, die nog steeds snelheid heeft van de impeller, op en wordt daardoor aangedreven. In de turbine loopt de vloeistof naar binnen en via de pomp terug. Hier komt de hoek van de schijven bij kijken. Die hoek duwt de vloeistof in de goede richting voor de impeller, zodat de vloeistof makkelijker weer naar de rand stroomt, wat vervolgens ook weer de turbine beïnvloedt. Als de snelheid van de vloeistof in de turbine stijgt, zal er meer kracht aan de hulpas worden gegeven en zal deze met een andere richting naar de pomp stromen en de pomp de ene richting in duwen die die op kan. Hierdoor daalt de hoek naar de impeller weer als het voertuig op gang is en er minder versnelling, dus ook minder kracht nodig is.

Een andere simpelere automatische transmissie is de CVT (Continu Variabele Transmissie), ook wel bekend als een traploos

transmissiesysteem. De meest voorkomende hiervan is de poelie-CVT Het bijzondere hieraan is (Toerental in relatie tot rijsnelheid)

dat het niet bestaat uit een aantal verschillende standen waaruit men kan kiezen, maar zoals de naam al impliceert continu aanpast om zo de ideale

overbrengingsverhouding te creëren. Men zou zelfs kunnen zeggen dat de poelie-CVT oneindig veel versnellingen heeft. Hierdoor zal het toerental ook constant kunnen stijgen in plaats van met stappen zoals bij een manueel systeem. Zoals te zien is bestaat de poelie-CVT uit twee poelies, die verbonden zijn via een band of ketting. De een staat in verbinding met de motorkrukas en de andere met de aandrijfas. De V-vorm die in de poelies te zien is, is er (Poelie-CVT)

omdat een poelie in dit geval bestaat uit twee kegelvormige schijven met een hoek van 20 graden. Deze schijven kunnen naar elkaar toe en van elkaar af bewegen. Dit kan geregeld worden met hydraulische systemen, veren of centrifugale kracht, ook al is dat eigenlijk het ontbreken van een centripetale kracht. Als ze naar elkaar toe bewegen drukken ze de band of ketting naar buiten en als ze van elkaar af bewegen valt deze naar binnen toe. Dit systeem berust dus ook op het principe dat als de straal verandert, de snelheid ook verandert. Het lijkt alsof het bij dit transmissiesysteem onmogelijk is om achteruit te rijden, maar dat is het wel, door middel van een planetair tandwiel mechanisme. In dit geval zitten er twee planeetwielen tussen het ringwiel en het zonnewiel en is het zonnewiel altijd verbonden met de motorkrukas zonder dat deze losgekoppeld kan worden. (Doorsnede van

een poelie-CVT) Als het voertuig vooruit beweegt staat het ringwiel met behulp van lamellenkoppelingen in verbinding met de motorkrukas. Via de planeetwielen wordt de beweging naar de eerste poelie doorgegeven, dus als het ringwiel en zonnewiel allebei op dezelfde snelheid bewegen als de ingaande snelheid, doen de planeetwielen dat ook. Het ringwiel kan ook vast worden gezet, zodat het onmogelijk wordt dat deze in beweging komt. Hierdoor worden de planeetwielen gedwongen om rond het zonnewiel te gaan draaien in de tegenovergestelde richting en daarmee dus ook de eerste poelie. Verder vinden er geen omkeringen plaats van richting, dus zal de uitgaande as ook de tegenovergestelde richting van normaal op gaan. Opvallend bij de CVT is dat er achteruit nog steeds mogelijkheid is tot verschillende versnellingen.

3. Hoe werken koppelingen?(Traditionele koppeling) De meeste transmissiesystemen hebben ook een

schakelbare koppeling nodig om te zorgen dat de motor niet te veel belast moet worden tijdens het opstarten en tijdens het schakelen een

transmissiesysteem niet aangedreven moet worden met uitzondering van een CVT. De motor telkens uitzetten is ook niet praktisch, daarom zit er een schakelbare koppeling tussen die ervoor kan zorgen dat de as van de motor en de as van het transmissiesysteem tijdelijk niet verbonden zijn. Een van de mogelijke koppelingssystemen is een koppelomvormer. Daar is al in detail op ingegaan bij het automatisch transmissiesysteem, omdat deze ook vooral in combinatie met dat systeem wordt gebruikt. Bij een manueel transmissiesysteem wordt met een traditionele koppeling gewerkt. De belangrijkste delen hier zijn een koppelingsplaat, nummer 5 in de afbeelding, en een drukgroep, nummer 7. De koppelingsplaat zit los tegen het aanligvlak, nummer 3, op het vliegwiel, nummer 2, dat wordt aangedreven door de motor, aan.

De koppelingsplaat zal meedraaien als deze tegen het vliegwiel aan wordt gedrukt door de hoge grip, die voor een hoge weerstand zorgt, die de koppelingsplaat heeft. Die is vervolgens verbonden met het transmissiesysteem, waardoor deze dan aangedreven wordt. De drukgroep zit over de drukplaat zonder hiermee in verbinding te staan vast aan het vliegwiel. De drukplaat doet precies wat de naam al suggereert, deze drukt de koppelingsplaat tegen het vliegwiel onder normale omstandigheden. Dit gebeurt door middel van een diafragmaveer. Dit is een speciale ronde veer waarvan één van de scharnierpunten wordt aangegeven door de pijl, dit betekent dat als deze veer in het midden wordt ingedrukt, de rand de andere kant op zal bewegen. Deze rand zit vast aan de koppelingsplaat en duwt normaal de koppelingsplaat en het vliegwiel samen, maar als er geschakeld wordt, word er in het midden geduwd en zal de diafragmaveer de

koppelingsplaat van het vliegwiel aftrekken. Een nadeel (Diafragmaveer) van deze koppeling is dat door de hoge wrijving er grote slijtage kan plaatsvinden op de koppelingsplaat en het vliegwiel, zeker als de koppeling niet volledig wordt ingedrukt. Als dat gebeurt zullen de snelheden verschillen waardoor ze langs elkaar af gaan schuren. Een andere koppeling is de centrifugaalkoppeling. Deze koppeling bestaat uit een koppelingshuis en uit koppelingssegmenten. De segmenten draaien met de uitgaande as van de motor mee. De segmenten worden met veren bij het hart van de koppeling

gehouden, ze staan niet in contact met het koppelingshuis deze blijft dus stilstaan. Als het toerental hoog genoeg is, is mv2/rte groot om alleen door

de veerkracht van de veren geleverd te worden en zullen de segmenten naar buiten bewegen tot ze bij het koppelingshuis komen. De wrijving zorgt ervoor dat het koppelingshuis en dus de rest van de aandrijving mee gaat draaien.

4. Hoe werkt de overbrenging naar de wielen?

1. Wat doet de cardanas?De cardanas is genoemd naar Girolamo Cardano en verbindt twee assen met elkaar. Het vaakst verbindt het de versnellingsbak met het differentieel. De cardanas is alleen nodig bij een achterwiel- of vierwielaandrijving, omdat bij voorwielaandrijving de verbinding niet heel de auto door naar de achterwielen toe moet. De cardanas loopt door het midden van de auto, boven de uitlaat door. Het

differentieel is iets lager gelegen dan de motor. Om deze te kunnen verbinden moet de cardanas een kleine hoek naar beneden (Cardanas) (Schommeling van snelheid door een kruiskoppeling) kunnen maken. Dit wordt mogelijk gemaakt door twee steunlagers met kruiskoppeling. Er zijn er twee nodig omdat er na één kruiskoppeling de beweging niet meer eenparig is. Deze fluctuatie wordt zoals te zien is groter als de hoek groter wordt. Dit effect wordt veroorzaakt doordat het kruis tussen de assen ook om zijn as moet draaien, waardoor de uitgaande as tijdelijk net iets sneller gaat Dat wordt door de tweede kruiskoppeling weer gecompenseerd. Hierdoor kan elke hoek worden gevormd, terwijl de beweging nog steeds één op één wordt doorgegeven. Als de hoek verandert, zal deze niet meer in een rechte lijn

liggen en dus ook van lengte veranderen. Om dat te compenseren zit er een (Schuifkoppeling met spiebaan) schuifkoppeling met spiebaan tussen verwerkt. Deze kan vrij op en neer schuiven, zodat de totale lengte van de as constant blijft.(Ligging van de cardanas ten opzichte van de rest van een aandrijflijn)

2. Hoe werkt een differentieel?Het differentieel staat ook wel bekend als de cardan. Dit onderdeel is om bochten makkelijker te maken door te zorgen dat de wielen aan de binnenkant van de bocht minder hard aan te drijven dan de wielen aan de buitenkant. Dat is omdat de wielen aan de buitenkant een net iets grotere afstand afleggen dan die aan de binnenkant. De cardan heeft ook nog de functie om koppel te vergroten door de tandwielverhoudingen die hier ook weer terugkomen, ook al is dat niet de hoofdfunctie. Het differentieel werd ook al ingebouwd in de allereerste auto. Dit onderdeel bevindt zich tussen de aangedreven wielen van een auto. Bij een vierwielaandrijving heeft men dan ook twee differentiëlen, één tussen de voorwielen en de ander tussen de achterwielen. Hieronder is een versimpelde weergave van een differentieel te zien. Het kroonwiel (paars) wordt aangedreven door de cardanas en het satellietwiel (groen) draait mee, maar draait niet om zijn eigen as. Hierdoor draaien allebei de uitgaande assen (rood en geel) even snel, zoals in de afbeelding aangegeven wordt. Zo snel als een van de (Open differentieel bij rechte beweging) wielen meer weerstand ondervindt, bijvoorbeeld in een bocht, zal de as van dit wiel ook weerstand gaan bieden aan het satellietwiel, daardoor gaat deze draaien en wordt de andere uitgaande as automatisch harder aangedreven en het wiel met het meeste weerstand zal minder aandrijving ontvangen, zoals rechts te zien is

Deze versie van het differentieel is echter niet (Open differentieel in een bocht) altijd handig, want als bijvoorbeeld één wiel grip verliest, zal deze volledig aangedreven worden en het andere wiel vrijwel niet meer, waardoor het bijvoorbeeld mogelijk is om vast te komen te zitten in de modder met één wiel, doordat dat wiel doorslipt en het wiel met grip te weinig kracht heeft. Een ander soort differentieel, het LSD, biedt hier een oplossing voor. Bij het LSD is aan elke uitgaande

as een (LSD) lamellenkoppeling toegevoegd die verbonden zijn met het kroonwiel, dus als deze geactiveerd worden draait die as op dezelfde snelheid mee. De zonnewielen kunnen nog een klein stuk over de uitgaande assen schuiven en als de planeetwielen een grote versnelling krijgen, duwen deze ook tegen de (Aandrukringen in een LSD) zonnewielen aan, waardoor de lamellenkoppelingen worden samengedrukt en dus geactiveerd. De reden dat dit gebeurt is dat de as van de planeetwielen losjes tussen twee aandrukringen zit. De planeetwielen zullen de aandrukringen niet bijhouden als een wiel vrijwel geen weerstand ondervindt, waardoor de aandrukring een gigantische snelheid krijgt, terwijl de planeetwielen

maar een bepaalde snelheid kunnen bijhouden. Wanneer dit gebeurt drukt de as van de planeetwielen tegen de aandrukringen en duwt deze naar de zijkant, de aandrukringen duwen daardoor de lamellenkoppelingen samen. In een bocht is de kracht te klein om de lamellenkoppelingen ver genoeg samen te drukken om ze te activeren. Een ander soort differentieel dat zorgt dat het lastiger is om vast te komen zitten is het torsen differentieel.

(Torsendifferentieel) Dit systeem wordt aangedreven met twee tandwielsets met hetzelfde principe als wormen en

wormwielen. Bij dit systeem kan de worm (oranje) wel het wormwiel (blauw) in beweging brengen, maar niet andersom. Aan de uiteinden van de wormwielen zitten aan iedere kant nog een tandwiel, die de wormwielen met elkaar verbindt. Het wormwiel zit vast in de hoes, die zit verbonden met het kroonwiel. Omdat het wormwiel geblokkeerd wordt door de worm als de auto in een rechte baan gaat, draaien deze als één geheel. In een bocht echter draait het ene tandwiel sneller dan de omliggende huls en de andere langzamer. Dit is mogelijk doordat de wormwielen in dit geval in tegengestelde richting om hun eigen as zullen draaien. Door de tandwielen aan de uiteinden van de wormwielen draaien de wormwielen allebei even snel, waardoor je precies evenveel snelheid aan de ene kant wint als dat je aan de andere kant verliest. Als met dit differentieel een wiel grip verliest en daardoor overmatig gaat draaien en dus een ongelofelijk hoge snelheid krijgt, zal het bijbehorende wormwiel ook op zulke snelheid willen draaien. Dat wormwiel zou daarvoor het andere wormwiel ook op zulke snelheid moeten laten draaien, maar omdat dat wormwiel de worm niet kan aandrijven blokkeert deze het hele systeem. Door deze blokkade gaat het hele systeem weer op dezelfde manier draaien als wanneer de auto recht rijdt. Een voordeel wat het torsen differentieel heeft tegenover andere versies van het differentieel is dat het onmiddellijk wordt geactiveerd als een wiel geen grip heeft in plaats van dat het een korte tijd duurt.

3. Hoe werken wielaandrijvingen?Bij vierwielaandrijving is onderscheid te maken een aandrijving waarbij alle vier de wielen ten alle tijden worden aangedreven of deeltijds. Als deze niet constant worden aangedreven bevindt er zich geen differentieel tussen de vooras en de achteras van de wielen. Dit kan ervoor zorgen dat het volledige aandrijfsysteem veel slijtage ondervindt. Als de wielen constant worden aangedreven zit er wel een differentieel tussen de voor- en achteras, waardoor het mogelijk is de auto onder gebruikelijke omstandigheden, zoals op een weg, te gebruiken zonder overmatige slijtage. Dit differentieel kan handmatig stop worden gezet, waardoor alle wielen dezelfde aandrijving ontvangen. Vierwielaandrijving wordt vooral gebruikt voor off-road terreinen, omdat men op deze manier minder snel controle verliest. De reden hiervoor is dat alle wielen voor de benodigde grip kunnen zorgen, dus er maar één wiel hoeft te zijn die genoeg grip heeft om niet vast te komen zitten. Een nadeel van achterwielaandrijving is dat er meer onderdelen nodig zijn. Dit zorgt ervoor dat de productie duurder is en dat de auto zwaarder is. Omdat de auto zwaarder is, is deze minder zuinig met het energieverbruik en zal deze minder snel kunnen optrekken, Ook is er meer onderhoud nodig door de meerdere onderdelen. Er zijn ook twee verschillende versies van tweewielaandrijving, namelijk voorwielaandrijving en achterwielaandrijving. Voorwielaandrijving is een veel voorkomende versie, omdat hier de motor en de aangedreven wielen dicht bij elkaar liggen, waardoor de verbinding makkelijker te maken is en met minder onderdelen, dus ook goedkoper is. Voorwielaandrijving schiet tekort bij hoge snelheden, omdat het zwaartepunt voor in

de auto ligt. Bij de achterwielaandrijving ligt het zwaartepunt verder naar het midden toe.

Praktisch deel

Wij zijn om de theorie beter te kunnen begrijpen zelf aan de gang gegaan met het openschroeven van verschillende motoren. Met de kennis die we hieruit hebben opgedaan hebben we een honda gx160 blokje gereviseerd. We hebben er nieuwe

pakkingen ingezet, het blok van binnen volledig schoon gemaakt, een nieuw zuigersetje ingezet, olie ververst en weer in elkaar gezet. Het motorblok lag nog bij ons in de schuur en was kapot, na het reviseren liep hij weer zo goed als nieuw. Het blok heeft binnen het aanbevolen toerengebied, waar de motor geen schade oploopt, een maximaal vermogen van 3,6 kW (4,8 pk) bij 3600 toeren per minuut en een maximaal koppel van 10,3 Nm bij 2500 toeren per minuut. Met dit motorblok drijven wij een opstelling aan waarmee we verschillende vormen van aandrijving laten zien. Om het motorblok vrij rond te laten draaien bij lage toeren hebben we aan de uitgaande as van het blok een poelie met een centrifugaalkoppeling. Zo’n koppeling (Koppel en kracht ten opzichte van

toerental) hebben we ook op deze kettingzaag gezien en op een oude quad. Deze poelie hebben we via een V-snaar met een andere poelie verbonden. Bij beide poelies draait de loopt de V-snaar op 6,0 cm van het middelpunt van de poelie. De overbrenging is dus 1:1 er vindt geen vertraging of versnelling plaats. De afstand die de poelies uit elkaar moeten staan hebben we berekend door de afstand van de poelies te nemen als de omtrek van een cirkel met een straal van 6,0 cm opgeteld bij 2 keer de asafstand. Dit omdat de V-snaar om beide poelies een halve cirkel draait met straal 6 cm en heen en terug de asafstand afgelegd. Door de asafstand als variabele te nemen en dit gelijk te stellen aan de lengte van de V-riem konden we bepalen wat de asafstand moest zijn. Dit leverde : 2π6,0 + 2x = 110,0x = 36,15… cmWe besloten de middelpunten van de poelies daarom 36,2 cm uit elkaar te zetten. De V-riem bleek echter zo strak te staan dat dit erg veel weerstand leverde, zo veel dat de centrifugaalkoppeling pas bij veel hogere toeren mee begon te lopen en de poelies aandreef, daarom hebben wij de poelies 0,5 cm dichter bij elkaar gezet. Dit scheelde veel.Uit deze overbrenging hebben wij bemerkt dat de V-snaar niet te strak moet staan omdat deze anders te hard aan de poelies trekt en dit veel weerstand oplevert maar dat de V-snaar ook niet te los moet liggen omdat deze er anders afloopt en flink gaat

slippen op de poelies en zo vermogen mis wordt gelopen. Omdat bij de V-snaar overbrenging altijd wat slip kan optreden is deze niet geschikt voor een synchrone aandrijving, zoals bij een nokkenas of de ontsteking. Het is belangrijk dat deze op tijd staan en niet verlopen door het optreden van eventuele slip.Aan de andere kant van de as die door deze poelie wordt aangedreven zit een ander poelie met een straal van 7 cm. Deze poelie loopt tegen kleine fietsband aan. Door de wrijvingskracht die tussen de poelie en de band ontstaat, zal de band mee gaan lopen met de poelie, echter wel de andere draairichting op en met een lagere snelheid. De band heeft een diameter van 51,6 cm en de poelie van 14,0 cm de overbrenging is dus D1/D2 = 14/51,6 = 0,2713… Bij elke rotatie van de poelie maakt de band dus ~0,27ste deel van een omwenteling. de verhouding is dus ~ 0,27:1Andersom moet het kleine wiel 1/0,2713… = 3,685… keer ronddraaien om de band 1 keer rond te laten gaan. Ook bij deze aandrijving treedt enige slip op, meer zelfs dan bij de V-snaar aandrijving. Zou deze aandrijving een gewone tandwielaandrijving zijn zou er geen slip mogelijk zijn.de band was de achterband van een fiets, er zit dus een tandwiel aan, omdat de achterband van een fiets vrij moet kunnen draaien als deze niet aangedreven wordt is het tandwiel niet star verbonden met de band. om via de band het tandwiel dus aan te drijven hebben we deze aan elkaar moeten lassen. Nu draait het tandwiel met de band mee over dit tandwiel hebben we via een ketting een ander tandwiel aangedreven. Het eerste tandwiel aan de band heeft 16 tandjes, het tweede tandwiel heeft 44 tanden, dit zorgt ervoor dat voor een omwenteling van het kleine tandwiel het grote tandwiel T1/T2 = 0,3636... omwentelingen maakt. Deze ketting overbrenging is wel geschikt voor een synchrone aandrijving omdat de ketting niet over de tandwielen kan slippen. Zo werd ook een kettingaandrijving gebruikt voor de kleppen van het quad blokje wat we hebben opengemaakt.

Uiteindelijk draait de laatste as 0,3636… * 0,2713... = 0,09866… keer rond bij elke keer dat de eerste as uit de motor ronddraait. Of andersom draait de eerste as ~10,14 keer rond om de achterste as 1 omwenteling te laten maken.

ConclusieDe meest efficiënte motor zou een elektromotor zijn, want zelfs met het laagst mogelijke rendement, heeft deze een hoger rendement dan een verbrandingsmotor met het hoogst mogelijke rendement. Zoals eerder gezegd heeft een elektromotor geen ingewikkeld transmissiesysteem nodig, maar een zeer simplistische, omdat de omvormer al het toerental kan regelen en de motor een grote verscheidenheid aan toeren aan kan. Voor het differentieel zou ook een software in plaats kunnen komen, maar een torsen differentieel zou evenveel voordeel bieden. Een torsen differentieel zal niet in één keer een storing kunnen krijgen, dus zou dit een veiligere keuze zijn. Tweewielaandrijving zou het beste zijn voor de gemiddelde auto, omdat deze vooral op verharde wegen rijden en niet off-road. Omdat elektromotoren vrijwel altijd achterin zitten, zou het het makkelijkst zijn om

achterwielaandrijving te gebruiken. Dit zou ook de benodigdheid van eventuele extra onderdelen elimineren, waardoor de auto lichter blijft. Hierdoor is een hogere versnelling mogelijk en zal de productie goedkoper zijn.

DiscussieBij onze berekeningen in het praktisch deel is de weerstand verwaarloosd, dus zullen de uiteindelijke verhoudingen iets kleiner uitvallen dan berekend. Het slippen is ook geen rekening mee gehouden. Ook om deze reden zal er zich minder energie bevinden in het laatste onderdeel van de opstelling dan berekend.

NawoordOnze verwachtingen in het voorwoord bleken achteraf onjuist. Onze planning was lichtelijk in de soep gelopen en het bleek dat er een grotere variatie aan systemen was dan vooraf gedacht. Verder liep de samenwerking wel soepeltjes.

BronnenlijstAudi A1 e-tron: elektrisch + wankelmotor. (z.d.). Geraadpleegd op 1 december 2018, van https://www.autowereld.com/nieuws/autonieuws/id/9640/audi-a1-e-tron-elektrisch-wankelmotor+

Bougie afstellen elektrode afstand bougie: Via kenteken auto opvraagbaar ! (z.d.). Geraadpleegd op 1 december 2018, van https://www.autoweetjes.com/Elektrode%20afstand%20bougie%20%20welk%20type%20en%20soort%20bougie.html

Bougies voor in auto's, hoe kouder hoe beter! (2005, 1 januari). Geraadpleegd op 1 december 2018, van https://www.tuning-gids.nl/bougies_sparkplugs.htm

Bulkwiki. (2013, 15 februari). Cardanassen. Geraadpleegd op 3 december 2018, van http://bulkwiki.nl/index.php?title=Cardanassen

Cardanaandrijving. (z.d.). Geraadpleegd op 3 december 2018, van https://www.encyclo.nl/begrip/Cardanaandrijving+

Cardanas (Tussenas). (z.d.). Geraadpleegd op 3 december 2018, van https://www.mvwautotechniek.nl/transmissie/cardanas.htm+

Compressieverhouding. (z.d.). Geraadpleegd op 1 december 2018, van https://www.mvwautotechniek.nl/motor/compressieverhouding.htm+

Continu Variabele Transmissie (CVT). (z.d.). Geraadpleegd op 2 december 2018, van https://www.mvwautotechniek.nl/transmissie/cvt.htm

Deziel, C. H. R. I. S. (2018, 9 november). How to Calculate Gear Ratio. Geraadpleegd op 1 december 2018, van https://sciencing.com/calculate-gear-ratio-6495601.html+

Differentieel - Verdeling van vermogen over wielen. (2005, 1 januari). Geraadpleegd op 19 december 2018, van https://www.tuning-gids.nl/differentieel.htm

Differentieel. (z.d.). Geraadpleegd op 10 december 2018, van https://www.mvwautotechniek.nl/transmissie/differentieel.htm+

e-tron in de praktijk. (z.d.). Geraadpleegd op 1 december 2018, van https://www.audi.nl/nl/web/nl/modellen/e-tron/e-tron-solutions.html+

EDUCAM. (z.d.). De verbrandingsmotor. Geraadpleegd op 19 december 2018, van http://www.startyourfuture.be/nl/class/artikels-in-de-praktijk/verbrandingsmotor/+

Eerste Airbustoestel met zuiniger straalmotor. (2016, 21 januari). Geraadpleegd op 4 december 2018, van https://www.deingenieur.nl/artikel/eerste-airbustoestel-met-zuiniger-straalmotor+

Elektromotoren (gelijkstroom-, synchroon- & universeelmotor). (z.d.). Geraadpleegd op 1 december 2018, van https://wetenschap.infonu.nl/techniek/61200-elektromotoren-gelijkstroom-synchroon-universeelmotor.html

F Ehrich, F. (2015, 27 september). Jet engine. Geraadpleegd op 19 december 2018, van https://www.britannica.com/technology/jet-engine+

Fenske, J. (2018, 9 juli). waarom de wankelmotor wankelt. Geraadpleegd op 1 december 2018, van https://www.deingenieur.nl/artikel/waarom-de-wankelmotor-wankelt+

Fira, M. (2018, 3 december). Mazda's Skyactiv-X Technology Could Make The Wankel Rotary Engine Feasible Again - Top Speed. Geraadpleegd op 1 december 2018, van https://www.topspeed.com/cars/car-news/mazda-s-skyactiv-x-technology-could-make-the-wankel-rotary-engine-feasible-again-ar183631.html

Fuldon. (z.d.). FD008. Geraadpleegd op 19 december 2018, van http://www.clutchdiaphragmspring.com/diaphragm-spring/13--df008.html+

Gelijkstroommotor. (z.d.). Geraadpleegd op 1 december 2018, van https://web.archive.org/web/20061209192612/http://mech2006.vtk.be/downloads/mech2005/1e/elektrische/D5h1_2002_basisbegrippen.pdf+

Habets, R. (2016, 21 maart). De Wankelmotor. Geraadpleegd op 1 december 2018, van http://arcusrhonawankelmotor.blogspot.com/2016/+

Hoe werkt een vliegtuigmotor? (2014, 20 januari). Geraadpleegd op 6 december 2018, van http://www.engineeryourfuture.nl/videos/442/hoe-werkt-een-vliegtuigmotor

Honda. (z.d.). GX 160. Geraadpleegd op 9 december 2018, van http://www.honda-engines-eu.com/engine-model-details?p_p_id=enginedetail_WAR_enginedetail

How a torque converter works. (z.d.). Geraadpleegd op 2 december 2018, van https://x-engineer.org/automotive-engineering/drivetrain/coupling-devices/how-a-torque-converter-works/+

How do I get my 8 to spit flames? (z.d.). Geraadpleegd op 1 december 2018, van https://www.rx8club.com/general-automotive-49/how-do-i-get-my-8-spit-flames-236712/+

How Torque Converters Work. (2017, 17 juli). Geraadpleegd op 2 december 2018, van https://www.roadrunnerconverters.com/how-torque-converters-work-with-pictures-diagram/how-torque-converters-work/+

Kevski (2009, 27 juni). De handmatige versnellingsbak. Geraadpleegd op 19 december 2018, van https://www.autoblog.nl/archive/2009/06/27/de-handmatige-versnellingsbak+

Koppeling. (z.d.). Geraadpleegd op 2 december 2018, van https://www.mvwautotechniek.nl/transmissie/koppeling.htm+

Learn Engineering. (2014, 6 november). Torsen Differential, How it works ? [Video]. Geraadpleegd op 21 november 2018, van https://www.youtube.com/watch?v=JEiSTzK-A2A

Learn Engineering. (2015, 8 juli). Understanding Universal Joint [Video]. Geraadpleegd op 5 december 2018, van https://www.youtube.com/watch?v=LCMZz6YhbOQ

Learn Engineering. (2016a, 23 maart). Understanding CVT [Video]. Geraadpleegd op 2 december 2018, van https://www.youtube.com/watch?v=PEq5_b4LWNY

Learn Engineering. (2016b, 30 juli). Automatic Transmission, How it works ? [Video]. Geraadpleegd op 4 december 2018, van https://www.youtube.com/watch?v=Ugao6jTyM7k

Learn Engineering. (2017, 30 mei). How does an Electric Car work ? | Tesla Model S [Video]. Geraadpleegd op 1 december 2018, van https://www.youtube.com/watch?v=3SAxXUIre28

Mahadevan, A. (2016, 29 november). What is the difference between 4 wheel drive, 2 wheel drive and all wheel drive. Geraadpleegd op 7 december 2018, van https://www.quora.com/What-is-the-difference-between-4-wheel-drive-2-wheel-drive-and-all-wheel-drive+

Maurits, H. (2015, 31 oktober). Techniek: wat je moet weten over wankelmotoren. Geraadpleegd op 1 december 2018, van https://www.autoblog.nl/nieuws/techniek-wat-je-moet-weten-over-wankelmotoren-81571+

Measuring HP on a 2 stroke vs a 4 stroke. (2013, 15 januari). Geraadpleegd op 1 december 2018, van https://thumpertalk.com/forums/topic/1000231-measuring-hp-on-a-2-stroke-vs-a-4-stroke/

Nice & Charles W. Bryant, K. (2018, 10

oktober). How Clutches Work. Geraadpleegd op 4 december 2018, van https://auto.howstuffworks.com/clutch.htm

Ontsteking afstellen van de Puch Maxi. (z.d.-a). Geraadpleegd op 1 december 2018, van http://www.puchmaxi.nl/ontsteking_afstellen.php+

Ontsteking afstellen van de Puch Maxi. (z.d.-b). Geraadpleegd op 1 december 2018, van http://www.puchmaxi.nl/ontsteking_afstellen.php+

Overbrengingsverhoudingen. (z.d.). Geraadpleegd op 2 december 2018, van https://www.mvwautotechniek.nl/transmissie/overbrengingsverhoudingen.htm+

Planetary gear ratio calculations. (z.d.). Geraadpleegd op 1 december 2018, van https://woodgears.ca/gear/planetary.html+

Sterl, F. (z.d.). Het straalvliegtuig. Geraadpleegd op 9 december 2018, van https://www.sciencespace.nl/technologie/artikelen/3841/het-straalvliegtuig+

Torchinsky, J. (2017, 17 augustus). This might be the weirdest Rolls Royce ever made. Geraadpleegd op 1 december 2018, van https://jalopnik.com/this-might-be-the-weirdest-engine-rolls-royce-ever-made-1797954082

U.S. Department of Energy. (z.d.-a). Where the energy goes: Electric Cars. Geraadpleegd op 16 december 2018, van https://www.fueleconomy.gov/feg/atv-ev.shtml+

U.S. Department of Energy. (z.d.-b). Where the Energy Goes: Gasoline Vehicles. Geraadpleegd op 16 december 2018, van https://www.fueleconomy.gov/feg/atv.shtml

Verham, A. (z.d.). Uitvinding verbrandingsmotor. Geraadpleegd op 1 december 2018, van https://www.historamarond1900.nl/

Versnellingsbakken: manueel, automaat, geautomatiseerd, koppelingen, koppelomvormer . - Autoforum. (2006, 31 augustus). Geraadpleegd op 19 december 2018, van http://www.autoforum.be/forum/specifiek/techniek/hoe-werkt-wat/3274-versnellingsbakken-manueel-automaat-geautomatiseerd-koppelingen-koppelomvormer+

voor de vorm. (2018, 19 maart). Geraadpleegd op 1 december 2018, van https://www.deingenieur.nl/artikel/voor-de-vorm+

Wankelmotoren. (2017, 1 februari). Geraadpleegd op 1 december 2018, van http://www.jt-performance.nl/nl/blog/25-wankel-motoren+

Wheelzine staff. (z.d.). 4 Wheel Drive Vs. 2 Wheel Drive. Geraadpleegd op 8 december 2018, van https://wheelzine.com/4wheel-drive-vs-2wheel-drive+

WikiHow. (2018, 5 december). How to Determine Gear Ratio. Geraadpleegd op 1 december 2018, van https://www.wikihow.com/Determine-Gear-Ratio

Wikipedia. (2018a, 19 november). Overbrenging. Geraadpleegd op 4 december 2018, van https://nl.wikipedia.org/wiki/Overbrenging+

Wikipedia. (2018b, 18 augustus). Differentieel (werktuigbouwkunde). Geraadpleegd op 5 december 2018, van https://nl.wikipedia.org/wiki/Differentieel_(werktuigbouwkunde)

Willman, D. (2018, 5 maart). Mazda: de wankelmotor is niet helemaal dood. Geraadpleegd op 1 december 2018, van https://www.autobahn.eu/7641/mazda-de-wankelmotor-is-helemaal-niet-dood/+

Zactruba, J. (z.d.). The Efficiency of Power Plants of Different Types. Geraadpleegd op 1 december 2018, van https://www.brighthubengineering.com/power-plants/72369-compare-the-efficiency-of-different-power-plants/+/

Logboek

Datum Handeling Uitvoerende Tijd

7-7-18 t/m 21-12-18 Profielwerkstuk maken

[Insert Name] 80 uur per persoon