Page 1

De GaragastenGids is een initiatief van EDUCAM.

Garagasten Gids 2013

Jouw wegwijzer in de wereld van techniek en auto’s


De GaragastenGids is een uitgave van EDUCAM Partner. EDUCAM Partner, J. Bordetlaan 164, 1140 Brussel Verantwoordelijke uitgever: Isabelle Calista Concept en realisatie: www.linkinc.be Grafiek: www.zeppo.be Illustraties: Sam Vanallemeersch, Matthias Van den Berghe, Stefaan Provijn en Anne Manteleers ISBN: 9789082048414


Garagasten zijn gek op techniek. Ze hebben de gewoonte zelf dingen uit te denken en uit te proberen. Garagasten zijn denkers en doeners. De toekomst lacht hen toe. De wereld van de techniek is zo divers dat ze zeker een studierichting vinden die perfect bij hen past. En daarna een geweldige job. Want voor goed opgeleide technici staan de werkgevers in de rij. Een technische knobbel is een troef. Echt iets om trots op te zijn. Maar je moet er wel iets mee doen.

Daar kan deze GaragastenGids je bij helpen. Hij maakt je wegwijs in de wondere wereld van techniek en auto’s. En je gebruikt hem zoals je wil. Als inspiratiebron voor een spreekbeurt in de klas bijvoorbeeld. Of om indruk te maken op je ouders :p. Veel lees- en experimenteerplezier!


inhoud 4

re u t u f e h t o Back t

16

Motor

26

Wielen en remmen

32

Koetswerk

34

Brandstoffen

38

Kracht en beweging

42


e r u t u f e h t o t Back In dat jaar bouwde de Duitser Carl Benz zijn eerste automobiel. Zijn vrouw Bertha maakte in 1888 de eerste succesvolle langeafstandsrit van… 80 kilometer. Daarop kon Benz zijn wagen in productie brengen en tientallen stuks verkopen. Daarom wordt Benz beschouwd als de vader van de moderne auto. Zijn naam leeft voort in het huidige automerk Mercedes-Benz. En, euh, nee, benzine is niet afgeleid van Benz.

Evolutie

Door de jaren heen zijn auto’s almaar verbeterd. Motor, technische uitrusting, koetswerk, veiligheidsvoorzieningen, banden … De (technologische) ontwikkelingen zijn haast niet bij te houden. Ook aan het comfort werd en wordt duchtig gesleuteld.

Auto voor iedereen

Gaandeweg, vooral sinds de jaren ’60, kwam de auto binnen bereik van de ‘gewone man’. In het begin konden alleen rijke mensen zich een auto veroorloven. Een bekend voorbeeld is de Volkswagen Kever waarvan er tussen 1938 en 2003 meer dan 21 miljoen zijn geproduceerd. De film, Herbie, ken je vast wel.


Conceptauto’s

Autoconstructeurs sleutelen voortdurend aan de technologie van hun wagens. Geregeld brengen ze nieuwe modellen op de markt waarin de nieuwste materialen en de modernste technische snufjes verwerkt zijn. Maar het kan nog sterker. Op autobeurzen zoals het Autosalon in Brussel stellen automerken vaak een conceptauto voor. Dat zijn heel opvallende auto’s waarmee fabrikanten de allernieuwste technologieën willen uittesten en nieuwe carrosserieontwerpen willen showen. Conceptauto’s kan je niet kopen in de garage, maar ze tonen wel aan hoe de auto van de toekomst er gaat uitzien.

Pivo

Een mooi voorbeeld is de Pivo van het Japanse merk Nissan. Als je denkt dat rijdende bollen alleen in stripverhalen en tekenfilms bestonden, dan heb je het flink mis. De cabine van de Pivo is zo’n glazen bol die bovendien helemaal rond kan draaien. Als je wil parkeren, hoef je dus niet meer over je schouder te kijken, maar draai je de cabine gewoon in de juiste richting. Daarom is ook een achteruitversnelling niet meer nodig. Je draait de cabine gewoon om en rijdt weer vooruit. Maar het allersterkste is toch wel dat je de vier wielen een kwartslag kan draaien. Daarmee wordt parkeren een fluitje van een cent. Je gaat met het autootje naast de open parkeerplaats staan, draait de wielen en je rijdt er zijwaarts in. Zo gepiept.


Elektrische en hybride wagens verschijnen meer en meer in het straatbeeld. Ze zijn alvast stiller, efficiënter en milieuvriendelijker (hangt er wel van af hoe je de gebruikte elektriciteit opwekt) dan auto’s die op benzine of diesel rijden. Met de energie die in de accu zit opgeslagen, kan de elektrische motor draaien.

Dat we nog niet allemaal met een elektrische auto rondrijden, ligt vooral aan de accu. Met de meeste accu’s moet je al snel (zo om de 150 kilometer) op zoek naar een stopcontact.


Wist je dat...

✔✔… het oudste elektrische vo

ertuig dateert va oudste benzinevoe n 1881? En het rtuig pas vier jaar later gepresente werd door Carl Be erd nz?

✔✔… ook het eerste voertuig

dat meer dan 10 elektrisch was? En 0 km/u haalde dat die ‘Jamais Co ntente’ gebouwd werd door een Be lg?

✔✔… één van de eerste hybrid

e voertuigen ook werd door een Be al gebouwd lg? En dat het ging om een parallel hybride waarbij zo wel benzinemotor als elektromotor gelijktijdig de wie len konden aand rijven? … de Lohner-Por sche in 1900 het eerste voertuig w elektrische vierw as met ielaandrijving? En dat men omwille het grote gewicht van van de batterijen in 1902 op het id kwam om een be ee nzinemotor op he t chassis te mon Aangezien die be teren? nzinemotor een generator aandre de batterijen moe ef die st opladen, kunn en we spreken va oudste serie hybr n het ide voertuig.

✔✔


Conclusie:e voertuigen hadden

et te e en hybrid alles om h n e d le elektrisch e g n een eeuw ties hebbe meer dan ntal evolu a a n e e d e ls r a aa stoken, zo maken. M je voor ge otor, de k m to s s g n e in e d daar erbran v e d n a v e ng go dkope vooruitga otor en de tm r ta s e d komst van zen. ij rd r p e li o aard Pas honde igen dus. t. tu ik r p e e o g v p e isch weer o d a a r d Exit elektr ie d heeft men l veel werk aan de jaar later ee h g o n is er Daardoor winkel!

e wde d 35 bou obert 8 1 d n Ro der R e uitvin auto’s Schots de eerste n so die op Ander enlijk) ig e n n. e (koets riciteit rede t k e l e


Een elektrisch voertuig is een voertuig dat voorzien is van één of meerdere elektromotoren om de wielen aan te drijven. Een brandstofmotor komt hier niet aan te pas. Het is dus de bedoeling dat de elektrisch opgeslagen energie (in de batterij) omgevormd wordt naar mechanische energie (naar de wielen). Daar hebben we wel een probleem. De batterijen zijn gelijkspanning en de elektromotoren zijn wisselspanning. Er is dus een DC/AC-omvormer nodig om gelijkspanning naar wisselspanning om te zetten en omgekeerd. Wanneer we gas geven, vragen we energie van de batterij. Maar wanneer we remmen (elektromagnetisch), produceren we elektrische energie, die de batterijen terug oplaadt. De mechanische remmen worden zo weinig mogelijk gebruikt om de onderhoudskosten laag te houden.

Een parallel hybride voertuig is een voertuig met zowel een verbrandingsmotor als één of meerdere elektromotoren. Beide soorten motoren dienen om de wielen aan te drijven. Naargelang de omstandigheden is ofwel de elektromotor ingeschakeld, ofwel de verbrandingsmotor. Soms werken ze beide. Een parallel hybride is momenteel zowel in benzineversie beschikbaar (bijvoorbeeld de Honda Insight), als in dieselversie (bijvoorbeeld de Peugeot 3008).


Een serie hybride voertuig

Een gecombineerd hybride voertuig

is een voertuig met zowel een verbrandingsmotor als een elektromotor. Het verschil met een parallel hybride is dat de verbrandingsmotor de wielen niet aandrijft. De verbrandingsmotor is dus nooit rechtstreeks gekoppeld aan de wielen. Waarvoor dient hij dan wel? Om elektrische energie op te wekken die de batterijen oplaadt. Vergelijk het met een mobiel pizzakraam dat een generator heeft om elektriciteit op te wekken. Het aandrijven zelf gebeurt door ĂŠĂŠn of meerdere elektromotoren die de energie terug uit de batterij trekt.

is een voertuig dat zowel in parallelmodus als in seriemodus kan rijden. Hier vind je net zoals bij serie hybride minstens twee elektromotoren terug. Deze hebben naargelang de omstandigheden een andere functie. Ze kunnen afwisselend startmotor zijn, of generator, of motor om de vier wielen aan te drijven. Dit systeem komt het vaakst voor bij Toyota en Lexus.


Voordelen van hybride De elektromotor ondersteunt de verbrandingsmotor waar deze het zwakst is. Dat betekent minder verbruik en minder uitstoot. Algemeen beter voor het milieu.

Nadelen van h

ybride

Er is minder slijtage van mechanische onderdelen. Remmen bijvoorbeeld worden minder belast omdat we meer met de elektromotor (elektromagnetisch) gaan afremmen. Tijdens die remfase wordt de batterij intussen bijgeladen.

Bij sommige hybride voertuigen h kan je ook beperkt puur elektrisc eld orbe bijvo s rijden. In steden zoal ’! Londen geldt de regel ‘zero uitstoot een ook dan is en tuig voer deze Op laadstekker voorzien.

Deze wagens hebben veelal geen voordeel op he t vlak van verb ruik tijdens snelw egritten. Ze zi jn dus vooral gunstig in stadsverke er. De kostprijs va n deze wagen s ligt betrekkelijk ho og. Als het voertu ig puur elektr isch rijdt, is de wag en nauwelijks hoorbaar, wat gevaarlijk is vo or de zwakke weg gebruiker.


Voordelen vagnens elektrische wa gen lager De laadkosten lig rijzen. Om fp to ds an br dan de 100 km een idee te geven: st ongeveer ko n elektrisch rijde citeit. Voor een 2 euro aan elektri is dit al snel 10 benzinevoertuig euro.

otor beschikt Een elektrische m koppelwaarde e al over zijn maxim vanuit stilstand. 

ertuig vergt Een elektrisch vo d. ou rh weinig onde

Na elektriscdheelevn van oertuigen Gemiddeld ri jdt een elektr isch voertuig onge veer 100 km. Een reis naar Span je ligt dus vo orlopig moeilijk…

Om een batter ij volledig op te laden, heb je 6 à 8 uu r nodig. Tenz ij je gaat snelladen, da n wordt dit he rleid tot één uur. Ook de kostpr ijs is vrij hoog . Een Peugeot Ion bijvoorbeeld kost in basisuitvoeri ng 30.000 eu ro.


Hoe zit dat eigenlijk bij trams en treinen?

Trams en treinen hebben geen batterij aan boord. Ze halen hun elektrische energie uit leidingen die boven de trambaan of het treinspoor hangen. De elektrische stroom wordt door de stroomafnemer (of met een moeilijk word: pantograaf) naar de tram of trein gevoerd, waar hij elektromotoren aandrijft. Via wielen en rails kan de stroom de tram of trein weer verlaten en is de stroomkring helemaal gesloten.

De meeste trams rijden met een bovenleiding op een spanning van zo’n 600 volt. Treinen doen het met een spanning van 3000 volt. Ter vergelijking: de spanning in de stopcontacten bij jou thuis is 230 volt. Spanningen boven de 40 volt kunnen dodelijk zijn.


Met een batterij neem je energie mee aan boord. Oplaadbare batterijen kan je weer helemaal opladen door ze met een lader een tijd aan te sluiten op het lichtnet (het gewone stopcontact). Zodra ze opgeladen zijn, kunnen ze weer vermogen en energie leveren voor een elektromotor. In een elektrische fiets bijvoorbeeld. Of in een segway. Ooit al zo’n segway gezien? Dat is een karretje dat aangedreven wordt door twee elektromotoren. En die halen hun energie dus uit oplaadbare batterijen. Maar hoe blijf je nu rechtop op zo’n segway? Dat gebeurt met de hulp van sensoren. Sensoren checken het evenwicht van de segway voortdurend en regelen de elektromotoren automatisch bij. Auto’s met ee Zo blijft de segway netjes in ban herl aanslu aadbar iten o lans, wat de snelheid of het gee batte p h rij kan e t v stopco an Mit je gew wicht van de bestuurder en zijn ntact subish oon t i h d u u is. Bij urt he de acc bagage ook mogen zijn. Sterker de iMiE t maxim u’s vol V ledig z aal zev stopco nog: als bestuurder kan je je ijn opg en uur ntact. e l v a o d or en via Je kan gewicht gebruiken om het apvan ee een no onderw n snel rmaal e g l a o a paraat te besturen. Door naar o dstatio k gebr in een n. Daa uikma half uu rmee l ken voren te leunen doe je de segr t o aad je t 80% weinig de acc op. Ja snella way voorwaarts bewegen en u’s mmer adstat dat er ions be nog zo door achterwaarts te leunen schikb aar zij n. doe je hem achteruit rijden. Als je rechtop gaat staan, stopt hij.


De motor drijft aan

De motor is de krachtbron van een auto en dus het hart van de aandrijflijn. De motor is één van de onderdelen die je nodig hebt om de wielen van een auto te laten draaien. Je hebt ook een versnellingsbak nodig en assen om de kracht van de motor naar de wielen te brengen. Al die onderdelen samen vormen de aandrijflijn. De motor produceert de energie waarmee de wielen van een auto kunnen draaien. Daartoe zet de motor brandstof om in beweging (het woord ‘motor’ is dan ook afgeleid van het Latijnse woord voor ‘bewegen’).

motor 16


Versnellingsbak

De motor mag dan het hart van de aandrijflijn zijn, je hebt een versnellingsbak nodig om een motor topprestaties te laten leveren. Elke motor draait immers het best op een bepaald toerental. Bij dat toerental zet de motor de brandstof optimaal om in een draaiende kracht voor de wielen. Dat toerental is altijd hoger dan de snelheid waarmee de wielen draaien, en dus zou het geen goed idee zijn om die wielen rechtstreeks met de motor te verbinden. En daarom gebruiken we een versnellingsbak. Zo’n versnellingsbak is een systeem van assen en tandwielen dat de draaisnelheid van de motor omzet in een tragere beweging voor de wielen. Schakelen met een versnellingsbak is een beetje te vergelijken met schakelen op je fiets, waarbij je de ketting van het ene naar het andere tandwiel brengt. Een versnellingsbak is alleen iets ingewikkelder en bestaat uit minstens drie assen die met elkaar verbonden zijn:

de primaire as (ook wel koppelingsas genoemd) die van de motor komt, de schakelas waarop de schakelvorken zitten en de secundaire as (ook overbrengingsas) die naar de wielen gaat. De primaire as draait voortdurend met de motor mee. De tandwielen op de primaire as doen ook de tandwielen op de secundaire as constant draaien. Maar die tandwielen zitten los op hun as en dus draait de overbrengingsas zelf niet mee. Tenzij je schakelt... Als je schakelt, zet je een van de tandwielen op de overbrengingsas vast, zodat de as zelf en daardoor ook de wielen gaan draaien. Daarvoor heb je de schakelmof nodig, een getande ring die je met de versnellingspook van links naar rechts over de as kan schuiven. De tanden van de schakelmof passen precies in de gaatjes in de zijkant van het tandwiel. Zodra de schakelmof in het tandwiel grijpt, zit het tandwiel vast en gaat de overbrengingsas draaien.

versnellingsbak

17


De eerste versnelling heeft een klein tandwiel op de koppelingsas en een groot tandwiel op de overbrengingsas. Dat is logisch, denk maar aan je fietsversnellingen. Daar kies je ook voor een klein tandwiel aan de trappers (waar de kracht geleverd wordt) en een groot tandwiel aan het achterwiel om makkelijk te kunnen vertrekken.

Maar zodra de auto snelheid heeft, schakel je naar een hogere versnelling en dan wordt het verschil tussen de twee tandwielen steeds kleiner. Door te schakelen zorg je er dus voor dat de wielen sneller kunnen draaien terwijl het toerental van de motor hetzelfde blijft.

n e l e k a h c s l e p m Si de Variomatic met

k in llingsba . e versne id d le t e e g m n enteerd vindinge rsnelĂŤxperim sche uit e e ti g v s k e ta h in n c fl s fa jaar nten tot automati honderd xperime eeld van. Deze voorbije en die e b rb b F. o e A o Er is de h v D s ksEn som prachtig ndse automerk de fabrie t a de auto. Variomatic een rl e d e atic van N oe t m e e m o d h ri d n a is n a V a r v Daa et de h e trots dnieuwe d m e t al s lo a ie n g n w e e d s k d beston ij je du lingsba ’s met rste DAF sbakken (waarb rsnelling kiest) aar net zoe e e d n e g ellin rolde ste v at je m In 1958 he versn auto zelf de be En omd rsnellingen betomatisc e stemen. ve l ta n a a band. Au maar waarbij d aal tandwielsy , was het m n , e n ll le ij a e z k n a n sch iele ware aar dat er tandw ar twee langer. M llingen hebt als had ma e n gspook rs in nog gas e ll v l e e l n k e e n rs v e dus e n de ve fd E e . o n h s dat de , a le t. d perk tandwie DAF ree n het grappige w e eeuw n n e e e e g t e d a E vorig it. Wie m matic h uto zelf. 0 van de zen De Vario oruit of achteru elen deed de a e jaren ‘7 al je niet verba d k o In a v . h : n c n e S e z . jd t n e ri e H n . m stand o k m rd anisee vooruit en te re te geven nel achteruit als itrij-races georg s. a s ru w n te r e h v a c e a a b auto ciale nklop zelfs spe strijden totaal o werden d in die we dat DAF

Je weet dat tandwielen, zo gauw ze in elkaar grijpen, in een tegengestelde richting draaien. Daarvan maak je gebruik als je de auto in zijn achteruit zet. Er wordt een loos tandwiel toegevoegd tussen de koppelingsas en de overbrengingsas, die daardoor de andere kant opdraait. En de wielen doen dat dan ook.


Zo werken ingen fietsversnell l voor-

ndwie ijft het grote ta Als je fietst, dr tandwiel op n ei kl n tting ee ier wordt aan via je ke m n. Op die an aa l ie w er ht het ac nen omgezet ing van je be eg w l. be ap tr de g van het wie draaibewegin ee tw de in een snelle en t verschil tuss Hoe groter he je moet uite meer kracht ho n, le ie w nd ta te draaien. pedalen rond je dus oefenen om de klimming kies be e ig ev st n Voor ee ombinatie met een tandwielc or vo st be t he n en een grondwiel vooraa een kleiner ta ter achteraan. orste en het tussen het vo De verhouding erbrengingswiel is de ov geeft aan achterste tand rsnelling. Die ve of j ng di ou verh l ronddraait bi het achterwie er ke ap l tr ee ev de ho van omwenteling één volledige kelijk te beak m is ng di ou rh ve ie D pers. op het voorste aantal tanden t he n: ne ke re aantal tanden n door het kamwiel dele en 15 tanden tanden voorin achteraan. 45 nelling van 3 rs rt dus een ve ve le in er ht ac 1:3. genoteerd als op. Die wordt

Differentieel De aandrijfas loopt niet in één stuk van het ene wiel naar het andere. Eigenlijk zijn het twee assen die elk één wiel aandrijven. In het midden zit het differentieel. Je hebt tandwielen nodig om te fietsen. Je hebt ze nodig om te schakelen met de auto. En ze blijken ook nog onmisbaar om een auto veilig door de bocht te sturen. Inderdaad, zonder tandwielen, geen differentieel. Stel je even voor. Je krikt het achtereind van een auto op, zodat de achterwielen vrij in de lucht zweven. Als je dan gas geeft, gaan de twee achterwielen precies even hard draaien. Maar als je een van de twee wielen blokkeert, gaat het andere twee keer zo hard ronddraaien. Dat de twee wielen op de aangedreven as met een aparte snelheid kunnen draaien, hebben we te danken aan het differentieel. Die knappe constructie is om een heel goeie reden bedacht. Want als een auto een bocht maakt, is de baan van het buitenste wiel een stuk langer dan de baan van het binnenste wiel. Omdat het in dezelfde tijd een grotere afstand moet afleggen, moet het buitenste wiel dus sneller draaien. Maar dat kan nooit als de twee wielen vast op één as zitten. Dan kan de as breken of kunnen de banden scheuren. In elk geval zullen ze verschrikkelijk snel slijten. Gelukkig zitten de beide achterwielen van een auto ieder op een halve as. Die twee assen komen in het midden, in het differentieelhuis, bij elkaar. Daar worden ze, via de cardanas, aan de motor gekoppeld. Op die manier kunnen ze dus met een verschillende snelheid draaien.

19


Zuiger Een zuiger is een dikke, ronde schijf die op en neer kan bewegen in de cilinder. Rondom de zuiger zitten zuigerveren, zodat er geen gas naar onderen kan ontsnappen.

Cardanas De cardanas brengt de kracht van de motor (die voorin ligt) over op de achterwielen. Ze vormt de verbinding tussen de versnellingsbak en het differentieel.

Cilinder De cilinder is een afgesloten kamer waarin de brandstof tot ontbranding wordt gebracht. Een automotor heeft meestal vier of zes cilinders. Ooit al horen spreken over een automotor met een inhoud van 1,8 liter? Dat slaat op de totale inhoud van de cilinders en geeft aan hoeveel ruimte er is om het brandstofmengsel (mengsel van brandstof en lucht) te verbranden. Niet dat motoren met een grotere cilinderinhoud altijd krachtiger zijn. Dankzij slimme technologie kunnen ook motoren met een kleinere cilinderinhoud best krachtig zijn, en soms zelfs krachtiger dan hun grotere broers.

Bougie De bougie zorgt voor de vonk die nodig is om het mengsel van brandstof en lucht in de cilinder te ontsteken. Een bougie is typisch voor benzinemotoren. Dieselmotoren hebben geen bougie nodig, omdat de hoge druk in de cilinder de lucht zo heet maakt dat de brandstof vanzelf ontvlamt.

Kleppen Elke cilinder heeft minstens één inlaatklep en één uitlaatklep. Via de inlaatklep stroomt lucht of een mengsel van lucht en brandstof in de cilinder. Via de uitlaatklep stromen de verbrandingsgassen uit de cilinder weg. In sommige motoren heeft elke cilinder zelfs twee inlaatkleppen en twee uitlaatkleppen.

20


Nokkenas

Distributie

De kleppen worden bediend door de nokkenas, waarop voor elke klep een aparte nok is aangebracht. Een nok op een nokkenas heeft vaak de vorm van een ei. Die nok bepaalt precies wanneer een klep opent, hoe ver die opengaat en wanneer die sluit. Bovendien bepaalt de nok of de klep langzaam of snel opent en sluit. Dat is heel belangrijk, want alleen als de kleppen perfect zijn afgesteld, worden de cilinders gevuld met de ideale hoeveelheid brandstof en lucht. Bij een motor met dubbele nokkenas zijn de inlaatnokken en uitlaatnokken elk op een aparte as aangebracht.

Via schijven en een riem drijft de krukas ook de nokkenas aan. Die aandrijving wordt distributie genoemd. De nokkenas draait altijd half zo snel als de krukas. De verhouding tussen die twee snelheden (2 : 1) is de distributieverhouding. De riem die tussen de twee assen loopt, is de - nogal wiedes - distributieriem.

Krukas De krukas zet de open-neerbeweging van de zuigers om in een draaibeweging voor de wielen. Een krukas is een ronde staaf met daarop ĂŠĂŠn of meerdere uitsteeksels (krukken) die in verbinding staan met de bewegende zuigers. Als de zuiger beweegt, wordt de kruk weggeduwd en gaat de krukas draaien. Deze draaibeweging doet het binnenste van de versnellingsbak bewegen. Zo gaan ook de wielen aan het draaien. Eigenlijk zijn het dus de zuigers die de wielen doen bewegen.

21


Geslaagde motor Nu je alle onderdelen van een motor kent, ben je wellicht pas echt nieuwsgierig geworden. Want hoe werkt zo’n motor nu eigenlijk? Even kijken. Als voorbeeld nemen we een viertaktbenzinemotor. Dieselmotoren zitten ietsje anders in elkaar. Een viertaktmotor werkt in vier stappen, die ‘slagen’ of ‘takten’ genoemd worden. Na de vierde stap begint het hele proces weer bij stap 1, en dat telkens opnieuw zolang de motor draait. Zo’n viertaktmotor wordt trouwens ook ottomotor genoemd, naar Nikolaus Otto, de Duitse uitvinder die in 1876 de eerste viertaktmotor bouwde.

Slag 1:

Slag 2:

Slag 3:

De zuiger gaat omlaag en de inlaatklep gaat open. Het mengsel van benzine en lucht wordt naar binnen gezogen. Als de zuiger op zijn laagste punt staat, sluit de inlaatklep. Omdat de uitlaatklep ook dicht is, vormt de cilinder een netjes afgesloten ruimte.

De zuiger beweegt naar boven en perst het brandstofmengsel samen. Hierbij ontstaat een heel hoge druk. Als de zuiger op zijn hoogste punt staat, geeft de bougie een vonk af.

Door de vonk van de bougie ontbrandt het brandstofmengsel. Daardoor wordt de zuiger met veel kracht omlaag geduwd en dat levert de energie op die de auto doet rijden. Als de zuiger helemaal onderaan gekomen is, opent de uitlaatklep zich.

de inlaatslag

de compressieslag

22

de arbeidsslag


Tweeta k

t

Missch ien vra ag motore n vierta je je nu af of alle ktmoto antwoo ren rd worden is nee. Vierta zijn. Het kt v Motorfi ooral in auto’s motoren etsen e gebruik n meesta t l met e scooters rijd . en en klein de twe eta er syst eem: maar h ktmotor. Die is krac eeft ee htiger, n lager rendem ent.

tor? o m l e s e i zelfde bijna de En een d

Slag 4:

de uitlaatslag De zuiger gaat weer omhoog en duwt de uitlaatgassen via de uitlaatklep naar buiten. De verbrandingsgassen komen dan langs de katalysator en door de uitlaatpijp in de buitenlucht terecht. Als de zuiger zijn hoogste punt bereikt, gaat de uitlaatklep weer dicht. De vier stappen van het verbrandingsproces zijn voltooid.

p werkt o ar gelmotor tor, ma e o s m ie e d tin z n Ee ben De inlaa als een andstof. r e b D . re e manier e to rd en zwaa en maar lucht e e tw bruikt e e e ll d ook a e van d t a in e la t le e p s h kle die an f wordt a ten. Een brandsto e cilinder gespo bougie nodig, n in d lucht ens gee de slag ft trouw inder de nte il e c h e d r to in mo elf o ruk stof vanz iesel e hoge d omdat d akt dat de brand D lf o d u ma ieur R n e g in zo heet e r. e Duits vlamt. D m aan deze moto a a n gaf zijn

heeft, is er eer) cilinders m f (o vindt. er vi al beidsslag) be motor meest e slag (de ar r ook rd Omdat een oo de rd de aa in w n, die zich ukas draaie kr den de ne altijd ééntje r be de ar et de cilin boven of na In die slag do de vier linders naar ci in re en de ag an sl n de selen de de zuigers va e manier wis en. En op di ukas. kr de j zi gaan beweg nk ar mooi af, da ka el rs de lin ci

23


Check het oliepeil We hebben de werking van de motor al helemaal voor jou uit de doeken gedaan. Maar over motorolie hebben we het nog niet gehad. Nochtans is die olie van levensbelang voor een automotor. De olie smeert, koelt en reinigt de motor en beschermt bovendien tegen corrosie (= roesten en verweren). Zonder olie kan een motor simpelweg niet werken. Dus is het belangrijk om geregeld te checken of er nog genoeg olie in de motor zit. Dat kan je zelf doen, als je de stappen hieronder volgt. Lees ze aandachtig en vraag dan aan je papa of mama of je het oliepeil van hun auto mag controleren. Vertel hen hoe belangrijk motorolie

is, daar hebben ze vast niet van terug. Ga nooit stiekem op onderzoek uit. Wat heb je voor deze opdracht nodig? Niet meer dan een propere doek, een stuk keukenrol of een papieren zakdoekje. En een auto natuurlijk. Het oliepeil controleren doe je trouwens het best als de motor koud is en de auto helemaal horizontaal staat. Auto’s zijn uitgerust met een waarschuwingssysteem voor het oliepeil. Als er te weinig olie in de motor zit, gaat er op het dashboard een lampje branden.

Stap 1 Open de motorkap De meeste auto’s hebben een haa k waarmee je de motorkap kan vast zetten. Bij sommige wagens blijf t de motorkap vanzelf open staan, dan kzij twee pompjes.

Stap 2 zoek de

peilstok Die zit me estal in ee n lange, s buis. Bove ma naan zit e en ring wa lle je wijsving ar je er kan do orsteken dwarsstok of een je waar je twee ving onder kan ers steken. H et handva peilstok is t van de vaak van k u maakt, m eestal in e nststof geen felle kle ur.

24


Stap 3 Stap 4

Trek de peilstok langzaam uit de buis Wrijf de stok helemaal droog met je doek of zakdoek. Op de peilstok zie je twee inkepingen, de onderste gee ft de minimumhoeveelheid olie aan die in je auto moet zitten, de bovenste gee ft de maximumgrens aan.

stok e peil n o h c es Stop d gat Onderin het g u eer uit. r k te n e goed e er nog lie. Het peil is het m e h en Trek nu o inimum stok zit aan de e tussen het m eil onder het oli at het p bijvullen. als de zit. Sta m olie u im max moet je n a d , m minimu

um

m ini

M

um

im ax

M

Stap 6

Stap 5

inuut en een m kan lop Wacht motor e w. d u ie in e olie eil opn Zodat d leer het oliep r olie toe en tro is mee en con et nodig terug. h ls a Voeg vuldop de olie plaats

Vul olie bij Tot net onder het maximumniveau . Ga daarom op zoek naar de olievuld op. Dat is een ronde dop, en vaak staa t daar de afbeelding van een oliekan netje op.

25


Om goed te begrijpen hoe autobanden en remsystemen werken, moet je een paar belangrijke begrippen kennen.

Wrijving ontstaat als twee oppervlakken over of tegen elkaar schuiven. Omdat de wrijvingskracht in tegengestelde richting werkt als de beweging, leidt wrijving altijd tot vertraging. Als je een paar keer snel met je handen over elkaar wrijft, merk je dat daarbij ook warmte ontstaat. Rolweerstand ontstaat

als een voorwerp over een ander voorwerp rolt en daardoor elastisch vervormt, zoals een band op een weg. Rolweerstand is dus niet hetzelfde als wrijving, want bij wrijving schuren de voorwerpen over elkaar.

Grip is de aantrekkingskracht tussen twee stoffen. Hoe beter de grip, hoe meer wrijving. Rubber is een materiaal dat behoorlijk wat grip geeft. Daarom kan je met rubberhandschoenen beter touwklimmen dan met blote handen.


Autobanden

Je zou kunnen denken dat een band een simpel voorwerp is: een rubberen omhulsel, gevuld met lucht. Maar laat je niet misleiden. Een autoband is opgebouwd uit verschillende onderdelen, die stuk voor stuk superbelangrijk zijn voor de kwaliteit van de band:

loopvlak staalgordel

flank hiel

karkas En heb je je ooit al afgevraagd waarom er groeven in een band zitten? Die hebben alles te maken met grip op het wegdek. Bij nat weer vormen de groeven in de banden smalle gootjes die het water afvoeren.

Groene banden

Je had het misschien niet meteen gedacht, maar banden spelen een grote rol in de zuinigheid van een auto. EĂŠn vijfde van alle energie gaat naar de banden. Dat komt door de rolweerstand. Daarom zoeken bandenproducenten voortdurend naar nieuwe materialen en technieken om zuinige, betrouwbare banden te maken. Om de rolweerstand te verminderen, moet de band gemaakt worden van een materiaal dat makkelijk van de weg loskomt en zijn oorspronkelijke vorm meteen weer aanneemt. Rubber is ideaal, maar slijt nogal snel. Daarom wordt het rubber gemengd met een stof die de band steviger maakt. Vroeger was dat roet, vandaar dat banden bijna altijd zwart zijn. Vandaag wordt roet steeds vaker door silica vervangen.


stoppen dan je denkt: Een auto moet vaker vertragen of ingaan van een bocht, voor een verkeerslicht, bij het pele druk op het remsim voor een kruispunt‌ Met een r dan 1000 kilo doen mee van auto pedaal kan je een eem. stoppen. Ingenieus, dat remsyst

Om een auto af te remmen, gebruik je wrijving. Dat zit zo. Vandaag hebben de meeste auto’s op hun twee voorwielen een schijfrem. Als je het rempedaal induwt, drukt het systeem een paar remblokken tegen het draaiende wiel. Of beter gezegd, tegen de metalen remschijf die in verbinding staat met het wiel.

Door de wrijving tussen remblokken en remschijf vertraagt het wiel en kan de auto uiteindelijk stoppen. Een gewone wagen remt met schijfremmen of trommelremmen en gebruikt daar remvloeistof voor.


schijfrem

k schijfrem hebben oo en ik ru eb r g men, maa ommelrem f. men of tr to is ats van vloe lucht in pla luchtsa’s kleine cht uit mas lu kbaar. at ru d d om en Dat kan zijn sam ie D . at esta n fietsband deeltjes b t die je in ee ch lu st, e d n aa de band per Denk maar t lucht je in r ch lu ee m e d oe ie pompt. H d wordt d n ta rs ee w de k. hoe groter er je dus dru eë cr o Z t. d bie sonenwaarom per zo’n af n ie h sc mis el, Je vraagt je remmen. W met lucht plaats. t el ie n ve l s ee en h wag m vraagt ee st sy m . re or luchtdruk r te klein vo to’s zijn daa Gewone au

trommelrem

ns Vrachtwage

Een kle in exp e wat be ter du rimentje za l je idelijk perslu m cht we rkt.Vra aken hoe broer of ag aan Blaas neefje een je klein ballon de bal e . lo uiteind n op e n hou e stev ig vast het niks. D .E e de bal lucht onde r gebeurt r druk lo bl ballon n. Als je nu opeen ijft in loslaa s de t, prob wat er ee g want d ebeurt. Pro r dan te zie n beer, e ballo ze n voortg estuw wordt met iden we, d door g de kam rote kracht er.


groene onderdelen vangen het minste wind

rode onderdelen vangen het meeste wind

Aerodynamica

Wist je dat...

de ideale Een vallende waterdruppel Door zijn ft? hee m vor aerodynamische zaakt oor ver de ein tse spi en bolle buik nd. sta eer hij een minimum aan luchtw wat l hee l ppe dru Logisch dus dat de heeft. In autobouwers geïnspireerd se ingenieur rijk ten Oos de wde bou 1921 ppelwagen dru Edmund Rumpler al een De ts). Dui het in (Tropfenwagen nog altijd meeste moderne auto’s zijn oude die dan minder aerodynamisch druppelwagen.

Luchtweerstand . Zegt dat je ie ts? Nee? Spring dan eens op je fiets en rij 100 meter windop terw ijl je flink rech top zit. En doe de volgende 100 meter met je neus op je stuur. Vo el je het versch il? Kijk, nu weet je dus dat de lucht weers tand biedt. Ook auto’s krijg en met luchtwee rstand te maken. Tot de jaren ‘60 werd daar nauwelijks rekening mee gehouden . Dat zie je aan Amerikaa nse auto’s uit di e tijd (je weet wel, die gigantische Ca dillacs met hun vinnen bijvo orbeeld). Over al zijn er uitstekende ca rrosseriedelen die zorgen voor een hoge luchtweerstand en een hoog brandstofv erbruik. Vandaag zijn au to’s veel meer gestroomlijnd. Auto’s wor den zo ontworpe n dat de lucht er zo vlot mogelijk langs st roomt. Bedoeling is ui teraard de luch tweerstand zo laag mogelijk te houden. En bi jgevolg ook he t brandstofverbr uik. Aerodynamica, heet dat. En er wordt nog altijd naar betere vormen gezocht. Dat gebe urt in windtunnels.


Luchtweerstand ken je al. In de Formule 1-wereld speelt nog een tweede kracht: de opwaartse druk. Dit is de luchtstroom onder de auto, die de wagen omhoog duwt. Die twee krachten zijn heel sterk. Als je snelheid verdubbelt (bijvoorbeeld van 50 naar 100 km/u), wordt zowel de luchtweerstand als de opwaartse druk vier(!) keer zo groot. Gelukkig zorgt het gewicht van de auto ervoor dat hij niet in de lucht vliegt. Maar hoe zwaarder je auto is, hoe minder snel hij rijdt natuurlijk… Om dat op te lossen, hebben de F1-ingenieurs goed naar de vleugels van een vliegtuig gekeken. Die zijn zo gevormd dat de lucht die ertegen botst extra opwaartse druk geeft. Zo kan een vliegtuig opstijgen.

Resultaat: de ingenieurs slaagden er niet alleen in om de opwaartse druk tegen te gaan, maar zelfs om een neerwaartse druk te creëren. Dit noemen we ‘downforce’. Gevolg: de auto bleef beter aan de baan plakken en kon lichter (en dus sneller) worden. De zoektocht naar de beste vorm van een bolide gebeurt, net als voor een gewone auto, in de windtunnel. Maar het kan ook via pc. Met een superkrachtige computer wordt een model van de auto getekend, dat bestaat uit ontelbaar veel puntjes. Door alle puntjes met elkaar te verbinden, kan de stroming van de lucht berekend worden.


De zon is een belangrijke bron van lichtstralen. Geen verrassend nieuws natuurlijk. Je weet dat. Maar wist je ook dat die lichtstralen eigenlijk een mengsel zijn van zeven verschillende gekleurde stralen? Is het niet gek dat rood, oranje, geel, groen, blauw, indigo* en violet* zo met elkaar zijn vermengd dat ze wit licht maken?

Toegegeven, het is moeilijk te geloven. Maar denk gewoon eens even aan een regenboog. Dat is het zichtbare bewijs dat zonlicht uit een mooi palet van zeven kleuren bestaat. Kleur lijkt gewoon. Maar kleur maakt echt wel een verschil. Je kan je toch niet inbeelden dat je in een bruine appel bijt of groene melk drinkt of je je tanden poetst met zwarte tandpasta‌ Bij een auto is dat net zo. Naast de vorm valt de kleur van het koetswerk het meest op. En bij wie ligt het geheim van al deze kleuren? Bij de carrossier.

* Het kan toeval zijn, maar de kleur indigo kreeg zijn naam van... Isaac Newton. Ă‘ zie ook p. 38 Indigo is een kleur tussen blau w en violet (en dat is dan weer een tint van paars).


Je zou het niet meteen zeggen, maar als je in een auto stapt, stap je in een kooi. In een beschermende kooi nog wel. De hele passagiersruimte, van de voor- tot de achterruit, is gemaakt uit verschillende sterke materialen. De kooi is dus gemaakt om zijn vorm te behouden en de passagiers te beschermen. Autofabrikanten gebruiken nog heel wat andere verrassende technieken om de veiligheid van de chauffeur en de inzittenden te verbeteren. Toch kan een auto er na een ongeval serieus verhakkeld uitzien. Gek genoeg is dat precies de bedoeling. Het koetswerk van een moderne auto heeft immers een kreukelzone.

Vandaag worden steeds nieuwere materialen in het stalen koetswerk verwerkt. Glasvezels, koolstofvezels en aluminium bijvoorbeeld. De zoektocht naar de meest geschikte materialen gaat gestaag verder. De kans is groot dat koolstofvezelcomposiet het materiaal van de toekomst is. Dat wordt nu al in Formule 1-wagens gebruikt omdat het vier keer lichter is dan plaatstaal, terwijl het wel net zo stevig is.

Dat is het gedeelte van de auto dat bij een aanrijding met opzet in elkaar deukt en zo de grootste klap opvangt. 

s r e i s s o r r Ca

kman: echte va van van een rk ns e e w w u t o e llen is h r moet tr n, is veel arrossie rk herste e c e ll w ie te ts D rs e e r. o werk h rrossie hadigd k ller of ca . Want een koets Een besc deherste n a ij z h c s is u to u ten th de a en. nde mark teerd, verf spuit gedemon ren verschille en nieuw laagje ar nodig u e a le n w k a ij n d b r le f e e o me atonderd en, verf mengen la p e d ig eschad Afplakk rden de b n en aangepast. Eerst wo ge et werk. n h a n rv en va ve kt, te fases ktriciteit ts a uitgedeu la e d ssen, ele er koetsn ij la z n is e n it n s me en spu basiske ich steed zorgt sier een liseren z e plaatwerker n carros ia e c e e p t s e o k d o m : o n, de n e rk m ie e jg d w ri ro n a k Bove van het dingen ben. Da l n b e e ro e h aan. rd a te g e ic is a d r de ju ĂŠĂŠn on ndlakla elektron llers in elen wee en brengt de gro te rd e rs . d e g n h a o rk la we rmde erk glad en vernis at vervo et plaatw n nieuwe kleurervoor d maakt h e r e e r k o r e vo voorbew kspuiter orgt de la Daarna z


We zitten allemaal vol energie. Want energie is ‘de kracht die nodig is om een verandering tot stand te brengen’. Er zijn dus verschillende vormen van energie, denk maar aan bewegingsenergie als je loopt. Of aan zwaartekrachtenergie als je valt. Een vis die zwemt, een auto die

rijdt... dat is pure energie. Alleen komt die energie er niet zomaar. Goed lopen kan alleen als je flink gegeten hebt. Een auto laten rijden, kan alleen als er brandstof in de tank zit. En een molen laten draaien, kan alleen als de wind waait. Energie en brandstof, een mooi paar.

Fossiele brandstoffen

Pas sinds een paar honderd jaar zijn er machines die werken op gas en steenkool. Later kwamen daar nog de machines bij die op aardolie draaien. Sindsdien rijden we niet meer met paard en kar maar met auto’s. En verbruiken we steeds meer olie, gas en steenkool…

34

Zo ontstonden fossiele brandstoffen… Miljoenen jaren geleden was onze aarde bedekt met uitgestrekte wouden van bomen en planten. De resten van die wouden zijn na al die eeuwen veranderd in olie, gas en steenkool. Door aardolie grondig te zuiveren en te bewerken, verkrijg je benzine en diesel. Omdat deze energie zo oud is, noemen we ze fossiele energiebronnen.


35 Het antwoord is simpel: in al deze spull kunststoffen w or de n va n aardolie ge en zit aardolie. Bijna al en schmink, le plastics en maakt. zit aa O rd ok ol in ie co . Je sm m etica, zoals er kt h et : aardolie is haargel overal.

Kaarsen

Bankkaarten

Haargel Asfalt

Sportschoenen Verf Regenkleding

In heel veel spull Weet jij in welke en zit olie. ?


Biobrandstoffen Fossiele b randstoffe n worden ve gebruikt. S el amen leve ren ze zelf driekwart s van alle en ergie die o verbruikt w p aarde ordt. Maar de voorrad raken stila en an op. Bovendien zijn stooko lie, aardga steenkool s en slecht voo r het milie moet ze ve u. Je rbranden o me te halen. B ij die verbra r energie uit nding kom schadelijk en e stoffen vr ij en daar w heel wat m orden ensen ziek van.

Auto’s met een verbrandingsmotor stoten o.m. het broeikasgas CO2 uit. Broeikasgassen veroorzaken de klimaatopwarming. Gelukkig zijn er ook energiebronnen die niet vervuilen en nooit op zullen raken, zoals zon en wind.

van ffen maken ffen k brandsto to o s o d n n a k ra b je En n dan bio e rd o w ie D planten. genoemd: r ethanol, angen doo rv ve je n a k gewonnen ✔ Benzine alcohol die rt o o s n e , tarwe of dat is e erriet, maïs ik u s it u t word suikerbiet ngen door weer verva n a d che je n a de chemis ✔ Diesel k ntstaat uit o ie d l, e ls s a biodie nolie, zo van plante bewerking lie milieu koolzaado r voor het n zijn bete e ff omt als o k st ij d vr n xide) die ✔ Biobra io ld o o (k O enomen omdat de C 2 t, eerder al werd opg kt. d n m ra zijn ge aa je ze verb waaruit ze n CO 2t te n m e la o p n e door d us wat je d jn zi n e ff o Biobrandst l. a a tr u e n

36


Doe de test Heb jij er een idee van hoe lang we deze gebruiken? Ve energiebronn rbind de juiste en nog kunnen oplossingen.

Steenkool

Altijd

Gas

50 jaar

Zon

300 jaar

Olie

Altijd

De juiste oplo

Wind ssingen vind je

50 jaar

op www.garag

asten.be

Fijne filters De meeste auto’s die je op onze wegen ziet, hebben een verbrandingsmotor op benzine of diesel. Samen zorgen ze voor flink wat luchtvervuiling omdat bij de verbranding van benzine en diesel giftige of schadelijke gassen en deeltjes vrijkomen. Een goeie manier om daar wat aan te doen, is de uitlaatgassen zuiveren met een katalysator en/of een filter. En dat gebeurt vandaag bij alle auto’s. Bij benzinewagens wordt een katalysator ingebouwd. Die zet de schadelijke stoffen in de uitlaatgassen op chemische wijze om in andere, minder schadelijke stoffen. Dieselwagens jagen naast stikstofoxides vooral fijne roetdeeltjes de lucht in. Daarom krijgen dieselwagens naast een katalysator ook een dieselroetfilter.

37


Kracht is overal. Een duw, een windstoot, een waterval, en natuurlijk de kracht van je eigen spieren of van een botsende bal. Hoe kun je een kracht vaststellen? Telkens als een voorwerp versnelt of vertraagt, is er een kracht aan het werk. Maar kun je kracht ook meten? De voorbije eeuwen hebben heel wat knappe koppen daarover nagedacht, maar de strafste van allemaal was zonder twijfel Isaac Newton. Dat was de 17de-eeuwse wetenschapper naar wie de eenheid van kracht is genoemd. De grootte van een kracht hangt af van het gewicht (de massa) van het voorwerp en de versnelling die dat voorwerp ondergaat. Logisch, want als je een glas langzaam optilt, heb je minder kracht nodig dan wanneer je dat heel snel doet. Dit is de formule voor kracht:

F=m*a

m=m ssa in k logra a=verasn m elling iin m/s 2


Als je aan een veer denkt, denk je misschien meteen aan de metalen spiraal in je balpen. Maar een veer is meer. Een veer is alles wat vervormt als je er een kracht op uitoefent, en weer zijn beginvorm aanneemt als je de kracht wegneemt. Je kunt veren uitrekken als een elastiek. Maar je kunt veren ook samendrukken. Als je ze loslaat, nemen ze altijd weer hun beginvorm aan. Dankzij veren word je niet door elkaar geschud als je met de auto over een weg vol kuilen rijdt. Veren worden al veel langer gebruikt om comfortabeler te rijden. Onder de paar-

Wist je d

denkar die over de keien schokte, zaten al bladveren. Dat zijn lichtjes gebogen latten die door de lading vlak gedrukt worden. Toen waren deze veren van hout, tegenwoordig zijn bladveren van staal. Natuurlijk zitten er tegenwoordig in auto’s vooral spiraalveren (zoals in je balpen dus). Die spiraalveren inspireerden de Amerikaanse ingenieur Earl S. MacPherson meer dan vijftig jaar geleden tot de uitvinding van de ophanging die naar hem genoemd is. En spiraalveren houden zelfs de F1-wagen van Sebastian Vettel tegen de grond geplakt.

at...

een boo ge uittrekt, en prachtig voo span je rbeeld v de boog a oorspro aan. Laa n een veer is? nkelijke Als je de t je de p vorm w de pijl s ijl los pijl achte eer ch rin de bo iet weg. De vee aan. De boogpe , dan neemt de rkracht og zelf. boog zij e s spant d n zit ‘m du aardoo s niet in de boog r aan en pees, m aar


Even je verbeelding gebruiken. Je zit in een snelle sportwagen en je hebt je stevig vastgesnoerd. Plots geeft de chauffeur vol gas. De auto schiet vooruit en jij wordt tegen de rugleuning van je zitje gedrukt. Dat komt omdat een voorwerp dat in rust is, in rust wil blijven. Je lichaam heeft geen zin in de plotse verandering van beweging en wil blijven waar het was. Dat is wat wetenschappers de traagheidswet

noemen. En ontdekt door... Isaac Newton, alweer hij. Het omgekeerde is ook waar. Zodra iets in beweging is, wil het diezelfde beweging blijven volhouden. Daarom vlieg je naar voren als je in een auto zit die plots moet remmen. Als je slim bent, draag je dus altijd je veiligheidsgordel in de auto.


Dit je nohdeibg :

Zo ga je te werk:

1. Leg de eieren voorzichti g op de tafel 2. Geef het rauwe ei een dr door er je vinger op

✔✔ 1 ra uw ei ✔✔ 1 ha rdgekoo kt ei

aai en breng het da arna tot stilstand te leggen

3. Doe hetzelfde met het

hardgekookte ei

Wat stel je vast?

Het hardgekookte ei draait regelmatig. Het rauwe ei slinger het hardgekookte ei t. Als je aanraakt, blijft het meteen stil liggen. rauwe ei stillegt en Als je het weer loslaat, begin t het weer te draaien .

Hoe komt dat?

Door de traagheids wet. Als je het rauw e ei stillegt, blijft he binnenin draaien. Zo t eiwit dra je je vinger van het ei haalt, doet da ende eiwit het hele t draaiei weer meedraaien. In het hardgekookte niets doordraaien, ei blijft omdat het hard gewo rden eiwit één gehe met de eierschaal en el vormt dus geen eigen tra agheid heeft.

Slinger een emmer vol water in een grote cirkel rond. Als je dat snel genoeg doet, zal het water er niet uitvliegen. Het water in de emmer wil zich immers weg bewegen van het middelpunt van de cirkel die je met de emmer beschrijft. Hoe sneller je de emmer rondslingert, hoe groter de kracht die het water daarbij ondervindt.

Daardoor lijkt het alsof het water tegen de bodem van de emmer gedrukt wordt. Hetzelfde voel je als je met een wagen snel in de bocht gaat. Je voelt dat je in je zetel wordt gedrukt in de richting van de buitenkant van de bocht.


Safe met slimme sensoren Elektronica, dat is het jongere broertje van elektriciteit. Want pas een heel eind na de ontdekking van elektriciteit zijn elektrotechnici elektriciteit gaan gebruiken als middel om apparaten te sturen. Moderne auto’s zitten boordevol elektronica. Elektronische systemen controleren de wegligging van de auto, zorgen ervoor dat de airconditioning goed werkt en doen de koplampen automatisch aanflitsen als het donker wordt. Elektronica zorgt dus onder andere voor veiligheid en comfort.

Een elektronisch systeem heeft a ltijd drie onderdelen:

1 2

3

Een sensor di e gegevens verzamelt Een centrale ee nheid die de gegevens verw erkt en omzet in een instructie Een apparaat dat de instruct ie van de centrale ee nheid uitvoert .

Elektronica maakt een auto veilig. Sensoren zien dingen die de chauffeur niet ziet. Ze worden nooit moe, raken niet afgeleid en reageren veel sneller. Eigenlijk zijn de veiligheidstoepassingen van sensoren in de auto bijna eindeloos. Je hebt ‘eenvoudige’ elektronica die alleen een waarschuwingssignaal geven. Maar je hebt er ook meer ingewikkelde, zoals de cruisecontrol.


Een greep uit de toepassingen: De automatische ruitenwisser

1

Het regent. De sensor aan de binnenkant van de voorruit stuurt voortdurend voor de mens onzichtbare lichtstralen uit die door de buitenkant van de voorruit worden teruggekaatst. Hoe natter de voorruit, hoe minder licht er wordt teruggekaatst. Op die manier ‘meet’ de sensor de regen en stuurt hij een signaal naar de centrale besturingseenheid.

2

De centrale besturingseenheid ontvangt het signaal van de sensor op de voorruit en zet dat razendsnel om in een nieuw signaal, een instructie voor de ruitenwissers.

3

De ruitenwissers ontvangen het signaal van de besturingseenheid en schieten in actie. De voorruit wordt gewist zonder dat de chauffeur daar iets voor hoefde te doen.

Nu kan je je afvragen waarom de sensor op de vooruit zijn signaal niet meteen naar de ruitenwissers stuurt. Want dat gedoe met die besturingseenheid, dat is toch een omweg? Tja, je moet weten dat in een moderne auto heel wat toepassingen zijn die door verschillende sensoren worden aangestuurd. Dan is de centrale besturingseenheid nodig om het overzicht te houden en de juiste keuzes te maken.

3

1

2

© Mercedes

Uitwijksignalisatie Nog een toepassing: de uitwijksi gnalisatie. Die geeft aan of je met je auto veilig kan uitwijken naar een andere rijstrook. Radarsensoren bewaken de weg naas t en achter je auto, tot een afstand van 60 mete r. Als er andere voertuigen in de dode hoek rijden, of snel dichterbij komen, dan gaat er in de buitenspiegel een lampje branden. Zet je toch nog je richtingaanwijzer aan om aan te geven dat je van rijstrook wil verander en, dan doet het systeem je stuur trillen. Een duidelijke waarschuwing, niet?


Cool cruisen Cruisecontrol. Ken je dat? Dat is een toepassing waarmee je je auto tegen een constante snelheid kan laten rijden zonder dat je zelf het gaspedaal hoeft in te drukken. Met een druk op de knop neemt het systeem de bediening van het gaspedaal immers over. Deze ‘automatische piloot’ gebruikt de gegevens van de wieltoerentalsensor. Dat is

een sensor die voortdurend de snelheid van de wielen meet. Als de snelheid afneemt (bijvoorbeeld omdat de weg begint te stijgen), dan zorgt het systeem ervoor dat de motor extra power krijgt, zodat de auto zijn snelheid kan aanhouden. Zodra de chauffeur het rempedaal induwt, is de cruisecontrol uitgeschakeld.

Beweeglijke koplampen Nog een voorbeeld van handige sensoren? Wat dacht je van meesturende koplampen? Normaal schijnen koplampen rechtdoor. En dat is vervelend in donkere bochten omdat de chauffeur dan niet kan zien waar hij heen rijdt. Dat probleem is opgelost dankzij de meesturende koplampen. De stuurhoeksensor berekent de stand van het autostuur. Hij gaat dus na hoe ver de chauffeur aan zijn stuur draait. Aan die informatie heeft de centrale besturingseenheid genoeg om precies te weten hoe scherp de bocht is die de auto op dat moment neemt. En dus kan hij een signaal uitsturen om de koplampen netjes te laten meedraaien in de bocht. Dankzij deze meesturende koplampen krijgt de chauffeur zicht op het stuk van de bocht dat anders onverlicht blijft. Als dat niet veilig is...

En nu we het toch over slimme koplampen hebben... De allernieuwste auto’s kunnen het licht van hun koplampen aan nog veel meer situaties aanpassen. Aan slecht weer bijvoorbeeld. Daarin speelt de regensensor op de voorruit weer een belangrijke rol. Als die merkt dat het flink regent, schakelt de centrale besturingseenheid de slechtweerverlichting in: de rechterkoplamp gaat feller schijnen, zodat de bestuurder de witte wegmarkering beter ziet. Tegelijk wordt de linkerkoplamp wat gedimd, zodat de tegenliggers niet verblind worden door het weerkaatsende licht op het natte wegdek. De lichtbundel rechts wordt langer, de lichtbundel links korter.


Wist je d

it?

Het ee rs Bridget te verkeerssla Driscoll chtoffer .Z 17 augu stus 189 ij verloor het le was ven op 6 in Lon den.

Netwerk In een auto zitten zoveel sensoren dat zelfs een heel sterke centrale computer op hol zou slaan van al die signalen. Daarom heeft een auto verschillende besturingseenheden, bijvoorbeeld voor veiligheidssystemen (ABS, stabiliteitscontrole, zie p. 48), voor comfortsystemen (bv. klimaatbeheersing, ruitenwissers), voor de motorregeling... De verschillende besturingseenheden worden gegroepeerd in netwerken. Tot welk netwerk een besturingseenheid behoort, hangt onder meer af van de snelheid waarmee ze informatie via het netwerk moet versturen. Die netwerken krijgen dan mooie Engelse namen mee, die afgekort worden tot CAN-bus, LINbus, MOST-bus of FlexRay. Ziezo, weer iets geleerd om mee uit te pakken.

De toekomustto:’s pratende a

raard niet. en auto’s uite nn ku en at pr Echt waarschuwen en elkaar wel nn ku ze r aa M g. gende botsin voor een drei

Dat werkt zo:

unt,

1 een auto nadert een kruisp e auto in di 2 hgaetatelnaektrofonerisoochksyanstdeeeremauto’s in de buurt van dat

,

kruispunt zijn

nt de koers

3 dvaatnzedilfde ane sydestreeeaumtobe’sreenke als een t de chauffeur uw ch rs aa w 4 botsing dreigt. Een handig systeekkmen lu t heel wat onge als je weet da uren. be ge t un n kruisp precies op ee

© Bosch


Gordel Ben jij ooit al eens van tien meter hoog in een leeg zwembad gedoken? De dreun die je dan zou krijgen is dezelfde als wanneer je 50 km/u rijdt en zonder gordel op een stilstaand voorwerp botst. Goed dus dat er veiligheidsgordels zijn die je op je plaats houden. Sterker nog, als je je gordel draagt, heb je 40% meer kans om een ongeval te overleven. Het principe is heel eenvoudig. Als je in een rijdende auto zit, beweeg je je met dezelfde snelheid voort als die auto zelf. Komt die auto plots tot stilstand, dan word jij keihard naar voren geslingerd. Tenzij je dus je gordel draagt, die houdt je op je plaats.

Driepuntsgord

el

De driepuntsg ordel is veru it de meest ge Hij wordt op dr bruikte. ie plaatsen op het koetswer auto bevestig k van de d en dat levert een dubbele ming op: een bescherheupgordel ĂŠn een schouder En je zou het gordel. misschien niet denken, maa lage snelheid r ook bij is de gordel on m del kan een isbaar. Zonder botsing vana gorf 20 kilometer al dodelijk zij per uur n. Je gordel dragen is du noodzakelijk. s absoluut Bovendien wet telijk verplicht een die groter . Ie is dan 1,35 m moet hem drag derachterin. en. Ook Hoe komt het dat je een go rdel kan uitrol er rustig aan len als je trekt, terwijl hi j blokkeert als flinke snok aa je er een n geeft? Dat ko mt door het bl systeem. De au okkeertogordel is om een spoel gew In die spoel zit ikkeld. een hendel m et haakjes. De kant van de sp binnenoel bestaat ui t een getand Als je zacht aa e cirkel. n de gordel tr ekt, gebeurt er je hard trekt, niks. Als blijven de haak jes in de tand en haken.


Luchtzakken Moderne auto’s hebben airbags. En wat zegt Van Dale over deze luchtzakken?

‘Ballon in het stuur of dashboard van een auto die zichzelf opblaast bij een botsing en bedoeld is om letsel te voorkomen of te beperken’ Er zijn frontale airbags, zijdelingse, gordijnairbags…

Ben ji

© Bosch

j graa

g gezi

Als je Dat is in het don k n meer iet alleen er fietst, h é l e er nie n je word euk, het is b je licht t doo nodig ook v t voo r r . eil an eentje n De dy achte odig: een deren gez ig. Je ziet na ien. V raan. fietsl e lektric mo is dus e a e m l is p voo e Goed iteit t raan .Z e ma en handig en e ma ken. fietsl over zijn nier o V anda am w m zel ag he ren. M p brande e dus. Ma f fi b e a b n t e r e s ? t n lamp hoe d Dat k een d s make t e eds m jes d oe je an op ynam lamp n. Da ie e e e e o e o t n n r p w t gaa magn kan je zit g e fiet bat leds ( t z eet. zelf e e manielight e een gloeil terijen we sen (losse l Als h o: in de amp, ) rken. ders mittin dynam ektriciteit et wie d m g I gaat beetje ie al licht diodes). L aar wel e n die de m l van de fi o zit een e e g d n s e s agne ven a s 80% m troom kr ook et in ets draait ls ze zijn halfg et ij dra , d En ze inder ener gen. Ze ve een hee eleitricite aien en w e dynamo l g r g it o leds n aan veel ie dan gew bruiken d klein tricite gemaakt rdt elekan oo lange one g u ook . Die it gaa k r t l o o in m e lamp el naar t en ve binnenhu ee. Niet g ilampen. de fi door dra ekr e is w etsla a k v e d e d rkt w je orden rlichting e us dat De m die g mp toe. s n in a . En aat b eeste ud r an ledla us op Dan m moet den. die ji batterijen pen voor je er wel jb . voor natuu ent had v Maar de de fiets w zorp gen ast a rlijk n l doo ientere G erken dat e e en dy t zo g a r dat het n o wiel a e m d je led ragast want o. Dy kan d blijft lamp n o z a e e m n gev en bewe obr licht gen. en al en ook b ledlampe anden me n s ij t fel br ande je stilstaa lage sne zijn supe n. l r t, blij ven z heid al ve , e nog e een t l ijd

en?


Intelligente veiligheidssystemen Waarom heb je de neiging opzij te schuiven als je in een auto zit die een scherpe bocht neemt? Door de middelpuntvliedende kracht. En niet alleen jij ondergaat die kracht, maar ook de auto waarin je zit. Alleen de wrijving tussen de banden en het straatoppervlak zorgt ervoor dat de auto de bocht netjes neemt. Tenzij de auto te snel rijdt natuurlijk. Dan is er te weinig wrijving en komt de auto in de berm of de gracht naast de weg terecht.

ESP:

ram Electronic Stability Prog Gelukkig zit in de meeste nieuwe auto’s vandaag een elektronisch systeem dat nagaat of de wagen wel de juiste richting uitgaat. En als de auto dreigt te gaan slippen, zorgt het systeem ervoor dat hij toch op de baan blijft. Die engelbewaarder noemen we ‘elektronische stabiliteitscontrole’. Als een auto met stabiliteitscontrole uit de bocht dreigt te gaan, dan grijpt het systeem in door af te remmen op één van de wielen. Welk wiel wordt afgeremd, wordt bepaald door de besturingseenheid en hangt af van welke correctie dient te worden uitgevoerd om de wagen weer ‘in het goede spoor’ te krijgen. Elektronische stabiliteitscontrole is dus een sterk staaltje elektronica. Het systeem vergelijkt niet minder dan 25 keer per seconde de rijrichting van de auto met het stuurgedrag van de chauffeur. En daar zijn een heleboel sensoren voor nodig.

1 2

sensor centrale eenheid

1 2 1

ABS:

stem = aking Syst Antilock Br eem sy Antiblokkeerrem Het voorkomt dat de wielen van een voertuig blokkeren wanneer er krachtig wordt geremd, bijvoorbeeld bij een noodstop. Zo blijft het voertuig bestuurbaar. Bij ABS wordt het remmen elektronisch geregeld. Een sensor in de wielen detecteert bij het remmen of een wiel dreigt te blokkeren.

© Bosch


Garagasten proeven graag van techniek. Dat kunnen ze naar hartelust op de website.

www.garagasten.be Want... garagasten zijn denkers en doeners.


GaragastenGids 2013  

Jouw wegwijzer in de wereld van techniek en auto's

Advertisement
Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you